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CN112483151A - 一种用于隧道原位扩建工程的预设内部锚索支护方法 - Google Patents

一种用于隧道原位扩建工程的预设内部锚索支护方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于隧道原位扩建工程的预设内部锚索支护方法，包括锚索、锁具和锚固剂，在新建隧道开挖前，由原位隧道向围岩钻孔安装锚索并施加预应力，以在新建隧道开挖的瞬间发挥支护作用，锚索被锚固剂固定在围岩深处，锚索的锁具设置在围岩内部的新建隧道的开挖轮廓线位置。提供一种不干扰开挖施工，又可以有效预先支护扩建隧道围岩的方法，突破以往隧道施工中“先开挖后支护”的模式，利用原位隧道的空间进行预先支护，并施加预应力，可以最大限度控制围岩变形。

Description

一种用于隧道原位扩建工程的预设内部锚索支护方法
技术领域
本发明涉及一种用于隧道原位扩建工程的预设内部锚索支护方法，涉及隧道工程领域。
背景技术
由于交通量增加，很多道路需要在既有隧道的基础上进行扩建。由于扩建隧道多位于城市中，隧道扩建过程中，围岩稳定控制是一个重要课题。原位隧道的存在，使新建隧道围岩预先支护成为可能。
但是，传统扩建隧道预先支护方法，如专利“一种适用于塌方隧道扩建的三维加固施工方法，CN110397458A”，在实际应用中存在较大问题，包括：（1）预设的锚杆会干扰开挖施工，降低开挖效率；（2）在新建隧道开挖的瞬间，锚杆的外锚固端会被破坏或失去持力点，基本丧失支护效果；（3）由于外锚固端在开挖时失去持力点，因此无法有效施加预应力。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于隧道原位扩建工程的预设内部锚索支护方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种用于隧道原位扩建工程的预设内部锚索支护方法，包括锚索、锁具和锚固剂，在新建隧道开挖前，由原位隧道向围岩钻孔安装锚索并施加预应力，以在新建隧道开挖的瞬间发挥支护作用，锚索被锚固剂固定在围岩深处，锚索的锁具设置在围岩内部的新建隧道的开挖轮廓线位置。
优选的，锚索布局设计时，应根据新建隧道的开挖轮廓线布局，保证预支护锚索在新建隧道的开挖轮廓线处均匀分布，并使锚索基本垂直于新建隧道的开挖轮廓线。
优选的，锚固剂采用树脂锚固剂或砂浆锚固剂。
优选的，支护方法具体包括以下步骤：（1）在原位隧道的衬砌上向外钻小孔径钻孔，小孔径钻孔从原位隧道的衬砌处延伸到新建隧道的开挖轮廓线外部围岩深处；（2）在原位隧道的衬砌钻孔的位置，施工扩径钻孔，扩径钻孔从原位隧道的衬砌处延伸到新建隧道的开挖轮廓线处，扩径钻孔的直径大于锚索的锁具直径，以便于将锚索的锁具直接安装到新建隧道的开挖轮廓线处；（3）通过锚固剂将锚索一端锚固在小孔径钻孔中，然后将锚索的锁具安装到扩径钻孔底端；（4）待锚固达到一定的强度后，通过张拉装置张拉锚索外端，并通过可伸缩的顶推装置向内部推锁具防止锁具外移，从而对锚索施加预应力；（5）新建隧道开挖后，将锚索余留在围岩外部的部分截除，剩余部分作为永久支护结构。
优选的，锚固剂采用树脂锚固剂时，首先将树脂锚固剂药卷放到小孔径钻孔中，然后通过钻机将锚索旋转钻入，从而将锚索一端锚固在小孔径钻孔中；需保证锚索安装后锚固剂不会溢出到小孔径钻孔外。
优选的，锚固剂采用砂浆锚固剂时，将注浆管和锚索一起放入小孔径钻孔，灌浆的同时一边拔出注浆管，拔管过程中需保证注浆管始终在水泥浆内，灌浆持续至孔口流出水泥浆为止；小孔径钻孔内应灌浆密实饱满，从而将锚索锚固在小钻孔内。
优选的，为了防止爆破开挖时，锚索托盘内部的扩建隧道围岩损伤，进而影响锚索的支护作用，在步骤（2）之后，将水射流装置探入扩径钻孔底部，在新建隧道的开挖轮廓线位置制造预裂缝；预裂缝可以减轻爆破对锚索托盘内部的扩建隧道围岩损伤程度，从而保证锚索的外锚固端有效锚固。
优选的，张拉装置与原位隧道的衬砌进行顶接；顶推装置为套筒，套筒一端顶住锁具，另一端顶住张拉装置，套筒中部锚索穿过。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：提供一种不干扰开挖施工，又可以有效预先支护扩建隧道围岩的方法，突破以往隧道施工中“先开挖后支护”的模式，利用原位隧道的空间进行预先支护，并施加预应力，可以最大限度控制围岩变形；本发明锚索的锁具直接设置在围岩内部的新建隧道的开挖轮廓线位置，不会干扰新建隧道的开挖施工，同时保证外锚固端不被新建隧道开挖施工破坏，预应力不损失，可以有效的预先支护扩建隧道围岩。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明用于扩建隧道支护的总体示意图。
图2为本发明钻孔示意图。
图3为本发明锚索具体钻孔安装示意图。
图4为本发明锚索施工完成后的示意图。
图5为本发明预裂缝施工示意图。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1~5所示，一种用于隧道原位扩建工程的预设内部锚索支护方法，包括锚索6、锁具8和锚固剂，在新建隧道开挖前，由原位隧道向围岩钻孔安装锚索并施加预应力，以在新建隧道开挖的瞬间发挥支护作用，锚索被锚固剂固定在围岩深处，锚索的锁具设置在围岩内部的新建隧道的开挖轮廓线位置，新建隧道的开挖轮廓线与原位隧道的衬砌间为预开挖岩体10。
在本发明实施例中，锚索布局设计时，应根据新建隧道的开挖轮廓线布局，保证预支护锚索在新建隧道的开挖轮廓线处均匀分布，并使锚索基本垂直于新建隧道的开挖轮廓线。
在本发明实施例中，锚固剂11采用树脂锚固剂或砂浆锚固剂。
在本发明实施例中，支护方法具体包括以下步骤：（1）在原位隧道的衬砌上向外钻小孔径钻孔1，小孔径钻孔从原位隧道的衬砌处延伸到新建隧道的开挖轮廓线外部围岩5深处；（2）在原位隧道的衬砌钻孔的位置，施工扩径钻孔2，扩径钻孔从原位隧道的衬砌3处延伸到新建隧道的开挖轮廓线4处，扩径钻孔的直径大于锚索的锁具直径，以便于将锚索的锁具直接安装到新建隧道的开挖轮廓线处；（3）通过锚固剂将锚索一端锚固在小孔径钻孔中，然后将锚索的锁具安装到扩径钻孔底端；（4）待锚固达到一定的强度后，通过张拉装置7张拉锚索外端，并通过可伸缩的顶推装置9向内部推锁具防止锁具外移，从而对锚索施加预应力；（5）新建隧道开挖后，将锚索余留在围岩外部的部分截除，剩余部分作为永久支护结构。
在本发明实施例中，锚固剂采用树脂锚固剂时，首先将树脂锚固剂药卷放到小孔径钻孔中，然后通过钻机将锚索旋转钻入，从而将锚索一端锚固在小孔径钻孔中；需保证锚索安装后锚固剂不会溢出到小孔径钻孔外。
在本发明实施例中，锚固剂采用砂浆锚固剂时，将注浆管和锚索一起放入小孔径钻孔，灌浆的同时一边拔出注浆管，拔管过程中需保证注浆管始终在水泥浆内，灌浆持续至孔口流出水泥浆为止；小孔径钻孔内应灌浆密实饱满，从而将锚索锚固在小钻孔内。
在本发明实施例中，为了防止爆破开挖时，锚索托盘内部的扩建隧道围岩损伤，进而影响锚索的支护作用，在步骤（2）之后，将水射流装置12探入扩径钻孔底部，在新建隧道的开挖轮廓线位置制造预裂缝13；预裂缝可以减轻爆破对锚索托盘内部的扩建隧道围岩损伤程度，从而保证锚索的外锚固端有效锚固。
在本发明实施例中，张拉装置与原位隧道的衬砌进行顶接；顶推装置为套筒，套筒一端顶住锁具，另一端顶住张拉装置，套筒中部锚索穿过。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的用于隧道原位扩建工程的预设内部锚索支护方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种用于隧道原位扩建工程的预设内部锚索支护方法，包括锚索、锁具和锚固剂，其特征在于：在新建隧道开挖前，由原位隧道向围岩钻孔安装锚索并施加预应力，以在新建隧道开挖的瞬间发挥支护作用，锚索被锚固剂固定在围岩深处，锚索的锁具设置在围岩内部的新建隧道的开挖轮廓线位置。
2.根据权利要求1所述的用于隧道原位扩建工程的预设内部锚索支护方法，其特征在于：锚索布局设计时，应根据新建隧道的开挖轮廓线布局，保证预支护锚索在新建隧道的开挖轮廓线处均匀分布，并使锚索基本垂直于新建隧道的开挖轮廓线。
3.根据权利要求1所述的用于隧道原位扩建工程的预设内部锚索支护方法，其特征在于：锚固剂采用树脂锚固剂或砂浆锚固剂。
4.根据权利要求1所述的用于隧道原位扩建工程的预设内部锚索支护方法，其特征在于：支护方法具体包括以下步骤：（1）在原位隧道的衬砌上向外钻小孔径钻孔，小孔径钻孔从原位隧道的衬砌处延伸到新建隧道的开挖轮廓线外部围岩深处；（2）在原位隧道的衬砌钻孔的位置，施工扩径钻孔，扩径钻孔从原位隧道的衬砌处延伸到新建隧道的开挖轮廓线处，扩径钻孔的直径大于锚索的锁具直径，以便于将锚索的锁具直接安装到新建隧道的开挖轮廓线处；（3）通过锚固剂将锚索一端锚固在小孔径钻孔中，然后将锚索的锁具安装到扩径钻孔底端；（4）待锚固达到一定的强度后，通过张拉装置张拉锚索外端，并通过可伸缩的顶推装置向内部推锁具防止锁具外移，从而对锚索施加预应力；（5）新建隧道开挖后，将锚索余留在围岩外部的部分截除，剩余部分作为永久支护结构。
5.根据权利要求4所述的用于隧道原位扩建工程的预设内部锚索支护方法，其特征在于：锚固剂采用树脂锚固剂时，首先将树脂锚固剂药卷放到小孔径钻孔中，然后通过钻机将锚索旋转钻入，从而将锚索一端锚固在小孔径钻孔中；需保证锚索安装后锚固剂不会溢出到小孔径钻孔外。
6.根据权利要求4所述的用于隧道原位扩建工程的预设内部锚索支护方法，其特征在于：锚固剂采用砂浆锚固剂时，将注浆管和锚索一起放入小孔径钻孔，灌浆的同时一边拔出注浆管，拔管过程中需保证注浆管始终在水泥浆内，灌浆持续至孔口流出水泥浆为止；小孔径钻孔内应灌浆密实饱满，从而将锚索锚固在小钻孔内。
7.根据权利要求4所述的用于隧道原位扩建工程的预设内部锚索支护方法，其特征在于：为了防止爆破开挖时，锚索托盘内部的扩建隧道围岩损伤，进而影响锚索的支护作用，在步骤（2）之后，将水射流装置探入扩径钻孔底部，在新建隧道的开挖轮廓线位置制造预裂缝；预裂缝可以减轻爆破对锚索托盘内部的扩建隧道围岩损伤程度，从而保证锚索的外锚固端有效锚固。
8.根据权利要求4所述的用于隧道原位扩建工程的预设内部锚索支护方法，其特征在于：张拉装置与原位隧道的衬砌进行顶接；顶推装置为套筒，套筒一端顶住锁具，另一端顶住张拉装置，套筒中部锚索穿过。
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