在散體碎石土及破碎圍巖中的隧道超前預支護技術的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在散體碎石土及破碎圍巖中的隧道超前預支護技術，特別是一種應用于隧道施工領域的在散體碎石土及破碎圍巖中的隧道超前預支護技術。
【背景技術】
[0002]按照圍巖劃分:軟弱破碎圍巖及散體碎石土屬于V?VI級圍巖?，F(xiàn)有V?V!級圍巖隧道的支護方式為先施工超前小導管或超前大管棚等超前預支護后，然后采用適當?shù)拈_挖方式對隧道內(nèi)應該開挖的部分開挖后，再沿隧道開挖輪廓面設鋼架網(wǎng)噴初期支護，并施工隧道初期支護水泥砂漿錨桿的支護工作，最后完成隧道防水板鋪設及二次襯砌和路面施工?，F(xiàn)有技術中，超前小導管屬于臨時支護，超前小導管設置位置一般位于隧道拱部120°范圍內(nèi)，沿隧道開挖輪廓線，在隧道開挖輪廓線外周邊設置。超前小導管設置方向:沿隧道開挖輪廓面外插角5°至10°。超前小導管的作用是:通過超前小導管在隧道開挖輪廓線外進行注漿，對破碎圍巖進行注漿后，在隧道開挖輪廓周邊形成厚為22cm左右的加固圈，利用超前小導管加固洞壁一定范圍內(nèi)的圍巖，并支拖圍巖，防止開挖后碎塊石掉落，減少隧道超挖，預防隧道塌方，為后續(xù)安全施工提供保障，起到超前臨時支護的作用。但現(xiàn)有技術超前小導管存在以下缺點:一、現(xiàn)有超前小導管角度太小，現(xiàn)場無法施工；二、現(xiàn)有超前小導管注漿范圍偏小，隧道超挖量大；三、現(xiàn)有的超前注漿小導管為一種臨時支護措施。因此現(xiàn)有技術中還沒有一種可以有效提高施工的可操作性，減少隧道超挖量，使隧道加固范圍變大，提高施工的安全保障，提高隧道的結構安全性能及隧道使用的耐久性，減少徑向注漿的漿液量，節(jié)約工程投資的在散體碎石土及破碎圍巖中的隧道超前預支護技術。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種可以有效提高施工的可操作性，減少隧道超挖量，使隧道加固范圍變大，提高施工的安全保障，提高了隧道的結構安全性能及隧道使用的耐久性，減少徑向注漿的漿液量，節(jié)約工程投資的在散體碎石土及破碎圍巖中的隧道超前預支護技術。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的在散體碎石土及破碎圍巖中的隧道超前預支護技術，包括以下幾個步驟:
[0005]a、沿隧道開挖輪廓線外側(cè)周邊打入可注漿小導管；
[0006]b、通過可注楽小導管向松散破碎巖土體及破碎圍巖中注楽；
[0007]在b步驟中采用限量注漿的方法向松散破碎巖土體及破碎圍巖中注漿。
[0008]進一步的是，每根可注漿小導管每米注水泥量的范圍為50Kg至10Kg
[0009]進一步的是，在a步驟中使可注楽小導管的環(huán)向間距為30cm至40cm。
[0010]進一步的是，在a步驟中，使可注漿小導管的外插角范圍為15°至30。
[0011]進一步的是，在b步驟中，使可注漿小導管下部到開挖輪廓線之間的松散破碎巖土體用可固化的漿液充填達到70%以上的充填率。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:提高了施工的可操作性，減少了隧道超挖量，超前加固了圍巖，使隧道加固范圍變大，提高了施工的安全保障。超前預支護與圍巖加固相結合，提高了隧道的結構安全性能及隧道使用的耐久性。充分利用了巖體的自身力學性能，通過改善后，使沒有自承能力的巖土體變?yōu)橛谐休d能力的巖土體。超前預支護技術為隧道徑向注漿支護提供了防漏漿、跑漿的底模，減少了徑向注漿的漿液量，節(jié)約了工程投資。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明鋼架與小導管的位置關系圖；
[0014]圖中零部件、部位及編號:可注漿小導管1、外插角A、鋼架3、隧道開挖輪廓線外巖土體4。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0016]如圖1所示，為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的在散體碎石土及破碎圍巖中的隧道超前預支護技術，包括以下幾個步驟:
[0017]a、沿隧道開挖輪廓線外側(cè)周邊打入可注漿小導管I ;
[0018]b、通過可注漿小導管I向松散破碎巖土體及破碎圍巖中注漿；
[0019]在b步驟中采用限量注漿的方法向松散破碎巖土體及破碎圍巖中注漿。
[0020]施工人員在隧道的開挖空間，利用鉆機或人工在隧道掌子面向沒有開挖的松散破碎巖土體及破碎圍巖中沿隧道開挖輪廓線外側(cè)周邊頂入或打入較大角度的可注漿小導管1，然后利用小導管對未開挖區(qū)域的松散碎石土體及破碎圍巖內(nèi)進行超前預注漿，采用限量注漿方式向松散破碎巖土體及破碎圍巖中注入能固化的漿液，漿液充填或基本充填破碎巖土體之間的裂隙及空隙，使松散破碎巖土體顆粒及塊體之間從無膠結變?yōu)橛心z結，主動改善及提高松散破碎巖土體的力學性能，為后續(xù)開挖及初期支護工作提供安全保障的一種隧道永久支護兼超前預支護的形式。通過施工措施對每根超前注漿小導管進行限量注漿，控制超前小導管下部到開挖輪廓線之間的松散破碎巖土體的漿液充填率，既可以節(jié)省注漿量，又可以保證漿液較好的填充松散破碎巖土體之間的裂隙及空隙，使松散破碎巖土體顆粒及塊體之間從無膠結變?yōu)橛心z結。
[0021]為了更好的控制注漿量，優(yōu)選每根可注漿小導管I每米注水泥量的范圍為50Kg至10Kgo
[0022]在a步驟中使可注漿小導管I的環(huán)向間距為30cm至40cm。
[0023]如圖1所示，為了使可注漿小導管I能夠方便地插入相鄰的兩根鋼架3之間，在a步驟中，使注漿小導管的外插角A范圍為為15°至30°。
[0024]在b步驟中，使可注漿小導管I下部到開挖輪廓線之間的松散破碎巖土體用可固化的漿液充填達到70%以上的充填率。選用前述的填充率，可以使?jié){液較好的填充破碎巖土體之間的裂隙及空隙，使松散破碎巖土體顆粒及塊體之間從無膠結變?yōu)橛心z結，主動改善及提高松散破碎巖土體的力學性能。
[0025]具體實施例:V?VI級圍巖隧道開挖施工前，先沿隧道開挖輪廓向隧道開挖輪廓線外巖土體4的一定范圍按照設計參數(shù)要求在鋼架3之間超前打設長度為300cm至450cm的超前注漿小導管，然后按照要求通過小導管向預加固的松散破碎巖土體進行預加固后再進行開挖，開挖后及時施工鋼支撐，可采用鋼拱架或格柵鋼架3、縱向連接筋、鋼筋網(wǎng)片、噴射砼及徑向系統(tǒng)初期支護。先對隧道進行超前預支護，然后開挖，開挖后及時進行初期支護，開挖一個循環(huán)緊跟初期支護，開挖及初期支護完成后，再完成二次模筑砼襯砌。
[0026]超前預支護方式:超前預支護采用15°至30°外插角A的超前注漿小導管。
[0027]可注漿小導管I注漿花管制作:可注漿小導管I的制作方法很成熟。通常采用Φ 42 X 4的無縫鋼管現(xiàn)場制作成前部鉆有注漿孔，呈梅花形布置，前端成錐形，尾部長度不小于30cm，作為不鉆注漿孔的預留止?jié){段。在加工場制作完成后拉到隧道里面直接使用。
[0028]可注漿小導管I的施工順序根據(jù)現(xiàn)場需要確定，一般情況下沒有特殊要求。當有特殊要求時，一般選擇從下向上，從無水處到有水處，兩側(cè)對稱，跳孔施工。在無特殊要求時，不采用以上順序，打入后可以直接注漿。
[0029]注漿要求:注漿漿液為能固化的漿液，現(xiàn)場通常采用水泥漿。限量注漿即每根小導管注一定量后終止注漿，漿液可以一次注入，也可以分幾次注入。漿液濃度根據(jù)現(xiàn)場試驗確定。
【主權項】
1.在散體碎石土及破碎圍巖中的隧道超前預支護技術，包括以下幾個步驟: a、沿隧道開挖輪廓線外側(cè)周邊打入可注漿小導管(I); b、通過可注楽小導管(I)向松散破碎巖土體及破碎圍巖中注楽； 其特征在于:在b步驟中采用限量注漿的方法向松散破碎巖土體及破碎圍巖中注漿。
2.如權利要求1所述的在散體碎石土及破碎圍巖中的隧道超前預支護技術，其特征在于:每根可注漿小導管(I)每米注水泥量的范圍為50Kg至lOOKg。
3.如權利要求1所述的在散體碎石土及破碎圍巖中的隧道超前預支護技術，其特征在于:在a步驟中使可注漿小導管(I)的環(huán)向間距為30cm至40cm。
4.如權利要求1所述的在散體碎石土及破碎圍巖中的隧道超前預支護技術，其特征在于:在a步驟中，使可注漿小導管(I)的外插角(A)范圍為為15°至30°。
5.如權利要求1所述的在散體碎石土及破碎圍巖中的隧道超前預支護技術，其特征在于:在b步驟中，使可注漿小導管(I)下部到開挖輪廓線之間的松散破碎巖土體用可固化的漿液充填達到70%以上的充填率。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種在散體碎石土及破碎圍巖中的隧道超前預支護技術，特別是一種應用于隧道施工領域的在散體碎石土及破碎圍巖中的隧道超前預支護技術。本發(fā)明提供一種可以減少隧道超挖量，提高施工安全保障，提高隧道的安全性能及耐久性，減少徑向注漿量，節(jié)約工程投資的在散體碎石土及破碎圍巖中的隧道超前預支護技術，包括以下幾個步驟a、沿隧道開挖輪廓線外側(cè)周邊打入可注漿小導管；b、通過可注漿小導管向松散破碎巖土體及破碎圍巖中注漿；在b步驟中采用限量注漿的方法向松散破碎巖土體及破碎圍巖中注漿。提高了施工的可操作性，減少了隧道超挖量，使隧道加固范圍變大，提高了施工的安全保障，提高了隧道的安全性及耐久性。
【IPC分類】E21D11-10
【公開號】CN104533451
【申請?zhí)枴緾N201410734697
【發(fā)明人】吳學智
【申請人】中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月5日