CN113685191A - 一种隧道开挖时碳质板岩遇水塌方的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隧道开挖技术领域，具体涉及一种隧道开挖时碳质板岩遇水塌方的处理方法。具体施工方法为：反压回填、管棚施工、渗水处理、注浆花管打设并注浆、断面变形监测及开挖。本发明高原碳质板岩遇水段塌方处理方法，施工过程安全可靠、节约成本、施工效率高且对工程施工质量有保证，为后续混凝土浇筑施工奠定了良好的基础。其中，管棚施工对塌方段拱顶进行支撑，避免落石对塌方施工造成安全危害；注浆管棚及注浆导管稳固周边围岩，使塌方处理更安全；预留拱顶注浆孔保证拱顶注浆充实，使拱顶围岩更加稳固。
Description
技术领域
本发明涉及隧道开挖技术领域，具体涉及一种隧道开挖时碳质板岩遇水塌方的处理方法。
背景技术
高寒地区隧道在开挖过程中，局部地区出现渗水情况，高原板岩在渗水段遇水后软化、变质形成炭质板岩，该类岩石密度较大，渗水储存在上下板岩之间不易流出，对两层板岩的接触起了润滑作用，极易造成塌方。针对隧道塌方后的快速处理，结合本工程施工特性，采用了对塌方段进行反压回填及洞内管棚施工的施工方法，保证在安全、质量各方面满足的条件下加快施工进度。
发明内容
基于上述技术问题，本发明针对隧道塌方后的快速处理，结合高原地区工程施工特性，采用了对塌方段进行反压回填及洞内管棚施工的施工方法，保证在安全、质量各方面满足的条件下加快施工进度。目的是提供一种隧道开挖时碳质板岩遇水塌方的处理方法。
本发明保护一种隧道开挖时碳质板岩遇水塌方的处理方法，具体步骤包括如下：
步骤1，反压回填：用机械设备利用隧道洞库开挖时的弃渣，对塌方段进行反压回填，并反复压实回填处，避免塌方段二次塌方段对现场施工造成安全隐患；
步骤2，管棚施工：采用Φ108热轧无缝钢管，长度为12m，外插角按1°～5°，环向间距30cm进行超前管棚注浆加固，隧洞纵向同一横断面内的接头数不大于50％，相邻钢管的接头错开1m，管棚采用钻孔法施工；钻孔时严格控制钻杆轴向，脚手架应搭设可靠，钻机应固定牢固，钻进过程中采用测斜仪器量测钻进偏斜度，若偏斜度超过设计要求时及时进行纠偏；管棚接长时，接头采用钢管箍，上满丝扣，丝扣长度不小于150mm，接头在横断面上错开；
步骤3，渗水处理：采用Φ108热轧无缝钢管，长度20m，在其周边打孔，然后从渗水点***岩体内，将岩体内部积水引排至洞内积水坑内，用污泥泵抽排至洞外污水处理***；
步骤4，注浆花管打设并注浆：在塌方段拱部打设Φ42注浆花管，长度6.0m，间距1m×1m，梅花形布置，进行围岩固结灌浆；注浆花管的管壁上钻设出浆孔，孔径为8mm，纵向间距150mm，梅花形布置；注浆时采用双液浆，使浆液充分渗透到围岩裂隙中；
步骤5，断面变形监测及开挖：对掌子面附近初期支护变形监测频率，监测分为沉降及收敛监测，采用蓝卡TS60全站仪进行监测，监测标埋设间距为2m/排，每排7点，监测频次为3h/次；根据监测数据进行隧洞变形分析，若在注浆过程中注浆压力过大，会增加该部位岩体自重，导致该部位发生变形、造成塌方，对塌方段在进行加固处理；加固完成后根据岩石情况采用上下台阶、预留核心土法进行开挖施工。
进一步的，所述步骤2中，管棚注浆加固时，注浆压力为1.0～2.0MPa，浆液配比中水灰比为0.8:1～1:1。
进一步的，所述步骤5中，蓝卡TS60全站仪进行监测时，精度为0.5秒。
相比于现有的技术，本发明具有如下有益效果：
本发明高原碳质板岩遇水段塌方处理方法，施工过程安全可靠、节约成本、施工效率高且对工程施工质量有保证，为后续混凝土浇筑施工奠定了良好的基础。其中，管棚施工对塌方段拱顶进行支撑，避免落石对塌方施工造成安全危害；注浆管棚及注浆导管稳固周边围岩，使塌方处理更安全；预留拱顶注浆孔保证拱顶注浆充实，使拱顶围岩更加稳固。
附图说明
图1为本发明施工方法流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种隧道开挖时碳质板岩遇水塌方的处理方法，具体步骤包括如下：
步骤1，反压回填：用机械设备利用隧道洞库开挖时的弃渣，对塌方段进行反压回填，并反复压实回填处，避免塌方段二次塌方段对现场施工造成安全隐患；
步骤2，管棚施工：采用Φ108热轧无缝钢管，长度为12m，外插角按1°，环向间距30cm进行超前管棚注浆加固，隧洞纵向同一横断面内的接头数不大于50％，相邻钢管的接头错开1m，管棚采用钻孔法施工；钻孔时严格控制钻杆轴向，脚手架应搭设可靠，钻机应固定牢固，钻进过程中采用测斜仪器量测钻进偏斜度，若偏斜度超过设计要求时及时进行纠偏；管棚接长时，接头采用钢管箍，上满丝扣，丝扣长度不小于150mm，接头在横断面上错开；管棚注浆加固时，注浆压力为1.0MPa，浆液配比中水灰比为0.8:1。
步骤3，渗水处理：采用Φ108热轧无缝钢管，长度20m，在其周边打孔，然后从渗水点***岩体内，将岩体内部积水引排至洞内积水坑内，用污泥泵抽排至洞外污水处理***；
步骤4，注浆花管打设并注浆：在塌方段拱部打设Φ42注浆花管，长度6.0m，间距1m×1m，梅花形布置，进行围岩固结灌浆；注浆花管的管壁上钻设出浆孔，孔径为8mm，纵向间距150mm，梅花形布置；注浆时采用双液浆，使浆液充分渗透到围岩裂隙中；
步骤5，断面变形监测及开挖：对掌子面附近初期支护变形监测频率，监测分为沉降及收敛监测，采用蓝卡TS60全站仪进行监测(精度为0.5秒)，监测标埋设间距为2m/排，每排7点，监测频次为3h/次；根据监测数据进行隧洞变形分析，若在注浆过程中注浆压力过大，会增加该部位岩体自重，导致该部位发生变形、造成塌方，对塌方段在进行加固处理；加固完成后根据岩石情况采用上下台阶、预留核心土法进行开挖施工。
实施例2
一种隧道开挖时碳质板岩遇水塌方的处理方法，具体步骤包括如下：
步骤1，反压回填：用机械设备利用隧道洞库开挖时的弃渣，对塌方段进行反压回填，并反复压实回填处，避免塌方段二次塌方段对现场施工造成安全隐患；
步骤2，管棚施工：采用Φ108热轧无缝钢管，长度为12m，外插角按5°，环向间距30cm进行超前管棚注浆加固，隧洞纵向同一横断面内的接头数不大于50％，相邻钢管的接头错开1m，管棚采用钻孔法施工；钻孔时严格控制钻杆轴向，脚手架应搭设可靠，钻机应固定牢固，钻进过程中采用测斜仪器量测钻进偏斜度，若偏斜度超过设计要求时及时进行纠偏；管棚接长时，接头采用钢管箍，上满丝扣，丝扣长度不小于150mm，接头在横断面上错开；管棚注浆加固时，注浆压力为2.0MPa，浆液配比中水灰比为1:1；
步骤3，渗水处理：采用Φ108热轧无缝钢管，长度20m，在其周边打孔，然后从渗水点***岩体内，将岩体内部积水引排至洞内积水坑内，用污泥泵抽排至洞外污水处理***；
步骤4，注浆花管打设并注浆：在塌方段拱部打设Φ42注浆花管，长度6.0m，间距1m×1m，梅花形布置，进行围岩固结灌浆；注浆花管的管壁上钻设出浆孔，孔径为8mm，纵向间距150mm，梅花形布置；注浆时采用双液浆，使浆液充分渗透到围岩裂隙中；
步骤5，断面变形监测及开挖：对掌子面附近初期支护变形监测频率，监测分为沉降及收敛监测，采用蓝卡TS60全站仪进行监测(精度为0.5秒)，监测标埋设间距为2m/排，每排7点，监测频次为3h/次；根据监测数据进行隧洞变形分析，若在注浆过程中注浆压力过大，会增加该部位岩体自重，导致该部位发生变形、造成塌方，对塌方段在进行加固处理；加固完成后根据岩石情况采用上下台阶、预留核心土法进行开挖施工。
实施例3
“碳质板岩遇水段塌方”施工能够有效的降低隧洞初支的塌方引起的返工费用，碳质板岩遇水段塌方施工效益分析如下：
(1)对正常塌方处理与碳质板岩遇水塌方处理两种工艺进行对比分析如下：
反铲：1台，装载机：1台，手风钻：6个，开挖6人，注浆8人，管棚、逐渐花管打设8人。根据现场施工实况，正常塌方处理；计划工期为35天，所用材料、机械、人工计算如下：
反压回填：2d；
人工：6人/d；共＝6*2*300＝3600；
机械：反铲＝2*480＝960、装载机＝2*450＝900；
材料费：C25喷射混凝土＝368*1582.68＝582426.24、渣土回填＝482*17＝8194
机械费：反铲＝35*450*8＝126000；装载机＝35*450＝12600；地质探测仪＝50000
手风钻：6*35*220＝46200；
材料费：水泥浆264t，双液浆135。264*1100＝290400；双液浆＝135*1230＝166050；Φ108热轧无缝钢管＝324*170＝55080；Φ42注浆花管＝402*32.7＝13145.4；I18工字钢＝0.578*5*4780＝13814.2
人工费：35*300*20＝210000；；
正常塌方处理所需费用＝1502809.84元；
(2)碳质板岩遇水塌方段施工：反铲：1台，装载机：1台，手风钻：6个，开挖6人，立架8人，喷锚6人。根据现场施工实况，一个扩挖断面；实际工期为15天。
反压回填：2d；
人工：6人/d；共＝6*2*300＝3600；
机械：反铲＝2*480＝960、装载机＝2*450＝900；
材料费：C25喷射混凝土＝268*1582.68＝424158.24、渣土回填＝482*17＝8194
机械费：反铲＝15*450＝6750；装载机＝15*450＝6750；
手风钻：6*15*220＝19800；
材料费：水泥浆264t，双液浆135。264*1100＝290400；双液浆＝135*1230＝166050；Φ108热轧无缝钢管＝324*170＝55080；Φ42注浆花管＝402*32.7＝13145.4；I18工字钢＝0.578*5*4780＝13814.2
人工费：15*300*20＝90000；
采用碳质板岩遇水处塌方理所需费用＝10914078.84元；
对比塌方段正常处理，高原碳质板岩遇水段塌方处理费用＝1502809.84-10914078.8＝411402元，并保证了施工安全及施工质量，为后续混凝土浇筑施工奠定了良好的基础。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种隧道开挖时碳质板岩遇水塌方的处理方法，其特征在于，具体步骤包括如下：
步骤1，反压回填：用机械设备利用隧道洞库开挖时的弃渣，对塌方段进行反压回填，并反复压实回填处；
步骤2，管棚施工：采用Φ108热轧无缝钢管，长度为12m，外插角按1°～5°，环向间距30cm进行超前管棚注浆加固，隧洞纵向同一横断面内的接头数不大于50％，相邻钢管的接头错开1m，管棚采用钻孔法施工；钻孔时严格控制钻杆轴向，脚手架应搭设可靠，钻机应固定牢固，钻进过程中采用测斜仪器量测钻进偏斜度，若偏斜度超过设计要求时及时进行纠偏；管棚接长时，接头采用钢管箍，上满丝扣，丝扣长度不小于150mm，接头在横断面上错开；
步骤3，渗水处理：采用Φ108热轧无缝钢管，长度20m，在其周边打孔，然后从渗水点***岩体内，将岩体内部积水引排至洞内积水坑内，用污泥泵抽排至洞外污水处理***；
步骤4，注浆花管打设并注浆：在塌方段拱部打设Φ42注浆花管，长度6.0m，间距1m×1m，梅花形布置，进行围岩固结灌浆；注浆花管的管壁上钻设出浆孔，孔径为8mm，纵向间距150mm，梅花形布置；注浆时采用双液浆，使浆液充分渗透到围岩裂隙中；
步骤5，断面变形监测及开挖：对掌子面附近初期支护变形监测频率，监测分为沉降及收敛监测，采用蓝卡TS60全站仪进行监测，监测标埋设间距为2m/排，每排7点，监测频次为3h/次；根据监测数据进行隧洞变形分析，若在注浆过程中注浆压力过大，会增加该部位岩体自重，导致该部位发生变形、造成塌方，对塌方段在进行加固处理；加固完成后根据岩石情况采用上下台阶、预留核心土法进行开挖施工。
2.根据权利要求1所述的一种隧道开挖时碳质板岩遇水塌方的处理方法，其特征在于，所述步骤2中，管棚注浆加固时，注浆压力为1.0～2.0MPa，浆液配比中水灰比为0.8:1～1:1。
3.根据权利要求1所述的一种隧道开挖时碳质板岩遇水塌方的处理方法，其特征在于，所述步骤5中，蓝卡TS60全站仪进行监测时，精度为0.5秒。
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