CN113482657A - 一种隧道断层关门式塌方处理与加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种隧道断层关门式塌方处理与加固方法，包括以下步骤：S1:加固坍塌体表面；S2:封闭坍塌体顶部；S3:加固坍塌体内部；S4:采用三台阶临时仰拱法对坍塌体进行开挖，将坍塌体挖除；在塌方处理的施工过程中运用该方法，有可效地解决了塌方段隧道整体安全性问题，取得了良好的经济益和社会效益；且运用该方法可使施工监控变形、开挖断面大小、渗水量等均符合设计要求，该方法对山岭隧道的塌方体开挖处理施工具有重要的指导作用，推广应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，更具体说，涉及一种隧道断层关门式塌方处理与加固方法。
背景技术
为了满足我国国民经济的发展需求，高速铁路迅速发展，穿越山岭修建隧道的宽度和长度不断增大，长大隧道所面临的不良地质现象越来越多，最为常见的就是断层破碎带。由于断层破碎带内岩体较为破碎、裂隙较为发育，是地下水储藏的重要场所，所以隧道施工过程中常常会发生突水突泥、塌方等重大灾害事故，造成人员的伤亡和施工机械的损坏，进而造成费用的增加和工期的延误。因此在地层条件较为复杂的隧道施工过程中，对隧道塌方的处理方法显得尤为重要。
发明内容
为提高隧道中坍塌体的开挖效率、安全性和稳定性，防止隧道内坍塌部位进一步扩大和坍塌体开挖过程中出现二次坍塌的现行，使得隧道建设能够顺利施工，本发明提供了一种隧道断层关门式塌方处理与加固方法，该方法包括以下步骤：S1:加固坍塌体表面；对坍塌体进行反压回弹，并坍塌体表面挂封闭网对封闭，并在封闭网上喷射混凝土，从而对坍塌体进行加固，防止塌体进一步坍塌；
S2:封闭坍塌体顶部；在坍塌体顶部沿隧道方向***多根钢管，使钢管贯穿钢管顶部，并在钢管两端搭设钢拱架，钢拱架从两端支撑所有钢管，以减轻坍塌体顶部压力，防止坍塌体受压垮塌；
S3:加固坍塌体内部；在坍塌体上***多根加固注浆管，并通过加固注浆管向坍塌体内部注入混凝土，使坍塌体内部凝固，防止坍塌体在后续开挖过程中出现坍塌的坍塌；
S4:采用三台阶临时仰拱法对坍塌体进行开挖，将坍塌体挖除。
进一步地，在步骤S1中，在对坍塌体表面加固时，采用多层挂网封闭的方式对坍塌体进行加固，其具体过程如下：将一层封闭网铺设于坍塌体表面，并在封闭网上喷射混凝土；然后在喷射的混凝土上再一层封闭网，然后再喷射一层混凝土，直至混凝土层和封闭网达到2-5层。
进一步地，在步骤S2中，用于***坍塌体的钢管中，部分钢管为注浆钢管，其余钢管为支撑钢管，所述注浆钢管上钻有注浆孔，且注浆钢管和支撑钢管间隔排布，在所有注浆钢管、支撑钢管和拱架安装完成后，在所有注浆钢管、支撑钢管注入混凝土浆。
进一步地，所有注浆钢管、支撑钢管内注入混凝土浆的材料比为0.5：1～5:1的水泥液浆，且其注浆压力0.5～2MPa。
进一步地，上述步骤S3中的所有加固注浆管上均设有注浆孔，且所有加固注浆管相对水平以倾斜的角度***坍塌体内。
进一步地，上述步骤S3中，所有加固注浆管分别以与水平呈7-9°、13-15°、18-20°的倾角***坍塌体中。
本发明的有益效果为：在塌方处理的施工过程中运用该方法，有效地解决了塌方段隧道整体安全性问题，取得了良好的经济益和社会效益，且运用该工法可使施工监控变形、开挖断面大小、渗水量等均符合设计要求，质量、进度、安全、环保等均满足业主及监理要求，该方法对山岭隧道的塌方体开挖处理施工具有重要的指导作用，推广应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明一种隧道断层关门式塌方处理与加固方法的原理图。
图2为图1中的A向视图。
图中：1-隧道；2-坍塌体，21-封闭网，22-混凝土层，3-钢管，31-支撑钢管，32-注浆钢管，4-钢拱架，5-加固注浆管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参看图1及图2，隧道1中出现坍塌后的坍塌体2通常为锥形，其坍塌体2主要由松散的岩土堆成，因此坍塌体2在被开挖去除之前要对其加固，防止坍塌体2在开挖过程中出现隧道1进一步塌陷的问题。
本发明提供了一种隧道断层关门式塌方处理与加固方法，包括以下步骤：S1:加固坍塌体2表面；首先结合坍塌地段地质及水文地质条件，为防止塌方进一步扩大，立即对坍塌体2进行反压回弹，其目的是压紧坍塌体2表面，然后在压紧坍塌体2表面上铺设封闭网21，对坍塌体2封闭，并在封闭网21上喷射混凝土浆，使坍塌体2外表面形成一层混凝土层22，从而加强坍塌体2，防止坍塌体2表面岩土滑落，导致隧道1的坍塌部分使失去支撑而出现隧道进一步垮塌的现象。
为提高坍塌体2表面加固效果，可在混凝土层22外表面继续铺设封闭网21，然后再次喷射混凝土浆，直至混凝土层22和封闭网21均达到2-5层。
S2:封闭坍塌体2顶部；在坍塌体2顶部沿隧道方向***多根钢管3，使钢管3贯穿坍塌体2顶部，并在钢管3两端搭设钢拱架4，钢拱架4从两端支撑所有钢管3，以减轻坍塌体2顶部压力，防止坍塌体2受压垮塌，***的钢管3分为支撑钢管31和注浆钢管32，其中注浆钢管32的管壁还设有多个注浆孔，所述注浆孔呈梅花形布置，并在注浆钢管32的尾部留有为设置注浆孔的止浆段，该止浆段长度为50-120cm，止浆段预先通过凝固的混凝土封堵，所有支撑钢管31和注浆钢管32间隔设置。
在钢拱架4和所有钢管3安装完成后，在支撑钢管31和注浆钢管32端部均注入混凝土浆，其中该混凝土浆的材料为0.5：1～5:1的水泥液浆，且其注浆压力0.5～2MPa，支撑钢管31内注入混凝土浆后，其强度可被混凝土加强，注浆钢管32注入混凝土浆后，混凝土浆会通过注浆孔流入坍塌,1的顶部，以达到加强坍塌体2顶部即隧道1坍塌部的目的。
S3:加固坍塌体2内部；在坍塌体2上***多根加固注浆管5，加固注浆管5的尾端开口，且其侧壁设有多个也注浆孔，将加固注浆管5一端倾斜***坍塌体2内，并在另一端注入混凝土浆，混凝土浆材料与注浆压力与步骤2中相同，加固注浆管5中的混凝土从其上的注浆孔及端部流出后会渗透入坍塌体内部岩土的间隙中，从而使整个坍塌体2凝固为块体。
优先地，所有注浆管5分别以与水平呈7-9°、13-15°、18-20°的倾角***坍塌体中。
S4:采用三台阶临时仰拱法对坍塌体2进行开挖，将坍塌体2挖除；在塌腔边缘后方分两层打设长管棚注浆预支护，将坍塌体2分为上、中、下三层，首先开挖上层，在上层开挖出不超过0.5m的开挖段，然后再对中层进行开挖过0.5m的开挖段，最后再对下层进行开挖过0.5m的开挖段，依次循环直至将整个坍塌体2挖除。
待坍塌体2处理完成后，采取反开挖方式对钢拱架4和钢管3进行拆除进行凿除。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种隧道断层关门式塌方处理与加固方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1:加固坍塌体表面；对坍塌体进行反压回弹，然后在坍塌体表面挂封闭网对其封闭，并在封闭网上喷射混凝土，从而对坍塌体进行加固，防止塌体进一步坍塌；
S2:封闭坍塌体顶部；在坍塌体顶部沿隧道方向***多根钢管，使钢管贯穿钢管顶部，并在钢管两端搭设钢拱架，钢拱架从两端支撑所有钢管，以减轻坍塌体顶部压力，防止坍塌体受压垮塌；
S3:加固坍塌体内部；在坍塌体上***多根加固注浆管，并通过加固注浆管向坍塌体内部注入混凝土浆，使坍塌体内部凝固，防止坍塌体在后续开挖过程中出现坍塌现象；
S4:采用三台阶临时仰拱法对坍塌体进行开挖，将坍塌体挖除。
2.根据权利要求1所述的一种隧道断层关门式塌方处理与加固方法，其特征在于：在步骤S1中，在对坍塌体表面加固时，采用多层挂网封闭的方式对坍塌体进行加固，其具体过程如下：将一层封闭网铺设于坍塌体表面，并在封闭网上喷射混凝土；然后在喷射的混凝土上再一层封闭网，然后再喷射一层混凝土，直至混凝土层和封闭网达到2-5层。
3.根据权利要求1所述的一种隧道断层关门式塌方处理与加固方法，其特征在于：在步骤S2中，用于***坍塌体的钢管中，部分钢管为注浆钢管，其余钢管为支撑钢管，所述注浆钢管上钻有注浆孔，且注浆钢管和支撑钢管间隔排布，在所有注浆钢管、支撑钢管和拱架安装完成后，在所有注浆钢管、支撑钢管内注入混凝土浆。
4.根据权利要求3所述的一种隧道断层关门式塌方处理与加固方法，其特征在于：所有注浆钢管、支撑钢管内注入混凝土浆的材料比为0.5：1～5:1的水泥液浆，且其注浆压力0.5～2MPa。
5.根据权利要求3所述的一种隧道断层关门式塌方处理与加固方法，其特征在于：上述步骤S3中的所有加固注浆管上均设有注浆孔，且所有加固注浆管均相对水平倾斜***坍塌体内。
6.根据权利要求5所述的一种隧道断层关门式塌方处理与加固方法，其特征在于：上述步骤S3中，所有加固注浆管分别以与水平呈7-9°、13-15°、18-20°的倾角***坍塌体中。
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