[發明專利]一種軟弱圍巖隧道修建的超前加固施工方法有效

申請號：	201410666100.8	申請日：	2014-11-19
公開（公告）號：	CN104453946A	公開（公告）日：	2015-03-25
發明（設計）人：	楊積凱;吳大勝;吳小維	申請（專利權）人：	北京首爾工程技術有限公司
主分類號：	E21D11/10	分類號：	E21D11/10;E21D11/38;C04B28/26
代理公司：	北京中建聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11004	代理人：	白云
地址：	100192 北京市***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種軟弱圍巖隧道修建超前加固施工方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種隧道施工領域，特別是一種隧道超前加固施工方法。

背景技術

在飽和粉細砂層或滲透性較低的類似地層的隧道施工中，采用普通的注漿方法效果很差。如在太中銀鐵路興旺峁隧道、大西鐵路上白隧道、蘭渝鐵路桃樹坪隧道、廈深鐵路梁山隧道、莞惠城際的多個標段，都存在普通的單液注漿或水泥水玻璃雙液注漿可注性差的問題。這類地層致密無膠結，無自穩能力，開挖時易坍塌。在這種地層中，普通漿液不能有效均勻地擴散，即使有時采用高壓，注入量很大時還是不能達到有效加固地層及防水堵砂作用。采用水平旋噴方法能在隧道開挖線外形成連續的拱殼以防止拱部的漏水漏砂，實際的運用也取得了較好的效果。在上述隧道中除莞惠線外都是運用水平旋噴方法最終解決了問題。但針對莞惠城際的5標和7標的富水全風化花崗片麻巖，采用水平旋噴方法都出了涌水涌砂事故。分析事故的原因，發現隧道拱部的水平旋噴的效果還是明顯的，但隧道掌子面不夠穩定。由于這一區域的地下水位高且水量豐富，雖隧道拱部加固效果良好，但掌子面核心土加固不到位，水從掌子面前方沿變形裂隙突入到隧道掌子面，從而形成突水涌砂。因此在此類工況下的隧道開挖不僅要用水平旋噴形成拱形保護，而且還要解決超前核心土的加固問題，使地下水不能從前方突入隧道。

水平旋噴工藝在隧道拱部或周邊形成封閉的帷幕，起到防滲透的拱殼保護作用，為隧道開挖起到拱形保護，提高地層的強度，穩定掌子面，減少隧道變形。在隧道拱部或周邊可形成封閉拱殼保護的還有隧道預襯砌法和管幕支護，但這兩種方法相對于水平旋噴注漿造價較高。但是，水平旋噴注漿法在隧道開挖線外形成連續的拱殼只能防止拱部的漏水漏砂，而對于某些軟弱地層如富水、飽粉細砂地層經常會發生掌子面前方或拱腳及仰拱部位土體突水涌砂涌泥及掌子面核心土坍塌等現象，因此為了解決此問題，需要進一步穩定掌子面及仰拱部位土體。由于水平旋噴樁體有很高的強度，如果在整個掌子面采用水平旋噴注漿法也能解決穩定掌子面的問題，但也正是由于其強度較高，會給開挖造成一定困難，而且由于水平旋噴其有效擴散范圍有限，一般情況下水平旋噴樁的直徑為600mm，在隧道拱部施工時，為了使樁相互咬合孔間距應為350～400mm，那么，一般雙線隧道要打60個左右的孔才能在隧道拱頂形成180°封閉圈，因此如果要采用水平旋噴使整個掌子面超前核心土都達到隔水效果其工程量及施工周期均變得不可忍受，所以，傳統的水平旋噴注漿工藝不適于對整個掌子面土體穩定。

采用注漿方法在一定程度上可以對掌子面土體進行改良加固，達到穩定掌子面土體的效果。目前注漿液有多種，多采用的雙液注漿為水泥-水玻璃雙液漿，由于水泥-水玻璃滲透性較差，對于富水、飽粉細砂層或其它軟弱地層采用，水泥水玻璃漿液因顆粒太大無法注入，也不能有效改善突水涌砂涌泥及掌子面核心土坍塌的情況。

雖然有關文獻對磷酸水玻璃雙液注漿的應用進行了報道，但其是與注漿小導管結合使用，而且該隧道采用CRD法施工，機械化程度較低。

發明內容

本發明的目的是提供一種軟弱圍巖隧道修建的超前加固施工方法，要解決軟弱圍巖隧道超前加固施工中突水涌砂，掌子面土體不穩定、容易坍塌等技術問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種軟弱圍巖隧道修建的超前加固施工方法，具體步驟如下：

步驟一，在隧道拱頂處測量放線，定位樁位。

步驟二，利用水平旋噴工藝，在隧道拱頂進行水平旋噴樁施工。

步驟三，在掌子面，通過雙液注漿施工進行加固止水封堵。

所述雙液注漿中的漿液是由磷酸溶液和水玻璃溶液組成。

步驟三中，在掌子面通過雙液注漿施工進行加固止水封堵之前，在掌子面2上沿著隧道軸向均勻布置水平旋噴加固樁，然后再進行雙液注漿施工，即在掌子面2上、隧道拱頂1和錨固樁的間隙中通過雙液注漿施工進行加固止水封堵。

所述磷酸溶液和水玻璃溶液的體積比為0.5:1～1:1。