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CN112983435A - 一种隧道突涌体开挖方法 - Google Patents

一种隧道突涌体开挖方法 Download PDF

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Abstract

一种隧道突涌体开挖方法,属于隧道突涌体开挖技术领域。本发明包括如下步骤:步骤1,清理洞内淤泥至二衬端头前一定距离,并在前方斜坡面采用块石码砌密实;步骤2,在二衬端头初支拱墙,并在仰拱填充面内植入钢筋;步骤3,施作砼止浆墙,在砼止浆墙内预埋泄水管;步骤4,在砼止浆墙内施作注浆管,并通过注浆管向突涌体内注浆;步骤5,将砼止浆墙的上部拆除;步骤6,在剩余砼止浆墙与二衬之间填入反压体,填至反压体与剩余砼止浆墙齐平,并在剩余砼止浆墙前方淤泥体抛石挤淤;步骤7,对拆除砼止浆墙的部分进行逐段开挖,同时对开挖部分的边墙逐段增设注浆管注浆加固。本发明能够安全有效地进行突涌体开挖,避免突水突泥现象的发生。

Description

一种隧道突涌体开挖方法
技术领域
本发明涉及隧道突涌体开挖技术领域,尤其涉及一种隧道突涌体开挖方法。
背景技术
隧道修建过程中经常穿越一些地质条件复杂区域,围岩变形严重、挤压揉皱发育,完整性极差,岩体破碎,斜坡稳定性差,隧道围岩级别较低,正因如此,发生突泥突水的风险极高,目前针对突泥突水的预防方法大多采用对章子面围岩进行预加固的处理方式,但实际工程施工过程中由于地质条件的复杂性、地质预报的偏差及设计的局限性,突泥突水现象时有发生,一旦发生,突涌体将充满掌子面后方几十米至几百米不等,给施工带来极大难题,目前还没有较好的针对突涌体开挖办法,因此如何安全高效的开挖突涌体对处理突泥突水地段变得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题,提供一种隧道突涌体开挖方法,其能够安全有效地进行突涌体开挖,避免突水突泥现象的发生。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种隧道突涌体开挖方法,包括如下步骤:
步骤1,清理洞内淤泥至二衬端头前一定距离,并在前方斜坡面采用块石码砌密实;
步骤2,在二衬端头一定范围内初支拱墙,并在仰拱填充面内植入钢筋;
步骤3,施作砼止浆墙,在砼止浆墙内预埋泄水管;
步骤4,在砼止浆墙内施作注浆管,并通过注浆管向突涌体内注浆;
步骤5,将砼止浆墙的上部拆除;
步骤6,在剩余砼止浆墙与二衬之间填入反压体,填至反压体与剩余砼止浆墙齐平,并在剩余砼止浆墙前方淤泥体抛石挤淤,以提供上台阶坚实作业平台;
步骤7,对拆除砼止浆墙的部分进行逐段开挖,同时对开挖部分的边墙逐段增设注浆管注浆加固。
本发明主要通过砼止浆墙进行封堵,同时设有泄水口孔和注浆孔,一方面可确保突涌体的稳定性,另一方面通过排水注浆的方式将对突涌体进行了加固,即保证突涌体后方作业安全,又能快速有效加固突涌体,提高了施工进度和安全性。
作为本发明优选,所述步骤2中在仰拱填充面内植入的钢筋长度为70-90cm,其中植入部分长40-50cm,所有钢筋按照30cm*30cm的梅花形排布,以便于砼止浆墙的施作及确保砼止浆墙的结构强度及稳定性。
作为本发明优选,所述步骤3中的砼止浆墙的厚度为1.8-2.2m,以保证强度,泄水管具有上下两排,上排2-4根,下4-6根,管径不小于100mm,以确保稳定泄水。
作为本发明优选,所述步骤4中的注浆管具体按照1.0m*1.0m间距进行排布,注浆管长度35-45m,以保证注浆范围及加固强度,前段25-35m设置溢浆孔,前端为锥形,便于导向及推进,并防止大量淤泥进入管内;溢浆孔直径8-12mm,并按照20cm*20cm的梅花形排布,以保证注浆的均匀性。
作为本发明优选,所述步骤4中注浆采用纯水泥浆,水灰比为0.4-0.5:1,注浆压力为1.8MPa-2.2MPa,浆液扩散直径为1.3-1.7m,孔隙率18%-22%,注浆顺序按照先外后内、由上至下、间隔跳孔的方式进行,以稳定高效地进行注浆,并确保注浆效果。
作为本发明优选,所述步骤4中注浆完成的判定标准为:单孔完成标准:单孔每注浆段在最大设计注浆压力下,注入率不大于20L/min,所述注浆段的长度不大于3m;全段完成标准:所有注浆孔均符合上述单孔完成标准,无漏注现象,检查孔突水量小于0.2L/min,检查孔无塌孔、流水现象,孔内摄像检查注浆浆液充填饱满。以保证注浆的质量,从而确保突涌体被有效加固,便于后续开挖。
作为本发明优选,所述步骤6中的反压体为具有透水性的硬质石材拉渣,以节约施工成本,表面喷砼进行封闭。
作为本发明优选,所述步骤7中注浆管的长度为4-5m,呈1.0m*1.0m的梅花形排布,注浆水灰比为0.5:1,注浆压力为0.5-1.0Mpa,以确保注浆效果和加固强度。
作为本发明优选,所述步骤7中在开挖过程中,根据需要在拱墙上设置钢架加强支护,间距0.6米/榀,同时拱墙采用注浆管注浆加固,以进一步确保施工安全。
作为本发明优选,所述步骤7中在开挖过程中遇难以成孔的淤泥体时,搭设大管棚:大管棚采用跟管施工,搭设于初支钢架外侧,注纯水泥浆,注浆压力为0.5-1.0Mpa,水灰比为0.5:1;施工至大管棚剩余5m处,施作超前小导管,同时对边墙增设注浆管注浆加固,注浆管的长度为4-5m,呈1.0m*1.0m的梅花形排布,注浆水灰比为0.5:1,注浆压力为0.5-1.0Mpa。从而保证开挖淤泥体时的安全性。
本发明的优点是:
1、采用2m厚止浆墙进行封堵,同时设有泄水口孔和注浆孔,一方面可确保突涌体的稳定性,另一方面通过排水注浆的方式将对突涌体进行了加固,即保证突涌体后方作业安全,又能快速有效加固突涌体,提高了施工进度和安全性;
2、开挖成本低,施工进度快,止浆墙上部拆除后,在止浆墙靠二衬临空侧采用透水性良好、遇水不软化的硬质石材拉渣反压回填,给突涌体提供了有效的推力,起到很好的节约成本的目的。
附图说明
图1为本发明一种隧道突涌体开挖方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
一种隧道突涌体开挖方法,包括三个阶段:
第一阶段
步骤1、清理洞内淤泥至二衬端头(D1K78+904)前2m,在前方斜坡面采用块石码砌密实;
步骤2、在二衬端头2m范围初支拱墙和仰拱填充面植C20钢筋,钢筋长度80cm(植入50cm,露出30cm)间距按照30cm*30cm 梅花形布置;
步骤3、施作2m厚的C20砼止浆墙,止浆墙预埋两排(不少于8个,上方3个,下方5个)泄水管,管径不小于100mm;
步骤4、在止浆墙上按照1.0m*1.0m间距施作外径108mm的超前水平注浆管(共计32根),注浆管长度40m,前段30m设置溢浆孔,尾段10m不设置溢浆孔;注浆管溢浆孔直径10mm,按照20cm*20cm间距梅花形布置,注浆管前端加工成锥形,便于导向及推进,防止大量淤泥进入管内;然后进行注浆:超前注浆按扩散半径1.5m考虑,注浆采用纯水泥浆,水灰比0.4~0.5:1,注浆压力2MPa,注浆量按每根注浆管10.6m3控制(浆液扩散直径1.5m,孔隙率20%,注浆长度前端30m)。注浆顺序:采取先外后内、由下至上、间隔跳孔的施工方式进行。注浆结束标准:单孔结束标准:单孔每注浆段(不大于3m)在最大设计(根据现场注浆实验效果确定)注浆压力下的,注入率不大于20L/min;全段结束标准:所有注浆孔均已符合单孔结束条件,无漏注现象;检查孔突水量小于0.2L/m.min;检查孔无塌孔、流水现象,孔内摄像检查注浆浆液充填饱满。
第二阶段
步骤5、从拱顶往下将止浆墙上方部位拆除,止浆墙下部预留3m暂不拆除。
步骤6、在止浆墙靠二衬临空侧采用透水性良好、遇水不软化的硬质石材拉渣反压回填,反压体与剩余止浆墙齐平,坡度为1:5~1:10,表面喷10cm厚C25砼封闭。剩余止浆墙前方淤泥体抛石挤淤,提供上台阶坚实稳定作业平台
步骤7、逐榀开挖D1K78+904~D1K78+918段淤泥体,D1K78+904~D1K78+918段逐段边墙增设外径42mm的径向注浆管注浆加固(隧道每延米12根),注浆管长度4.5m,间距1.0m×1.0m,呈梅花形布置,注浆水灰比0.5:1,注浆压力0.5~1.0MPa。
第三阶段
对D1K78+918~D1K7+933段淤泥体逐榀开挖时,拱墙设置I25b型钢钢架加强支护,间距0.6米/榀;拱墙采用外径42mm的径向注浆管注浆加固(隧道每延米12根)。
在D1K78+918处搭设了一环20m的大管棚,鉴于突涌段落及现场勘查情况,于D1K78+933处再搭设一环外径108mm的大管棚,长20m,环向间距0.4米,共23根。由于淤泥体难以成孔,大管棚采用跟管施工,大管棚位于初支钢架外侧,角度5°~10°向上,注纯水泥浆,注浆压力0.5~1.0MPa,水灰比0.5:1。施工至大管棚剩余5m处施作超前小导管。同时D1K78+933~953段边墙增设外径42mm的径向注浆管注浆加固(隧道每延米12根),注浆管长度4.5m,间距1.0m×1.0m,呈梅花形布置,注浆水灰比0.5:1,注浆压力0.5~1.0MPa。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,该具体实施方式是基于本发明整体构思下的一种实现方式,而且本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种隧道突涌体开挖方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1,清理洞内淤泥至二衬端头前一定距离,并在前方斜坡面采用块石码砌密实;
步骤2,在二衬端头一定范围内初支拱墙,并在仰拱填充面内植入钢筋;
步骤3,施作砼止浆墙,在砼止浆墙内预埋泄水管;
步骤4,在砼止浆墙内施作注浆管,并通过注浆管向突涌体内注浆;
步骤5,将砼止浆墙的上部拆除;
步骤6,在剩余砼止浆墙与二衬之间填入反压体,填至反压体与剩余砼止浆墙齐平,并在剩余砼止浆墙前方淤泥体抛石挤淤,以提供上台阶坚实作业平台;
步骤7,对拆除砼止浆墙的部分进行逐段开挖,同时对开挖部分的边墙逐段增设注浆管注浆加固。
2.根据权利要求1所述的一种隧道突涌体开挖方法,其特征在于,所述步骤2中在仰拱填充面内植入的钢筋长度为70-90cm,其中植入部分长40-50cm,所有钢筋按照30cm*30cm的梅花形排布。
3.根据权利要求1所述的一种隧道突涌体开挖方法,其特征在于,所述步骤3中的砼止浆墙的厚度为1.8-2.2m,泄水管具有上下两排,上排2-4根,下4-6根,管径不小于100mm。
4.根据权利要求1所述的一种隧道突涌体开挖方法,其特征在于,所述步骤4中的注浆管具体按照1.0m*1.0m间距进行排布,注浆管长度35-45m,前段25-35m设置溢浆孔,前端为锥形;溢浆孔直径8-12mm,并按照20cm*20cm的梅花形排布。
5.根据权利要求1所述的一种隧道突涌体开挖方法,其特征在于,所述步骤4中注浆采用纯水泥浆,水灰比为0.4-0.5:1,注浆压力为1.8MPa-2.2MPa,浆液扩散直径为1.3-1.7m,孔隙率18%-22%,注浆顺序按照先外后内、由上至下、间隔跳孔的方式进行。
6.根据权利要求1所述的一种隧道突涌体开挖方法,其特征在于,所述步骤4中注浆完成的判定标准为:单孔完成标准:单孔每注浆段在最大设计注浆压力下,注入率不大于20L/min,所述注浆段的长度不大于3m;全段完成标准:所有注浆孔均符合上述单孔完成标准,无漏注现象,检查孔突水量小于0.2L/min,检查孔无塌孔、流水现象,孔内摄像检查注浆浆液充填饱满。
7.根据权利要求1所述的一种隧道突涌体开挖方法,其特征在于,所述步骤6中的反压体为具有透水性的硬质石材拉渣,表面喷砼进行封闭。
8.根据权利要求1所述的一种隧道突涌体开挖方法,其特征在于,所述步骤7中注浆管的长度为4-5m,呈1.0m*1.0m的梅花形排布,注浆水灰比为0.5:1,注浆压力为0.5-1.0Mpa。
9.根据权利要求1所述的一种隧道突涌体开挖方法,其特征在于,所述步骤7中在开挖过程中,根据需要在拱墙上设置钢架加强支护,间距0.6米/榀,同时拱墙采用注浆管注浆加固。
10.根据权利要求1所述的一种隧道突涌体开挖方法,其特征在于,所述步骤7中在开挖过程中遇难以成孔的淤泥体时,搭设大管棚:大管棚采用跟管施工,搭设于初支钢架外侧,注纯水泥浆,注浆压力为0.5-1.0Mpa,水灰比为0.5:1;施工至大管棚剩余5m处,施作超前小导管,同时对边墙增设注浆管注浆加固,注浆管的长度为4-5m,呈1.0m*1.0m的梅花形排布,注浆水灰比为0.5:1,注浆压力为0.5-1.0Mpa。
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