[發明專利]一種單線鐵路隧道半側軟巖初支變形三叉戟拱架處治方法

有效

• 申請號: 201911156724.4
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN110966019B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 劉飛香;張馨
• 申請（專利權）人: 中鐵十八局集團有限公司
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/10;E21D11/20;E21D11/22;E21D20/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張天一

本發明公開了一種單線鐵路隧道半側軟巖初支變形三叉戟拱架處治方法，包括：一，對初支變形、侵限段進行徑向注漿加固，控制變形延伸和保證更換變形侵限鋼拱架的安全；二，根據監控測量的數據，待注漿的收斂變形基本穩定后，保留拱部單元的拱架，由下臺階向上臺階依次更換三叉戟鋼拱架；三，再次對初支變形、開裂、侵限段進行徑向后注漿加固，使噴射混凝土更加密實，對周邊圍巖進行進一步的固結；四，在下臺階開挖前，要對圍巖破碎嚴重處注漿加固，每進尺2.0m，都要采用三中方法，對隧道兩側的初支背后進行徑向注漿加固，往復循環，直至通過初支變形、侵限段。本發明對于單側軟弱破碎圍巖控制變形作用好，成本低，工期短，可推廣性強。

技術領域

本發明涉及鐵路隧道施工的技術領域，特別是涉及一種單線鐵路隧道半側軟巖初支變形三叉戟拱架處治方法。

背景技術

在某鐵路建設的1號隧道出口上臺階進行鉆爆法開挖后，在出完碴準備立鋼架時，突然在里程DK101+899～DK101+922線路右側20m范圍前期已初支完畢段落發生較大聲響，初支突然發生嚴重收斂變形、開裂和侵限，變形量10cm～40cm，部分鎖腳錨管被拉斷，掌子面開挖未及支護段線路右側拱墻右側坍塌1～2m。當時現場立即撤離了掌子面所有人員、材料、設備，之后再未出現突變，變形基本穩定；隨后采取措施，在坍塌變形段上臺階回填洞碴2m高并夯實，以防止初支變形加大和范圍擴大。具體情況如附圖2所示。

經初步分析，客觀上因圍巖偏壓且分布不均，左側圍巖整體性較好，右側圍巖破碎、穩定性較差，最終圍巖受爆破施工擾動導致失穩、突變，進而初支鋼架發生較大變形；施工方面，掌子面爆破強度較大、進尺偏大也是導致圍巖失穩的重要原因。

針對上述隧道施工中出現的狀況，現有的處治方案如下：先對變形段每榀鋼架采用Ⅰ18工字鋼橫向支撐加固；再對變形側拱部及邊墻注漿加固，注漿管為φ42mm鋼花管，環向間距1.2m，縱向間距0.8m，注漿深度4m，漿液采用普通水泥單液漿；待加固措施完成后，隔榀拆除Ⅰ18工字鋼橫向支撐、變形鋼架及侵限噴射混凝土，重新支立原型號即Ⅰ18工字鋼架并掛網噴護，新設鋼架采用長4m的φ42鋼管鎖腳錨固，直至變形范圍內的鋼架全部拆除和該段初期支護重新施作完成，變形段處治結束。之后，按照設計方案進行正常的開挖、初支和二襯施工。

而現有的處治方案主要有以下幾個缺點：

⑴采用Ⅰ18工字鋼橫向支撐后，支護力度過于保守，且橫撐將空間全部分割，嚴重影響后續注漿加固等工序的施作。后續還需要再將橫撐拆掉，既施工困難，又不安全。

⑵由于該變形段圍巖已經失穩，盡管進行了注漿加固，但是自穩能力已經大大減弱，原設計的Ⅰ18工字鋼鋼架支撐能力已經不能滿足結構穩定的需要。

⑶注漿采用普通水泥單液漿凝固和具備一定強度的時間較長，不符合當前快速處治的基本原則，且漿液若長時間沒有凝固，會對初支背后已經破碎的圍巖造成更大破壞，從而加劇失穩。

發明內容

本發明的目的是提供一種單線鐵路隧道半側軟巖初支變形三叉戟拱架處治方法，以解決上述現有技術存在的問題，使單側軟弱破碎圍巖的變形得以控制，保證安全的同時且措施簡便、成本低、工期短。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供了一種單線鐵路隧道半側軟巖初支變形三叉戟拱架處治方法，當單線鐵路隧道半側軟弱破碎巖初支嚴重變形侵限時，采取的具體施工方法包括：

步驟一，對初支變形、開裂、侵限段進行徑向注漿加固，控制變形延伸和保證更換變形侵限鋼拱架的安全；

步驟二，根據監控測量的數據，待注漿的收斂變形穩定后，保留拱部單元的拱架，由下臺階向上臺階依次將變形侵限側的起拱線以下的邊墻單元的拱架更換為三叉戟拱架；所述三叉戟拱架包括對稱設置于所述拱部單元工字鋼兩側的斜工字鋼；