[發明專利]砂質黏土地質隧道冒頂處理方法

有效

• 申請號: 201810271847.1
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108678776B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 王超生;謝漢昌;吉亮;孟鴻昌
• 申請（專利權）人: 中交路橋北方工程有限公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21D9/10;E21B21/16;E21F17/18;C04B28/04
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 曹素云;陳英俊

1.一種砂質黏土地質隧道冒頂處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

S001：超前地質預報，采用TSP隧道地震波超前地質預報系統和地質雷達雙向控制，并進行結果對比分析，確定巖體狀況；

S002：冒頂地表處理，原地面塌坑區域拉警戒線，回填處理，確保地標排水通暢，不積水；

S003：洞內反壓回填，對洞內采取反壓回填處理；

S004：超前小導管支護，對溶洞區域打設超前小導管支護，環向間距0.4m，縱向間距2.0m～2.4m，外插角按7°～12°設置，超前小導管縱向間搭接長度不小于1m，注漿，超前小導管注漿采用單液水泥漿，地下水發育及水壓較大時采用水泥水玻璃雙液注漿，調節凝結時間，水泥漿水灰比1:1，水泥標號42.5，注漿壓力為0.5MPa～1.0MPa；

S005：超前管棚支護，超前小導管注漿完成強度達到要求后，采用雙層管棚超前預加固處理，環向設置延伸至邊墻最大跨度位置；施工采用兩種鉆具交替進行跟管鉆進一次成鉆孔作業，當鉆孔深度為10m～20m時，選擇同心鉆鉆進，當鉆孔深度大于20m時，選擇偏心合金鉆頭進行鉆進，直至鉆進到設計深度；且按照先施工第二層管棚，后施工第一層管棚的順序施工，管棚長30m，環向間距0.4m，與超前小導管位置交錯布置，外插角按1°～3°設置，其中，采用兩種鉆具交替進行跟管鉆進施工，具體包括以下步驟：

鉆機位置固定：鉆機鉆桿軸線與孔口管軸線吻合，鉆機位置固定；

起鉆開孔：開孔前以孔口導管為準調整鉆機，套管從導管中穿過，以導管的方位角為準，調整方位角，套管穿過導管后一頭放在需鉆進的地表，調平套管，然后將套管調為上傾2°～5°的角度，且鉆孔過程中不斷進行斜度測量，用鉆機將套管壓入土中8cm～12cm，然后開風，將套管打入土層1m后回轉鉆具跟管；

帶螺紋鋼管鉆進：將開孔鉆頭取下換上偏心合金鉆頭及管靴，安裝第一節螺紋鋼管，利用管靴將第一節螺紋鋼管帶入孔中，直到第一節螺紋鋼管尾部剩余0.4m～0.6m時停止，卸下鉆桿退出鉆機動力頭，安裝第二節鉆桿和第二節螺紋鋼管繼續鉆進，重復以上步驟，其中，在第一節螺紋鋼管的前段鉆設120°分布的三個孔眼，使鉆具前端處風流經三個孔眼后呈三維流動狀態；

洗孔：用鉆桿配合鉆頭進行掃孔，清除浮渣，然后用高壓風從孔底向孔口清理鉆渣，使得管內無鉆渣；

安裝鋼筋籠；

注漿，所述超前管棚支護中的水泥漿包括塑性膨脹組分和硬化后膨脹組分，其中，所述塑性膨脹組分占水泥漿總重的0.3％，包括鈉基膨潤土、明礬、活性炭和鋁粉中的一種或多種；所述硬化后膨脹組分占水泥漿總重的15％，包括鈣礬石類膨脹劑、氧化鈣類膨脹劑、氧化鎂類膨脹劑和多孔沸石類膨脹劑中的一種或多種；

S006：開挖，管棚支護完成，強度達到設計要求后，在棚護作用下開挖；

S007：施工結束，繼續監控量測。

2.根據權利要求1所述的砂質黏土地質隧道冒頂處理方法，其特征在于：所述超前小導管是采用壁厚為3.5mm、長350cm～400cm的熱軋無縫鋼管加工制成鋼花管，鋼花管前端加工成圓錐形，尾部焊接Φ6mm鋼筋加勁箍，管壁四周鉆四排Φ6mm壓漿孔。

3.根據權利要求1所述的砂質黏土地質隧道冒頂處理方法，其特征在于：在超前小導管支護步驟中，當襯砌類型為S-Iva級時，采用長350cm的熱軋無縫鋼管加工制成鋼花管，超前小導管縱向間距每環2.0m，超前小導管布置于拱部100°范圍內；當襯砌類型為S-Vb、S-Vc、S-Vd級時，采用長400cm的熱軋無縫鋼管加工制成鋼花管，超前小導管縱向間距每環2.4m，超前小導管布置于拱部120°范圍內。

4.根據權利要求1所述的砂質黏土地質隧道冒頂處理方法，其特征在于：TSP隧道地震波超前地質預報系統的布置包括炮孔布置和傳感器鉆孔布置；其中，所述炮孔布置：第一爆破孔距掌子面40m，距傳感器20m，爆破孔的間距1.5m，炮孔數量為24個，炮孔直徑為42mm，炮孔孔深為1.5m，炮孔孔向是垂直軸線并向下傾斜10°～15°；炮孔高度是在底板以上1.0m，各炮孔呈直線分布；所述傳感器鉆孔布置：距掌子面60m，距第一爆破孔20m處，鉆孔數量為1個，鉆孔直徑為50mm，鉆孔孔深為2.0m，鉆孔孔向是垂直于軸線，鉆孔高度是在底板以上1.0m。