[發明專利]臨近既有病害隧道新建左右隧道的安全施工方法

在審

• 申請號: 201710594591.3
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN107391841A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 張磊;李波全;張帆;夏明鋒;楊天明;胡翔宇;周勇
• 申請（專利權）人: 中鐵十一局集團第五工程有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;E21D9/00
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙)50211
• 代理人: 譚小容

1.一種臨近既有病害隧道新建左右隧道的安全施工方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，對既有病害隧道進行全面檢測及病害匯總，并進行維護和整改，確保在新建左右隧道的爆破及開挖過程中，既有病害隧道安全運行；

第二步，利用midas GTS有限元分析軟件建立三維模型，在隧道爆破振速＜2cm/s的前提下，確定新建左右隧道與臨近既有病害隧道的最小安全爆破距離、新建左右隧道爆破施工方法以及能否進行新建左右隧道的同時爆破作業，以確保后續的爆破安全；

第三步，對現場圍巖情況及既有病害隧道的進行動態檢測，結合midas GTS有限元分析軟件的分析結果，確定炮孔布置方式以及包括裝藥量、孔深、孔間距在內的爆破參數，并根據動態監測結果適時調整炮孔布置方式及爆破參數，再進行新建左右隧道爆破施工；

第四步，在既有病害隧道與新建左右隧道之間新建橫通道，在隧道爆破振速＜2cm/s的前提下，由新建左右隧道的一側向既有病害隧道方向進行爆破施工，當隧道爆破振速臨近2cm/s時，改由既有病害隧道的一側向新建左右隧道的方向進行周邊鉆孔取芯與挖掘機炮頭破除相結合的開挖方式。

2.按照權利要求1所述的臨近既有病害隧道新建左右隧道的安全施工方法，其特征在于，在第一步中，對既有病害隧道進行檢測，包括隧道洞口洞門檢測、隧道襯砌破損裂縫檢測、隧道滲漏水檢查、隧道內設備穩固性檢查、隧道內瓦斯和有害氣體檢測、隧道襯砌會凝土強度檢測、隧道襯砌地質雷達檢測、隧道凈空斷面檢測，并對各種病害位置及數量進行詳細匯總，對部分病害的處理方式如下：

裂縫——對有裂縫的隧道段采取必要的加固措施，并在新建隧道的施工過程中實時檢測；

環向干裂縫——用丙酮或無水酒精清除裂縫表面油污，沿裂縫表面每隔20～50cm粘貼一個注漿嘴，然后進行封縫，封縫材料與貼注漿嘴采用環氧膠，用丙酮進行試壓，壓力為0.3～0.5MPa，如沒有問題，再進行注漿，注漿材料采用環氧樹脂漿液；

襯砌空洞——采用混凝土輸送泵，在襯砌混凝土上開口以泵送混凝土進行回填，然后再由洞內進行注漿加固，對因混凝土搗固質量差引起的襯砌混凝土密實度不好及局部背后存在小的空洞，則從洞內進行注漿填充和加固；

滲漏水——采用排堵結合的治理原則，對于隧道拱頂縱向裂縫滲水、漏水以堵為主，對于邊墻集中涌水、施工縫滲漏水則以排為主；

襯砌混凝土厚度不夠——鑿出表面混凝土、嵌鋼軌拱、網噴及打設中空注漿錨桿。

3.按照權利要求1所述的臨近既有病害隧道新建左右隧道的安全施工方法，其特征在于，在第二步中，利用midas GTS有限元分析軟件建立以既有病害隧道為中心，并包括新建左右隧道的矩形三維模型，根據三維模型劃分單元和節點，其中對已經施工完成的初襯、二次襯砌用板單元模擬，錨桿用梁單元模擬，并定義成彈性材料屬性，圍巖采用實體單元模擬，定義材料屬性為庫爾-庫侖，邊界采用阻尼彈簧單元模擬；對于爆破振動引起的沖擊載荷，采用時程載荷來模擬，并轉化成作用在開挖面上的壓力，再進行計算分析。

4.按照權利要求1所述的臨近既有病害隧道新建左右隧道的安全施工方法，其特征在于：在第三步中，新建左右隧道爆破的炮眼布置采用由外至里依次是周邊眼、輔助眼、掏槽眼三級，炮孔間距根據現場圍巖情況、既有病害隧道內爆破振速監測數據、既有病害隧道內裂紋監測情況進行調整，最大限度地減小爆破對既有病害隧道支護結構及中間圍巖的不利影響。

5.按照權利要求1所述的臨近既有病害隧道新建左右隧道的安全施工方法，其特征在于：在第四步中，先進行周邊鉆孔取芯施工，芯點中心位于隧道設計內徑基線上，依次以外傾角15±3°向前鉆取外周的巖芯，取出的巖芯長600±50mm，外周巖芯取完后中間巖體便形成一個環形臨空面；再進行挖掘機炮頭破除施工，用挖掘機炮錘分層分臺階進行，按照先中間后兩邊、先上臺階后下臺階的順序依次破除，每層控制在2m以內。