CN110043295A - 一种先拱后填的隧道塌方处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种先拱后填的隧道塌方处理方法，通过在临近塌方体的原有初支下方设置临时工字钢拱架以对该原有初支进行加固之后，于临近塌方体的掌子面处回填施工平台，并在于该塌方体顶部形成注浆大管棚后，对塌方体进行清理，之后再于塌方体上方的坍塌洞中回填预定厚度的混凝土，从而不仅能够有效降低施工中的安全隐患，而且可以加快施工速度，缩短施工周期，进而有效节约了施工时间和经济成本。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种先拱后填的隧道塌方处理方法。
背景技术
塌方是在隧道开挖过程中最常见，最有危害的现象之一，根据隧道塌方的情况不同必须针对性的采取相应的处理措施，目前国内外在隧道施工中采用常规处理塌方的工艺已经比较成熟，但在很多情况下，常规处理塌方的方法也有其局限性。例如，在塌方形成了较大的塌方空腔时，由于塌方面积较大，塌方部位的岩石极不稳定，随时有继续塌方可能，不仅会拖延施工进度，还有可能造成人员伤亡，这是本领域技术人员所不期望见到的。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明公开了一种先拱后填的隧道塌方处理方法，其中，包括如下步骤：
步骤S1，在临近塌方体的原有初支下方设置临时工字钢拱架，并在所述原有初支和所述临时工字钢拱架之间的空隙内楔入木楔以对所述原有初支进行加固，且多个所述临时工字钢拱架通过钢筋连接在一起；
步骤S2，于临近所述塌方体的掌子面处回填施工平台；
步骤S3，于所述塌方体顶部形成注浆大管棚；
步骤S4，对所述塌方体进行清理；
步骤S5，于所述塌方体上方的坍塌洞中回填预定厚度的混凝土。
上述的先拱后填的隧道塌方处理方法，其中，在对所述原有初支加固之后，所述步骤S1还包括：
在所述原有初支上进行超前小导管注浆工艺以加固周边围岩；
对所述临时工字钢拱架的拱脚进行加固。
上述的先拱后填的隧道塌方处理方法，其中，所述步骤S2在回填所述施工平台之前还包括对所述塌方体的掌子面进行网喷封闭处理的步骤。
上述的先拱后填的隧道塌方处理方法，其中，所述步骤S3具体包括：
从所述原有初支的尽头下方向所述塌方体顶部打入大管棚，且所述大管棚的管口设置有止浆阀；
采用注浆泵对所述大管棚进行注浆以形成所述注浆大管棚。
上述的先拱后填的隧道塌方处理方法，其中，所述注浆泵的注浆终压值为0.5～1MPa。
上述的先拱后填的隧道塌方处理方法，其中，利用水泥浆对所述大管棚进行注浆，且所述水泥浆中添加有速凝剂。
上述的先拱后填的隧道塌方处理方法，其中，在所述步骤S4中，在对所述塌方体进行清理的同时，对所述塌方体进行监控，以获取所述塌方体的沉降变形规律。
上述的先拱后填的隧道塌方处理方法，其中，在所述步骤S5中，在于所述塌方体上方的坍塌洞中回填混凝土之前，还包括于坍塌洞中预设若干回浆管的步骤，以根据所述回浆管是否有浆液流出判断回填混凝土的厚度。
上述的先拱后填的隧道塌方处理方法，其中，所述步骤S5还包括：
利用钻孔探测回填混凝土的厚度是否达到预定厚度，若达到预定厚度，则于塌方段架设工字钢拱架，并在于所述塌方段的工字钢拱架上挂钢筋网之后，向所述塌方段的工字钢拱架上喷射混凝土以形成护拱。
上述的先拱后填的隧道塌方处理方法，其中，在所述塌方段继续进行二衬混凝土的施工。
上述发明具有如下优点或者有益效果：
本发明公开了一种先拱后填的隧道塌方处理方法，通过在临近塌方体的原有初支下方设置临时工字钢拱架以对该原有初支进行加固之后，于临近塌方体的掌子面处回填施工平台，并在于该塌方体顶部形成注浆大管棚后，对塌方体进行清理，之后再于塌方体上方的坍塌洞中回填预定厚度的混凝土，从而不仅能够有效降低施工中的安全隐患，而且可以加快施工速度，缩短施工周期，进而有效节约了施工时间和经济成本，具有很强的实用性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1是本发明实施例中先拱后填的隧道塌方处理方法的流程图；
图2是本发明实施例中临近塌方体的未塌方段初支加固后的示意图。
图3是本发明实施例中设置有大管棚的塌方段的示意图；
图4是本发明实施例中混凝土回填后的塌方段的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明中的结构作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。
如图1～4所示，本发明公开了一种先拱后填的隧道塌方处理方法，包括如下步骤：
步骤S1，在临近塌方体的原有初支(即临近塌方体的未塌方段的初支)下方设置临时工字钢拱架，并在原有初支和临时工字钢拱架之间的空隙内楔入木楔以对原有初支进行加固，且多个临时工字钢拱架通过钢筋连接在一起；即通过对塌方体前沿初支进行加强支护，以防止拱顶面塌方的扩大及确保施工人员的安全。
在本发明的一个优选的实施例中，在对上述原有初支加固之后，上述步骤S1还包括：
在原有初支上进行超前小导管注浆工艺以加固周边围岩；
对所述临时工字钢拱架的拱脚进行加固。
具体的，在原有初支1下方加设I22型临时工字钢3支撑，两临时工字钢拱架3之间留5cm空隙，以备用木楔2楔紧，临时工字钢拱架3之间设的连接钢筋，环向间距200cm。在临时工字钢拱架3打设长4m的超前小导管4注浆以加固周边围岩，超前小导管4外露端焊接在该原有初支1上。当时工字钢拱架3的拱脚在仰拱砼上时，在拱脚处打设深40cm孔眼二个，埋设锁脚锚杆，并用铁线与临时工字钢拱架3捆紧；当工字钢拱架3的拱脚在岩体上时，在拱脚处挖一个深40cm，长宽各30cm的孔，待拱脚放入就位后，再用C30砼封闭之。
步骤S2，于临近塌方体的掌子面处回填施工平台，以防止后续大管棚施工时塌下来的塌方体下滑影响施工安全，即对掌子面起反压作用，又便于大管棚施工作业。
在本发明的一个优选的实施例中，上述步骤S2在回填施工平台之前还包括对塌方体的掌子面进行网喷封闭处理的步骤。
具体的，先对塌方体7的掌子面进行15cm网喷封闭处理，并在靠该掌子面处回填施工平台，且回填的施工平台的上表面与上述临时工字钢拱架3的下表面之间的距离不超过3.0m，且该施工平台的长度与宽度以满足大管棚5作业要求为宜。从而既便于后续大管棚5作业，又对塌方体起反压作用，进而能够防止管棚施工时塌方体下滑影响施工安全。
步骤S3，于塌方体之上形成注浆大管棚，用以加固洞顶塌方体。
在本发明的一个优选的实施例中，上述步骤S3具体包括：
步骤S31，从上述原有初支的尽头下方向塌方体顶部打入大管棚，且大管棚的管口设置有止浆阀。
具体的，在上述施工平台填筑完成后，首先从上述原有初支1的尽头(即原有初支1临近塌方段的一端)下方向塌方体7顶部打入 的53根大管棚5，每根大管棚5的长度为20m、壁厚为6mm，且相邻大管棚5之间的间距为40cm。然后再以相同方式施工3段20m、20m、23m大管棚5。具体的，在钻机就位开始钻孔前，将大管棚5位置标记于掌子面，采用精密仪器控制好每孔的钻孔角度。大管棚5采用跟管作业。即钻孔前将管棚钢管与管楔连接，钻孔时钻头顶着管楔一起钻进，防止松渣塌孔而无法成孔安装管棚钢管，钻孔顺序从上至下施工，第一环施工时尾端外露2m，并在该外露段安设3榀临时钢拱架对管棚尾端进行支撑，并用Ф25螺纹钢将二者焊接牢固，临时钢支撑需落在稳定的基础上，如底部基础薄弱时，先浇筑厚1m宽1m的条形钢筋砼基础，顶面通长铺设14mm厚钢板，以作为钢拱架的有力支撑。管棚接头采用丝扣连接，丝扣长为15cm，采用套丝钢管长30cm，为保证受力均匀性，钢管接头应纵向错开，奇数的第一节钢管3m长，偶数的第一节钢管6m长，以后各节均用6m管。装管时，管与管之间的丝扣要上满，然后用钻机顶进，逐节接长，依次顶进，直至到位为止，最后用钢板将管口焊接封堵，预留开关和排气孔以便于注浆，且在大管棚的管口设置有止浆阀。
步骤S32，采用注浆泵对所述大管棚进行注浆以形成上述注浆大管棚。
具体的，上述步骤S31中待大管棚5安装完毕后，立即进行注浆。注浆采用高压注浆泵。压注1:1水泥浆液，一定要控制好注浆压力，优选的，该高压注浆泵注浆压力终压值为0.5～1.0MPa(例如0.5MPa、0.6MPa、7.5MPa或者1.0MPa等)，持续5分钟后终孔。大管棚5从拱脚逐根往上注浆，注浆压力不宜过大，以防掌子面受到反作用力，造成裂缝使水泥浆液流失。由于塌方体体积较大，为防止水泥浆液流失，减小扩散半径，在注水泥浆时加入一定比例的速凝剂，使水泥浆液进入塌方体时在较短的时间内实现初凝，以达到节约成本的目的。
步骤S4，对塌方体进行清理。
具体的，在上述大管棚5注浆完成后，在隧道右侧设侧壁导坑前进逐步开挖塌方体7，开挖时采用挖机自带破碎锤对洞身内塌方体7进破碎，通过侧卸式装载机装塌方体7，自卸汽车运塌方体7至弃渣场堆放。在开挖的过程中要对塌方体7进行监控量测，每天1-2次，及时了解塌方体7的沉降变形规律。做好安全应急工作。
步骤S5，于塌方体上方的坍塌洞6中回填预定厚度的混凝土。
具体的，上述在混凝土8回填前要预留回浆孔，如果混凝土8回填厚度达到预定厚度时，回浆管就会有浆液流出，这样施工人员就能准确判断拱顶以上混凝土8回填的厚度是否达到预定厚度。例如，坍塌洞6中混凝土8回填的厚度设计为100cm，回浆孔采用钢管制作，钢管一端布设在坍塌洞6拱顶以上100cm高度，另一端外露的封堵口外面，钢管长度可根据现场需要选用，钢管一定要固定牢固，最好与已完成支护段拱架进行多点焊接，另外回浆孔的布设数量为2根以上，因为坍塌洞6的掉块可能造成回浆管损坏或混凝土浇筑过程中回浆管受挤压可能造成回浆管移动、变形。在塌方段开挖、支护完成后，通过钻孔探测混凝土8回填厚度，各个部位的厚度均大于100cm，塌方段架设I25b工字钢拱架，在工字钢上挂双层钢筋网，喷射30cmC25混凝土形成护拱，在支护施工完成后，要及时进行二衬混凝土施工。
本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种先拱后填的隧道塌方处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，在临近塌方体的原有初支下方设置临时工字钢拱架，并在所述原有初支和所述临时工字钢拱架之间的空隙内楔入木楔以对所述原有初支进行加固，且多个所述临时工字钢拱架通过钢筋连接在一起；
步骤S2，于临近所述塌方体的掌子面处回填施工平台；
步骤S3，于所述塌方体顶部形成注浆大管棚；
步骤S4，对所述塌方体进行清理；
步骤S5，于所述塌方体上方的坍塌洞中回填预定厚度的混凝土。
2.如权利要求1所述的先拱后填的隧道塌方处理方法，其特征在于，在对所述原有初支加固之后，所述步骤S1还包括：
在所述原有初支上进行超前小导管注浆工艺以加固周边围岩；
对所述临时工字钢拱架的拱脚进行加固。
3.如权利要求1所述的先拱后填的隧道塌方处理方法，其特征在于，所述步骤S2在回填所述施工平台之前还包括对所述塌方体的掌子面进行网喷封闭处理的步骤。
4.如权利要求1所述的先拱后填的隧道塌方处理方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
从所述原有初支的尽头下方向所述塌方体顶部打入大管棚，且所述大管棚的管口设置有止浆阀；
采用注浆泵对所述大管棚进行注浆以形成所述注浆大管棚。
5.如权利要求4所述的先拱后填的隧道塌方处理方法，其特征在于，所述注浆泵的注浆终压值为0.5～1MPa。
6.如权利要求4所述的先拱后填的隧道塌方处理方法，其特征在于，利用水泥浆对所述大管棚进行注浆，且所述水泥浆中添加有速凝剂。
7.如权利要求1所述的先拱后填的隧道塌方处理方法，其特征在于，在所述步骤S4中，在对所述塌方体进行清理的同时，对所述塌方体进行监控，以获取所述塌方体的沉降变形规律。
8.如权利要求1所述的先拱后填的隧道塌方处理方法，其特征在于，在所述步骤S5中，在于所述塌方体上方的坍塌洞中回填混凝土之前，还包括于坍塌洞中预设若干回浆管的步骤，以根据所述回浆管是否有浆液流出判断回填混凝土的厚度。
9.如权利要求8所述的先拱后填的隧道塌方处理方法，其特征在于，所述步骤S5还包括：
利用钻孔探测回填混凝土的厚度是否达到预定厚度，若达到预定厚度，则于塌方段架设工字钢拱架，并在于所述塌方段的工字钢拱架上挂钢筋网之后，向所述塌方段的工字钢拱架上喷射混凝土以形成护拱。
10.如权利要求9所述的先拱后填的隧道塌方处理方法，其特征在于，在所述塌方段继续进行二衬混凝土的施工。
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