CN111287769A - 一种隧道围岩超前注浆加固结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道围岩超前注浆加固结构及其施工方法，包括以下操作工艺：超前注浆施工准备→钻孔机就位→定位孔→钻孔→制浆→压浆注浆→后退→压浆结束→压浆检查→设立止浆墙→隧道掌子面开挖施工→隧道开挖初支→隧道结构施工；隧道围岩超前注浆加固结构及其施工方法利用超前注浆对围岩进行加固，能减少地下水对隧道施工的影响，同时能有效地保证隧道土石方开挖的安全，以及大大降低隧道施工对围岩周边土体的扰动，减轻对下方隧道结构和运行的影响；经注浆加固的围岩，本身具有较好的防水效果，能很好的减轻地下水对隧道围护结构的侵蚀，延长隧道的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道围岩超前注浆加固结构及其施工方法。
背景技术
新修道路穿越山区，为了取得线路的最佳运营方案，不可避免地会出现在既有隧道上方修建隧道的情况。在峨嵋至汉源高速公路乌斯河隧道段，出现上跨成昆铁路线，在离成都站282km处。需采取有效措施，优化施工工艺，防止因该隧道施工引起破碎围岩及周边地层移动坍塌，防止对既有的下方铁路隧道的安全运营造成影响。
有鉴于此，本发明提供了一种隧道围岩超前注浆加固结构及其施工方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种隧道围岩超前注浆加固结构及其施工方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种隧道围岩超前注浆加固结构，包括止浆墙和压浆注浆加固围岩，其特征在于：在隧道结构轮廓线内的横断面上设有钻孔，钻孔的方向沿隧道结构轮廓线的纵向布置，钻孔的位置沿隧道结构轮廓线内侧向隧道中心布置，在钻孔内设有压浆注浆加固围岩，压浆注浆加固围岩与隧道水平方向夹角为30°-60°，在隧道结构轮廓线内的横断面上设有止浆墙。
优选地，止浆墙为1m厚C20混凝土结构。
优选地，钻孔的开孔直径不小于108mm，终孔直径不小于90mm，孔口采用φ108，壁厚5mm的热轧无缝钢管，管长3m进行固定。
本发明提供的一种隧道围岩超前注浆加固结构的施工方法，其特征在于：包括以下操作工艺：超前注浆施工准备→钻孔机就位→定位孔→钻孔→制浆→压浆注浆→后退→压浆结束→压浆检查→设立止浆墙→隧道掌子面开挖施工→隧道开挖初支→隧道结构施工。
所述，钻孔的孔口管应按设计位置埋设牢固，设有止浆措施。
所述压浆注浆的材料采用A液和C液浆液，A液为硅酸钠和稀释剂，C液为水泥混合剂，压浆注浆压力1.0~2.0Mpa，压浆注浆长度为开挖深度的2倍，由中到四周跳孔施工，压浆结束后进行压浆检查，压浆检查采用在开挖隧道结构轮廓线范围内打设检查孔，检查完成后对检查孔进行全孔封堵，设立止浆墙。
所述隧道掌子面开挖施工采用环形开挖预留核心土法进行施工。
优选地，检查孔数量至少为5个，其中拱部位置检查孔至少2个，左右边墙检查孔至少各1个，底部检查孔1个，检查孔直径φ110mm，长度约12m，平均出水量<0.2L/min，在1.0Mpa压力下，吸水量<2L/min，加固体强度不小于3Mpa；岩体RQD指标1达到75 ~ 80%合格。
优选地，环形开挖预留核心土法的施工工艺：施工准备→测量放线→上部环形土的开挖出渣→上部初期支护→左右边墙土的开挖出渣→左右边墙初期支护→核心土的开挖→底部初期支护→隧道结构施工。
优选地，上部初期支护、左右边墙初期支护和底部初期支护时进行围岩监控测量。
优选地，检查孔采用M10水泥砂浆进行全孔封堵。
优选地，A液混合比例为：硅酸钠：稀释剂=44L:56L。
优选地，压浆注浆采用二重管钻机注浆，二重管钻机注浆的施工工艺：钻孔送水→插管注入A液、C液→回抽管→注浆完成。
本发明的有益效果在于：
1、利用超前注浆对围岩的加固，能减少地下水对隧道施工的影响，同时能有效地保证隧道土石方开挖的安全，以及大大降低隧道施工对围岩周边土体的扰动，减轻对下方隧道结构和运行的影响；
2、经注浆加固的围岩，本身具有较好的防水效果，能很好的减轻地下水对隧道围护结构的侵蚀，延长隧道的使用寿命；
3、利用现场适时监控测量及试验数据指导现场施工，动态控制注浆参数，合理选择注浆材料，确保注浆加固效果，保证施工安全快速。
附图说明
图1为超前注浆施工工艺流程图；
图2为环形开挖预留核心土法的施工工艺流程图；
图3为环形开挖预留核心土开挖顺序横断面图；
图4为环形开挖预留核心土开挖顺序纵断面图；
图5为深孔压浆注浆横断面布置图；
图6为深孔压浆注浆纵断面布置图；
图中：1-上部环形土，2-左右边墙土，3-核心土，4-钻孔，5-隧道结构轮廓线，6-止浆墙，7-压浆注浆加固围岩。
具体实施方式
下面结进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
参见附图1-6，一种隧道围岩超前注浆加固结构，包括止浆墙6和压浆注浆加固围岩7，在隧道结构轮廓线5内的横断面上设有钻孔4，钻孔4的方向沿隧道结构轮廓线5的纵向布置，钻孔4的位置沿隧道结构轮廓线5内侧向隧道中心布置，在钻孔4内设有压浆注浆加固围岩7，压浆注浆加固围岩7与隧道水平方向夹角为30°，在隧道结构轮廓线5内的横断面上设有止浆墙6。
一种隧道围岩超前注浆加固结构的施工方法，包括以下操作工艺：超前注浆施工准备→钻孔机就位→定位孔→钻孔4→制浆→压浆注浆→后退→压浆结束→压浆检查→设立止浆墙6→隧道掌子面开挖施工→隧道开挖初支→隧道结构施工。
超前注浆施工前应做用综合地质预测预报手段，探明隧道掌子面前方的地质情况，根据超前探水孔的出水情况及压水试验对注浆参数，如注浆浓度、扩散半径等进行适当优化和调整，并据此调整优化钻孔4布置、孔数和钻孔4。
钻孔4的开孔直径不小于108mm，终孔直径不小于90mm，孔口采用φ108，壁厚5mm的热轧无缝钢管，管长3m进行固定，孔口管应按设计位置埋设牢固，设有止浆措施。
压浆注浆的材料采用A液和C液浆液，A液为硅酸钠和稀释剂，C液为水泥混合剂，压浆注浆7压力2.0Mpa，压浆注浆长度为开挖深度的2倍，当注浆长度为12m，开挖6m，由中到四周跳孔施工，压浆结束后进行压浆检查，压浆检查采用在开挖隧道结构轮廓线5范围内打设检查孔，检查完成后对检查孔进行全孔封堵，设立止浆墙6，止浆墙6为1m厚C20混凝土结构。
A液混合比例为：硅酸钠：稀释剂=44L:56L。
压浆注浆采用二重管钻机注浆，二重管钻机注浆的施工工艺：钻孔送水→插管注入A液、C液→回抽管→注浆完成。
检查孔数量至少为5个，其中拱部位置检查孔至少2个，左右边墙检查孔至少各1个，底部检查孔1个，检查孔直径φ110mm，长度约12m，平均出水量<0.2L/min，在1.0Mpa压力下，吸水量<2L/min，加固体强度不小于3Mpa；岩体RQD指标1达到75 ~ 80%为合格，检查孔采用M10水泥砂浆进行全孔封堵。
在压浆注浆的施工过程中，当注浆压力突然升高，应停A液注浆泵，只注C液，待泵压恢复正常后再进行双液注浆，进浆量很大，压力长时间不升高，则应调浓浆液或调整配合比，缩短浆液凝胶时间，进行小泵量、低压力注浆，使浆液在岩层裂隙中有相对停留的时间，以便凝胶。也可采用间歇注浆，但停注时间不能超过浆液的凝胶时间。如确实需要停较长的时间，则先停A液注浆泵，后停C液注浆泵，并用清水清洗管路，以防堵管。
当掌子面或孔口等处发生跑浆现象时，应缩短凝胶时间，进行小泵量，低压力注浆或采用间歇注浆，或进行外部堵塞，注浆过程中压力突然下降，增大流量仍不回升，则缩短凝胶时间，加大浆液浓度或用间歇注浆。
隧道掌子面开挖施工采用环形开挖预留核心土法进行施工，环形开挖预留核心土法的施工工艺：施工准备→测量放线→上部环形土1的开挖出渣→上部初期支护→左右边墙土2的开挖出渣→左右边墙初期支护→核心土3的开挖→底部初期支护→隧道结构施工，上部初期支护、左右边墙初期支护和底部初期支护时进行围岩监控测量。
左边边墙开挖采取交错开挖的方式，保证掌子面整体稳定性。分部开挖工序多，完成一循环时开挖面暴露时间较长，需及时稳定开挖面。除采取留核心土3外，还需及时挂网并初喷较厚的一层混凝土，才能保证及时稳定开挖面，同时加强围岩监控测量，对围岩状况进行准确性把控，指导掌子面开挖，确保开挖安全和围岩稳定。
隧道结构施工应严格按照“管超前，严注浆，短开挖，快封闭，勤量测”的原则，在土石方开挖后，及时进行初期支护及隧道结构的施工，及早稳定围岩及周边水文、地质情况，降低施工对已开挖段围岩和地基的影响。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种隧道围岩超前注浆加固结构，包括止浆墙（6）和压浆注浆加固围岩（7），其特征在于：在隧道结构轮廓线（5）内的横断面上设有钻孔（4），钻孔（4）的方向沿隧道结构轮廓线（5）的纵向布置，钻孔（4）的位置沿隧道结构轮廓线（5）内侧向隧道中心布置，在钻孔（4）内设有压浆注浆加固围岩（7），压浆注浆加固围岩（7）与隧道水平方向夹角为30°-60°，在隧道结构轮廓线（5）内的横断面上设有止浆墙（6）。
2.根据权利要求1所述的一种隧道围岩超前注浆加固结构，其特征在于：止浆墙（6）为1m厚C20混凝土结构。
3.根据权利要求1所述的一种隧道围岩超前注浆加固结构，其特征在于：钻孔（4）的开孔直径不小于108mm，终孔直径不小于90mm，孔口采用φ108，壁厚5mm的热轧无缝钢管，管长3m进行固定。
4.根据权利要求1-3之一所述的一种隧道围岩超前注浆加固结构的施工方法，其特征在于：包括以下操作工艺：超前注浆施工准备→钻孔机就位→定位孔→钻孔（4）→制浆→压浆注浆→后退→压浆结束→压浆检查→设立止浆墙（6）→隧道掌子面开挖施工→隧道开挖初支→隧道结构施工；
所述钻孔（4）的孔口管应按设计位置埋设牢固，设有止浆措施；
所述压浆注浆的材料采用A液和C液浆液，A液为硅酸钠和稀释剂，C液为水泥混合剂，压浆注浆压力1.0~2.0Mpa，压浆注浆长度为开挖深度的2倍，由中到四周跳孔施工，压浆结束后进行压浆检查，压浆检查采用在开挖隧道结构轮廓线（5）范围内打设检查孔，检查完成后对检查孔进行全孔封堵，设立止浆墙（6）；
所述隧道掌子面开挖施工采用环形开挖预留核心土法进行施工。
5.根据权利要求4所述的一种隧道围岩超前注浆加固结构的施工方法，其特征在于：检查孔数量至少为5个，其中拱部位置检查孔至少2个，左右边墙检查孔至少各1个，底部检查孔1个，检查孔直径φ110mm，长度约12m，平均出水量<0.2L/min，在1.0Mpa压力下，吸水量<2L/min，加固体强度不小于3Mpa；岩体RQD指标1达到75 ~ 80%合格。
6.根据权利要求4所述的一种隧道围岩超前注浆加固结构的施工方法，其特征在于：环形开挖预留核心土法的施工工艺：施工准备→测量放线→上部环形土（1）的开挖出渣→上部初期支护→左右边墙土（2）的开挖出渣→左右边墙初期支护→核心土（3）的开挖→底部初期支护→隧道结构施工。
7.根据权利要求6所述的一种隧道围岩超前注浆加固结构的施工方法，其特征在于：上部初期支护、左右边墙初期支护和底部初期支护时进行围岩监控测量。
8.根据权利要求4所述的一种隧道围岩超前注浆加固结构的施工方法，其特征在于：检查孔采用M10水泥砂浆进行全孔封堵。
9.根据权利要求4所述的一种隧道围岩超前注浆加固结构的施工方法，其特征在于：A液混合比例为：硅酸钠：稀释剂=44L:56L。
10.根据权利要求4所述的一种隧道围岩超前注浆加固结构的施工方法，其特征在于：压浆注浆采用二重管钻机注浆，二重管钻机注浆的施工工艺：钻孔送水→插管注入A液、C液→回抽管→注浆完成。
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