CN113062743B - 超前注浆方法及具有其的挖掘方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超前注浆方法及具有其的挖掘方法。其中，超前注浆方法包括：步骤S20：第一导洞的非重叠段的掌子面为第一掌子面，在第一掌子面上标记第一注浆孔位，第一注浆孔位包括多个，多个第一注浆孔位沿第一导洞的第一掌子面的两侧边沿以及顶部边沿间隔布置，第一导洞的第一掌子面的底部边沿不设置第一注浆孔位；步骤S30：以第一注浆孔位作为起点朝向与其靠近的第一导洞的内壁进行钻孔以形成第一注浆孔，第一注浆孔的终点位于第一导洞的周向外侧并位于第一掌子面在挖掘方向的前侧；步骤S40：向第一注浆孔内注浆。应用本发明的技术方案能够有效地解决相关技术中的超前注浆方法成本高的问题。

Description

超前注浆方法及具有其的挖掘方法

技术领域

本发明涉及隧道挖掘领域，具体而言，涉及一种超前注浆方法及具有其的挖掘方法。

背景技术

目前在隧道挖掘的过程中，会遇到隧道需要穿过既有建筑的情况，尤其是在地铁隧道挖掘的过程中，经常会遇到需要在已经挖好的隧道下面再挖掘新的隧道，以此形成换乘线的枢纽站。此时的已经挖掘好的隧道即为既有建筑，而需要新挖掘的隧道称为既有建筑的下增层。在下增层施工的过程中，需要严格控制既有建筑的沉降。目前一般在导洞挖掘前进行超前注浆并在导洞挖掘后进行初期支护，以降低导洞在开挖的过程中发生沉降的风险。但是目前的超前注浆一般需要在导洞的掌子面上开设注浆孔，注浆孔的分布呈“口”字型布置，这种注浆方式成本较高，会提升隧道的施工成本。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种超前注浆方法及具有其的挖掘方法，以解决相关技术中的超前注浆方法成本高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种超前注浆方法，既有建筑下方具有第一导洞，第一导洞具有与既有建筑在上下方向上不重叠的非重叠段，超前注浆方法包括：

步骤S20：第一导洞的非重叠段的掌子面为第一掌子面，在第一掌子面上标记第一注浆孔位，第一注浆孔位包括多个，多个第一注浆孔位沿第一导洞的第一掌子面的两侧边沿以及顶部边沿间隔布置，第一导洞的第一掌子面的底部边沿不设置第一注浆孔位；

步骤S30：以第一注浆孔位作为起点朝向与其靠近的第一导洞的内壁进行钻孔以形成第一注浆孔，第一注浆孔的终点位于第一导洞的周向外侧并位于第一掌子面在挖掘方向的前侧；

步骤S40：向第一注浆孔内注浆。

进一步地，沿第一掌子面的两侧边沿延伸的第一注浆孔位位于第一掌子面的顶部边沿与第一掌子面的水平方向的中线之间。

进一步地，第一导洞还具有与既有建筑在上下方向上重叠的重叠段，超前注浆方法包括：

步骤S10：判断第一导洞的待挖掘段的类型，如果第一导洞的待挖掘段为非重叠段则执行步骤S20至步骤S40；如果第一导洞的待挖掘段为重叠段则执行步骤S50至步骤S70；

步骤S50：第一导洞的重叠段的掌子面为第二掌子面，在第二掌子面上标记第二注浆孔位，第二注浆孔位包括多个，多个第二注浆孔位沿第二掌子面的两侧边沿以及底部边沿间隔布置，第二掌子面的靠近第一导洞的顶部边沿无第二注浆孔位；

步骤S60：以第二注浆孔位作为起点钻第二注浆孔，第二注浆孔的终点位于第一导洞的周向外侧并位于第二掌子面在挖掘方向的前侧；

步骤S70：向第二注浆孔内注浆。

进一步地，多个第一注浆孔的终点投影在第一掌子面所在的平面上后形成多个投影点，相邻两个投影点之间的距离在0.5m至1m之间。

进一步地，步骤S30包括：以每个第一注浆孔位为起点钻设多个第一注浆孔，多个第一注浆孔的终点在第一导洞的挖掘方向上间隔布置并位于同一水平面上。

进一步地，采用后退式注浆法向第一注浆孔内注浆。

进一步地，第一注浆孔的终点与第一注浆孔的起点在第一导洞的延伸方向上的最大距离在10m至15m之间。

进一步地，每个第一注浆孔位到第一导洞的内壁的垂直距离在0.5m至1m之间。

进一步地，每个第一注浆孔在第一导洞的第一掌子面所在的平面上的投影呈放射状分布。

根据本发明的另一方面，提供了一种挖掘方法，既有建筑下方具有并排设置的多个第一导洞，挖掘方法包括：

步骤S01：对待挖掘的第一导洞进行超前注浆处理，超前注浆处理的方法为上述的方法；

步骤S02：对超前注浆处理后的第一导洞的部分进行挖掘；

步骤S03：在相邻的两个挖掘好的第一导洞之间挖掘连通通道；

步骤S04：连通通道在第一导洞的挖掘方向上包括相对的前侧壁和后侧壁，在连通通道的前侧壁上设置第三注浆孔位，第三注浆孔位在上下方向上与沿第一导洞的顶部边沿间隔布置的第一注浆孔位平齐，第三注浆孔位包括多个，多个第三注浆孔位在相邻的第一导洞之间间隔布置；

步骤S05：以第三注浆孔位作为起点沿第一导洞的挖掘方向钻第三注浆孔；

步骤S06：向第三注浆孔内注浆。

应用本发明的技术方案，由于第一导洞所在的位置与既有建筑的距离较远，因此可在第一导洞的第一掌子面上设置呈倒U形排列的第一注浆孔位。第一注浆孔位沿第一导洞的第一掌子面的两侧边沿以及顶部边沿间隔布置，第一导洞的第一掌子面的底部边沿不设置第一注浆孔位。这种方式通过向第一导洞的两侧和顶部填充浆液，使得第一导洞两侧和顶部的土层与浆液连结，形成致密的土层结构，从而大大降低了第一导洞挖掘时既有建筑下沉的概率。另外，由于第一导洞的非重叠段远离既有建筑，因此不必向第一导洞的底部区域注浆，第一导洞周围的土层也能够满足第一导洞的非重叠段的挖掘要求，从而节约了第一注浆孔的打孔成本和注浆成本，有利于整体减少施工成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的超前注浆方法的实施例的流程图；

图2示出了第一导洞的非重叠段的横断面的结构示意图；

图3示出了图2的第一导洞的非重叠段的横断面的A处的放大结构示意图；

图4示出了第一导洞的重叠段的横断面结构示意图；

图5示出了图4的第一导洞的重叠段的横断面的B处的放大结构示意图；以及

图6示出了图1的超前注浆方法的第一注浆孔的布局结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、既有建筑；10、第一导洞；11、第一掌子面；12、第二掌子面；20、第一注浆孔位；30、第一注浆孔；50、第二注浆孔位；60、连通通道；70、第三注浆孔位；80、投影线；90、注浆扩散范围。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图3所示，既有建筑1下方具有第一导洞10，第一导洞10具有与既有建筑1在上下方向上不重叠的非重叠段，本实施例的超前注浆方法包括：

步骤S20：第一导洞10的非重叠段的掌子面为第一掌子面11，在第一掌子面11上标记第一注浆孔位20，第一注浆孔位20包括多个，多个第一注浆孔位20沿第一导洞10的第一掌子面11的两侧边沿以及顶部边沿间隔布置，第一导洞10的第一掌子面11的底部边沿不设置第一注浆孔位20；

步骤S30：以第一注浆孔位20作为起点朝向与其靠近的第一导洞10的内壁进行钻孔以形成第一注浆孔30，第一注浆孔30的终点位于第一导洞10的周向外侧并位于第一掌子面11在挖掘方向的前侧；

步骤S40：向第一注浆孔30内注浆。

上述步骤提供了一种导洞的非重叠段的超前注浆方法。具体地，由于第一导洞10所在的位置与既有建筑1的距离较远，因此可在第一导洞10的第一掌子面11上设置呈倒U形排列的第一注浆孔位20。第一注浆孔位20沿第一导洞10的第一掌子面11的两侧边沿以及顶部边沿间隔布置，第一导洞10的第一掌子面11的底部边沿不设置第一注浆孔位20。这种方式通过向第一导洞10的两侧和顶部填充浆液，使得第一导洞10两侧和顶部的土层与浆液连结，形成致密的土层结构，从而大大降低了第一导洞10挖掘时既有建筑下沉的概率。另外，由于第一导洞10的非重叠段远离既有建筑1，因此不必向第一导洞10的底部区域注浆，整个第一导洞10周围的土层也能够满足第一导洞10的非重叠段的挖掘要求，从而节约了第一注浆孔的打孔成本和注浆成本，有利于整体减少施工成本。

进一步地，如图1至图3所示，沿第一掌子面11的两侧边沿延伸的第一注浆孔位20位于第一掌子面11的顶部边沿与第一掌子面11的水平方向的中线之间。上述结构能够进一步减少第一注浆孔位20的数量，从而进一步节约施工成本。

进一步地，如图4和图5所示，第一导洞10还具有与既有建筑1在上下方向上重叠的重叠段，超前注浆方法包括：

步骤S10：判断第一导洞10的待挖掘段的类型，如果第一导洞10的待挖掘段为非重叠段则执行步骤S20至步骤S40；如果第一导洞10的待挖掘段为重叠段则执行步骤S50至步骤S70；

步骤S50：第一导洞10的重叠段的掌子面为第二掌子面12，在第二掌子面12上标记第二注浆孔位50，第二注浆孔位50包括多个，多个第二注浆孔位50沿第二掌子面12的两侧边沿以及底部边沿间隔布置，第二掌子面12的靠近第一导洞10的顶部边沿无第二注浆孔位50；

步骤S60：以第二注浆孔位50作为起点钻第二注浆孔，第二注浆孔的终点位于第一导洞10的周向外侧并位于第二掌子面12在挖掘方向的前侧；

步骤S70：向第二注浆孔内注浆。

上述步骤中，提供了一种导洞与既有建筑1的重叠段超前注浆方法。具体地，由于第一导洞10的重叠段与既有建筑1密贴，因此可在第一导洞10的第二掌子面12上设置呈U形排列的第二注浆孔位50。第二注浆孔位50沿第一导洞10的第二掌子面12的两侧边沿以及底边间隔布置，第一导洞10的第二掌子面12的靠近第一导洞10的顶部边沿无第二注浆孔位50，这种方式通过向第一导洞10的两侧和底部填充浆液，使得第一导洞10两侧和底部的土层与浆液连结，形成致密的土层结构，从而大大降低了第一导洞10挖掘时既有建筑1下沉的概率。另外，第一导洞10的第二掌子面12的靠近第一导洞10的顶边无第一注浆孔位20使得第一导洞能够密贴既有建筑1，便于第一导洞10的挖掘。

进一步地，如图2和图3所示，多个第一注浆孔30的终点投影在第一掌子面11所在的平面上后形成多个投影点，相邻两个投影点之间的距离在0.5m至1m之间。上述步骤中，为了保证第一导洞10周围的土层在注浆后能够更加致密紧实，可使多个第一注浆孔30的钻孔终点投影在掌子面所在的平面上后形成的多个投影点之间的距离更紧密，这样在浆液沿第一注浆孔30进入后，会向四周扩散(扩散的示意范围如图3中的注浆扩散范围90)，相邻的第一注浆孔30之间的浆液会相互连结，从而起到密实土层的作用。另外，由于本申请没有在第一导洞10的掌子面的靠近第一导洞10的顶边设置第一注浆孔位20，因此增加多个第一注浆孔30的钻孔终点投影在掌子面所在的平面上后形成的多个投影点的距离，能够对第一导洞10周围的土层的紧密程度进行补偿，使第一导洞10周围的土层的密实程度能够达到密贴既有建筑1的挖掘要求。优选地，多个第一注浆孔30的钻孔终点投影在掌子面所在的平面上后形成多个投影点，相邻两个投影点之间的距离为0.8m。

进一步地，如图6所示，步骤S30包括：以每个第一注浆孔位20为起点钻设多个第一注浆孔30，多个第一注浆孔30的终点在第一导洞10的挖掘方向上间隔布置并位于同一水平面上。上述步骤能够在第一导洞10的周向外侧形成密实的注浆区域，从而能够增强第一导洞周围的土层的密实性。具体地，以每个第一注浆孔位20为起点钻设的多个第一注浆孔30之间的倾斜角度不同，将以第一注浆孔位20为起点的多个第一注浆孔30内均注满浆液后，即可在第一导洞10的外侧形成密实的注浆区域。

需要说明的是，采用后退式注浆法向第一注浆孔30内注浆。注浆的注浆压力在0.8MPa～1.0MPa之间；注浆的注浆速在15L/min至24L/min之间。

进一步地，如图2和图3所示，第一注浆孔30的终点与第一注浆孔30的起点在第一导洞10的延伸方向上的最大距离在10m至15m之间。上述步骤中，第一注浆孔30的钻孔终点与第一注浆孔30的钻孔起点在第一导洞10的延伸方向上的最大距离即为超前注浆的深度。在第一导洞10挖掘的过程中，需要先超前注浆一段距离，再对第一导洞10进行挖掘，超前注浆的距离要大于第一导洞10向前挖掘的距离。具体地，在本实施例中，超前注浆的距离为12m，第一导洞10向前挖掘的距离为10m。这种方式使得经过挖掘的土层都被超前注浆所加固，因此大大降低了第一导洞10挖掘过程中出现沉降风险的概率。

进一步地，如图2和图3所示，每个第一注浆孔位20到第一导洞10的内壁的垂直距离在0.5m至1m之间。上述步骤提供了第一注浆孔位20的具体开孔位置，便于施工人员进行打孔操作。

进一步地，每个第一注浆孔30在第一导洞10的第一掌子面11所在的平面上的投影呈放射状分布(图3示出了投影线80)。上述步骤使得每个第一注浆孔30注浆完成后，在第一导洞10的周向外侧能够形成均匀致密的土层结构，从而便于第一导洞10的挖掘。

本发明还提供了一种挖掘方法，既有建筑1下方具有并排设置的多个第一导洞10，挖掘方法包括：

步骤S01：对待挖掘的第一导洞10进行超前注浆处理，超前注浆处理的方法为上述的方法；

步骤S02：对超前注浆处理后的第一导洞10的部分进行挖掘；

步骤S03：在相邻的两个挖掘好的第一导洞10之间挖掘连通通道60；

步骤S04：连通通道60在第一导洞10的挖掘方向上包括相对的前侧壁和后侧壁，在连通通道60的前侧壁上设置第三注浆孔位70，第三注浆孔位70在上下方向上与沿第一导洞10的顶部边沿间隔布置的第一注浆孔位20平齐，第三注浆孔位70包括多个，多个第三注浆孔位70在相邻的第一导洞10之间间隔布置；

步骤S05：以第三注浆孔位70作为起点沿第一导洞10的挖掘方向钻第三注浆孔；

步骤S06：向第三注浆孔内注浆。

上述步骤中，多个在第一导洞10全部挖掘好之后，在相邻的第一导洞10之间挖掘连通通道60。在连通通道60的前侧壁上设置第三注浆孔位70，并以第三注浆孔位70作为起点沿第一导洞10的挖掘方向钻第三注浆孔，上述方式能够使得连通通道60周围的土层更加密实，从而提升连通通道60挖掘好后的稳定性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)

1.一种超前注浆方法，既有建筑（1）下方具有第一导洞（10），所述第一导洞（10）具有与所述既有建筑（1）在上下方向上不重叠的非重叠段以及与所述既有建筑（1）在上下方向上重叠的重叠段，其特征在于，所述超前注浆方法包括：

步骤S10：判断所述第一导洞（10）的待挖掘段的类型，如果所述第一导洞（10）的待挖掘段为非重叠段则执行步骤S20至步骤S40；如果所述第一导洞（10）的待挖掘段为重叠段则执行步骤S50至步骤S70；

步骤S20：所述第一导洞（10）的非重叠段的掌子面为第一掌子面（11），在所述第一掌子面（11）上标记第一注浆孔位（20），所述第一注浆孔位（20）包括多个，多个所述第一注浆孔位（20）沿所述第一导洞（10）的第一掌子面（11）的两侧边沿以及顶部边沿间隔布置，所述第一导洞（10）的第一掌子面（11）的底部边沿不设置第一注浆孔位（20）；

步骤S30：以所述第一注浆孔位（20）作为起点朝向与其靠近的所述第一导洞（10）的内壁进行钻孔以形成第一注浆孔（30），所述第一注浆孔（30）的终点位于所述第一导洞（10）的周向外侧并位于所述第一掌子面（11）在挖掘方向的前侧；

步骤S40：向所述第一注浆孔（30）内注浆；

步骤S50：所述第一导洞（10）的重叠段的掌子面为第二掌子面（12），在所述第二掌子面（12）上标记第二注浆孔位（50），所述第二注浆孔位（50）包括多个，多个所述第二注浆孔位（50）沿所述第二掌子面（12）的两侧边沿以及底部边沿间隔布置，所述第二掌子面（12）的靠近所述第一导洞（10）的顶部边沿无所述第二注浆孔位（50）；

步骤S60：以所述第二注浆孔位（50）作为起点钻第二注浆孔，所述第二注浆孔的终点位于所述第一导洞（10）的周向外侧并位于所述第二掌子面（12）在挖掘方向的前侧；

步骤S70：向所述第二注浆孔内注浆。

2.根据权利要求1所述的超前注浆方法，其特征在于，沿所述第一掌子面（11）的两侧边沿延伸的第一注浆孔位（20）位于所述第一掌子面（11）的顶部边沿与所述第一掌子面（11）的水平方向的中线之间。

3.根据权利要求1所述的超前注浆方法，其特征在于，多个所述第一注浆孔（30）的终点投影在所述第一掌子面（11）所在的平面上后形成多个投影点，相邻两个所述投影点之间的距离在0.5m至1m之间。

4.根据权利要求1所述的超前注浆方法，其特征在于，所述步骤S30包括：

以每个所述第一注浆孔位（20）为起点钻设多个所述第一注浆孔（30），多个所述第一注浆孔（30）的终点在所述第一导洞（10）的挖掘方向上间隔布置并位于同一水平面上。

5.根据权利要求1所述的超前注浆方法，其特征在于，采用后退式注浆法向所述第一注浆孔（30）内注浆。

6.根据权利要求1所述的超前注浆方法，其特征在于，所述第一注浆孔（30）的终点与所述第一注浆孔（30）的起点在所述第一导洞（10）的延伸方向上的最大距离在10m至15m之间。

7.根据权利要求1所述的超前注浆方法，其特征在于，每个所述第一注浆孔位（20）到所述第一导洞（10）的内壁的垂直距离在0.5m至1m之间。

8.根据权利要求1所述的超前注浆方法，其特征在于，每个所述第一注浆孔（30）在所述第一导洞（10）的第一掌子面（11）所在的平面上的投影呈放射状分布。

9.一种挖掘方法，既有建筑（1）下方具有并排设置的多个第一导洞（10），所述挖掘方法包括：

步骤S01：对待挖掘的第一导洞（10）进行超前注浆处理，其特征在于，所述超前注浆处理的方法为权利要求1至8中任一项所述的方法；

步骤S02：对超前注浆处理后的第一导洞（10）的部分进行挖掘；

步骤S03：在相邻的两个挖掘好的第一导洞（10）之间挖掘连通通道（60）；

步骤S04：所述连通通道（60）在所述第一导洞（10）的挖掘方向上包括相对的前侧壁和后侧壁，在所述连通通道（60）的前侧壁上设置第三注浆孔位（70），所述第三注浆孔位（70）在上下方向上与沿所述第一导洞（10）的顶部边沿间隔布置的第一注浆孔位（20）平齐，所述第三注浆孔位（70）包括多个，多个所述第三注浆孔位（70）在相邻的所述第一导洞（10）之间间隔布置；

步骤S05：以所述第三注浆孔位（70）作为起点沿所述第一导洞（10）的挖掘方向钻第三注浆孔；

步骤S06：向所述第三注浆孔内注浆。

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