【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道加固,具体地说是一种超大跨度隧道浅埋段加固及效果评估方法。
技术介绍
1、近年来随着地下空间的发展需求，30米以上的大跨或超大跨洞室越来越多，甚至巨型跨度发展。其中在洞口段由于埋深较浅，开挖后围岩不能形成自然拱，围岩自稳性差，或者自稳时间较短，易导致坍塌。
2、超前小导管注浆能改变围岩状况及稳定性，浆液注入软弱、松散地层或含水破碎围岩裂隙后，能与之紧密接触并凝固。浆液以充填，劈裂等方式，置换土颗粒间和岩石裂隙中的水分及空气后占据其位置，经过一定时间凝结，将原有的松散土颗粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个新结构，强度大，防水性能良好的固结体，使得围岩松散破碎状况得到大幅度改善。
3、而超前小导管施工的各项参数确定应根据围岩边界地质条件、围岩状况、支护结构形式及隧道断面尺寸而定，将其应用在隧道洞口浅埋段的具体加固方式及其效果评估尚未有成熟方案。
4、基于以上原因,本专利技术设计了一种超大跨度隧道浅埋段加固及效果评估方法，通过超前小导管对松散岩层的加固作用，利于完成开挖后与完成初期支护时间内围岩的稳定，不至于围岩失稳破坏直至坍塌。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术的不足,提供一种超大跨度隧道浅埋段加固及效果评估方法，通过超前小导管对松散岩层的加固作用，利于完成开挖后与完成初期支护时间内围岩的稳定，不至于围岩失稳破坏直至坍塌。
2、为了达到上述目的,本专利技术提供一种超大跨度隧道浅埋段加固方法，包括长管棚加固、
3、长管棚加固用于加固周边一定范围围岩，与钢架组合成预支护系统，防止洞口及浅埋段、软弱围岩坍塌，创造进洞和安全施工条件；
4、小导管加固和药卷小导管加固用于加固周边一定范围围岩，与钢架组合成预支护系统，控制软弱围岩变形量。
5、小导管加固为双排φ42热轧无缝钢管，前后排交错布置，相邻两层的外插角分别为10°～15°和25°～30°，拱部120°范围内布置；药卷小导管加固为φ22药卷小导管，外插角10°～15°，拱部120°范围内布置。
6、小导管加固的前后两排在环向相间隔进行布置，尾端支撑于钢架上或焊接于系统小导管的尾端，纵向搭接长度不小于1.0m；其中注浆液为水灰比w/c＝1:1的水泥砂浆，注浆的压力为0.5～1mpa。
7、小导管的前端为尖锥形，尾部焊接φ8mm钢筋加劲箍，除尾部预留止浆段及前端锥头外管壁上每隔15cm交错布置孔眼直径为8mm的注浆孔。
8、一种超大跨度隧道浅埋段加固方法的效果评价方法，包括以下内容：
9、s1，小导管变形与受力分析：
10、s1-1，计算小导管在主洞完整断面开挖的轴力分布；
11、s1-2，计算输出先行施工导坑的轴向最不利的小导管的变形矢量与轴力；
12、s1-3，分析小导管随着导洞开挖进度的变形与内力变化情况；
13、s2，地表变形特征分析：
14、通过对左右导坑开挖及主洞上中下台阶开挖计算地表竖向沉降及地层水平位移分布情况；
15、s3，监测点变形规律及实测分析：
16、在隧道洞口设置地表沉降监测点，在隧道洞口断面设置隧道位移监测点，在隧道拱顶及左右两侧供设置四个监测点，根据监测点数据输出地表沉降监测点和拱顶监测点的沉降曲线、输出隧道两侧监测点的水平位移监测曲线以及输出现场施工地表实测沉降曲线；
17、s4，初期支护结构变形与受力分析：
18、通过对左右导坑开挖及主洞上中下台阶开挖计算初支竖向位移、初支水平位移、初支轴力、初支剪力和初支弯矩的云图并分析；
19、s5，结果汇总对比分析：
20、通过对比采用超前小导管与否的两种情况下围岩位移极值和初支结构内力极值的变化，判断控制围岩变形及结构受力的变化范围。
21、同现有技术相比,本专利技术具备以下有益效果:
22、本专利技术主要将超前小导管应用至超大隧道浅埋段，并针对性设置了具体的排列布置方法以及搭接关系并对应设计了效果评价的方法，实现了对于利用超前小导管进行加固、受力分析、监测与分析对比的综合作用，验证了超前小导管对于隧道浅埋段支护的积极作用，为隧道洞口段的结构稳定性提供了依据。
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1.一种超大跨度隧道浅埋段加固方法，其特征在于，包括长管棚加固、小导管加固和药卷小导管加固；
2.根据权利要求1所述的超大跨度隧道浅埋段加固方法，其特征在于，所述小导管加固为双排Φ42热轧无缝钢管，前后排交错布置，相邻两层的外插角分别为10°～15°和25°～30°，拱部120°范围内布置；所述药卷小导管加固为Φ22药卷小导管，外插角10°～15°，拱部120°范围内布置。
3.根据权利要求2所述的超大跨度隧道浅埋段加固方法，其特征在于，所述小导管加固的前后两排在环向相间隔进行布置，尾端支撑于钢架上或焊接于系统小导管的尾端，纵向搭接长度不小于1.0m；其中注浆液为水灰比W/C＝1:1的水泥砂浆，注浆的压力为0.5～1MPa。
4.根据权利要求1所述的超大跨度隧道浅埋段加固方法，其特征在于，所述小导管的前端为尖锥形，尾部焊接Φ8mm钢筋加劲箍，除尾部预留止浆段及前端锥头外管壁上每隔15cm交错布置孔眼直径为8mm的注浆孔。
5.一种如权利要求1所述的超大跨度隧道浅埋段加固方法的效果评价方法，其特征在于，包括以下内容：
【技术特征摘要】
1.一种超大跨度隧道浅埋段加固方法，其特征在于，包括长管棚加固、小导管加固和药卷小导管加固；
2.根据权利要求1所述的超大跨度隧道浅埋段加固方法，其特征在于，所述小导管加固为双排φ42热轧无缝钢管，前后排交错布置，相邻两层的外插角分别为10°～15°和25°～30°，拱部120°范围内布置；所述药卷小导管加固为φ22药卷小导管，外插角10°～15°，拱部120°范围内布置。
3.根据权利要求2所述的超大跨度隧道浅埋段加固方法，其特征在于，所述小导管加固的前后两...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵成猛，王蕾，李建春，沈跃辉，李星，王斌杰，姜国胜，刘涛，
申请(专利权)人：中铁十六局集团第三工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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