[發明專利]富水極破碎圍巖隧道塌方段圍巖控制方法

有效

• 申請號: 201310016187.X
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103089275A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 李術才;張偉杰;張慶松;張霄;劉人太;張連震;朱明聽
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21D11/00;E21F16/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄧建國

1.富水極破碎圍巖隧道塌方段圍巖控制方法，其特征是包括以下步驟：

A．塌方致災因素及成災程度探查分析；

B．堆積體暴露面穩固及深部排水泄壓：采用錨噴混凝土+掛網方式對堆積體暴露面進行封閉，同時依據探測結果，針對關鍵富水區施工深部引流泄壓孔，對堆積體內部地下水引流泄壓；

C．塌方及影響段支護強度強化：在塌方相鄰段采用臨時型鋼支撐+網噴混凝土方式對塌方相鄰段10~20m范圍內增強支護強度，形成支護強化段；

D．塌方堆積體防突充實加固：根據掌子面前方堆積體空洞及塌方體范圍的探測結果，針對堆積體內部空腔，施工吹砂鉆孔，進行吹砂充填空腔，并注單液漿固結進行處理；對極松散堆積體內部通過防突注漿孔進行充填固結；

E．非對稱周邊帷幕注漿加固：對塌方區周邊帷幕加固厚度增加至10m，其他區域加固圈厚度為5~8m，注漿后形成受力平衡、變形協調的閉合注漿加固殼；

F．注漿加固塌方段開挖方法及初期支護方式確定：注漿區段采用雙側壁導坑法進行開挖；初期支護采用雙層支護；

G．局部補充注漿：緊跟隧道開挖過程，針對探測或者直接揭露的注漿加固盲區采用導管徑向注漿方式進行補注；

H．仰拱開挖及二襯施工：洞身開挖支護完成后，及時進行仰拱施工，并封閉成環；其后二襯及時跟進，襯砌各項施工工藝和技術指標必須滿足設計或規范要求。

2.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步驟A的具體步驟是，綜合分析隧道勘察期及施工揭露的地質及水文地質資料，從地質構造、巖層巖性、地形地貌及地下水方面對塌方致災因素進行分析；綜合利用物探及鉆孔手段對塌方縱向及橫向成災規模進行探查，包括堆積體洞內充填形態、范圍及堆積體內地下水富水情況及水壓狀況，為重點治理區域圈定和治理方案制定提供依據。

3.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步驟B的具體步驟是，在塌方體暴露面布設鋼筋網，并噴射厚40cm的C25混凝土；暴露面上布置間排距均為2m、呈梅花型的錨桿，錨桿采用長3m的鋼筋，其下部2.5m插入堆積體內，尾部與鋼筋網焊接為一體；針對富水區段及塌方口附近布置3~5根深部引流泄壓孔，孔深30m，并全程下入無縫熱軋鋼花管；引流泄壓鉆孔尾端均安裝高壓閥門，以控制引排水。

4.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步驟C中，所述支護強化段的參數為：25b工字鋼，每榀間距50cm；C20噴射混凝土厚25cm；雙層20cm×20cm、鋼筋網。

5.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步驟D的具體步驟是，吹砂鉆孔及防突注漿孔采用ZLJ2300B型地質鉆機，直徑90mm合金鉆頭施作；吹砂鉆孔全程下入無縫熱軋鋼管，通過空壓機泵送細沙，壓力控制在5MPa以內，吹砂完成后進行注漿工作；注漿孔設計深度為20~30m，起始端下入3m外徑108mm的地質管作為孔口管，終孔間距5~6m，并均勻布孔；吹砂鉆孔及防突注漿孔端部焊接注漿螺絲頭及高壓閥門，以連接注漿設備；注漿材料采用42.5R普通水泥單液漿，單液漿水灰比為1:1，注漿終壓控制設計2.5MPa，擴散半徑不小于3m；充填注漿加固采用前進式分段控制注漿工藝。

6.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步驟E的具體步驟是，非對稱式周邊帷幕注漿鉆孔利用海王星90B鉆機施工，鉆孔均勻布置；注漿材料采用42.5R普通水泥單液漿和C-S雙液漿，材料參數如下：水泥漿水灰比為1:1，為提高水泥漿的早期強度，在單液漿中加入水泥質量0.3~0.5%的三乙醇胺；水玻璃濃度在35~42Be之間，模數為2.3~3.0，42.5R普通水泥單液漿和水玻璃體積比為2:1；注漿工藝采用前進式分段控制注漿工藝。

7.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步驟F中，所述雙層支護是：第一層由I18工字鋼鋼支撐，縱向間距0.5m，鋼筋網采用雙層鋼筋網，縱、環向網格20×20cm，噴射C20混凝土厚25~30cm；第二層采用格柵鋼架，格柵鋼架主筋采用Φ25鋼筋，截面高度15×15cm，格柵拱架縱向間距為0.5m；鋼筋網采用雙層鋼筋網，縱、環向網格20×20cm；采用注漿小導管作為系統錨桿。