[發明專利]一種管棚與超前小導管組合注漿的隧道塌方處理方法

有效

• 申請號: 202011181632.4
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112228082B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 陳燕青;朱衛東;張新軍;趙繼平;陳召龍;范新陽;鄒劉宗;馬衛波;王建望;張鋒;張揚;蘇強;覃斌;楊光
• 申請（專利權）人: 中鐵一局集團有限公司;中鐵一局集團第五工程有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D11/10;E21D11/14;E21D11/18
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 馬鳳云

1.一種管棚與超前小導管組合注漿的隧道塌方處理方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、修整塌方體：修整隧道內的塌方體(1)，形成施工作業平臺；

步驟二、封閉掌子面：對隧道內的塌方體(1)的掌子面噴射混凝土進行封閉；

步驟三、固結塌方體：沿隧道的延伸方向從掌子面向塌方體(1)內布設多個小導管(2)，利用小導管(2)對塌方體(1)進行縱向注漿固結塌方體(1)；

步驟四、長管棚注漿：在隧道的初期支護的拱頂利用管棚鉆機進行鉆孔并安裝多個長管棚(3)，通過長管棚(3)從隧道的拱頂向隧道的兩側對塌方體(1)進行注漿加固，過程如下：

步驟401、導向拱架的安裝：在塌方體(1)掌子面的拱部，架立兩榀導向拱架(4)，兩榀所述導向拱架(4)之間通過鋼筋焊接為一體，所述導向拱架(4)通過多個鎖腳錨桿錨固在初期支護表面；

步驟402、導向管的安裝：在兩個導向拱架(4)之間安裝多個用于對長管棚(3)進行定位的導向管(6)，多個所述導向管(6)沿導向拱架(4)的環向呈等間距布設；

步驟403、長管棚的安裝：在各個導向管(6)中安裝長管棚(3),且各個長管棚(3)伸入至塌方體(1)內；

步驟404、注漿加固：向長管棚(3)內注入水泥漿，以使通過長管棚(3)的水泥漿對塌方體(1)進行注漿加固；

步驟五、雙層超前小導管注漿：在隧道初期支護的拱頂傾斜布置外層超前小導管和內層超前小導管后形成雙層超前小導管，所述外層超前小導管包括多個沿初期支護的拱部的環向等間距布設的外側超前小導管(7)，所述內層超前小導管包括多個沿初期支護的拱部的環向等間距布設的內側超前小導管(8)，通過雙層超前小導管從隧道拱頂向塌方體(1)進行二次注漿；

所述外側超前小導管(7)的數量和內側超前小導管(8)的數量相等且一一對應；所述外側超前小導管(7)的長度和內側超前小導管(8)的長度相等；所述外側超前小導管(7)的外插角大于內側超前小導管(8)的外插角，所述內側超前小導管(8)的外插角大于長管棚(3)的外插角；

步驟六、塌方體開挖處理，采用三臺階臨時仰拱法分K個單元段對隧道進行循環的開挖掘進，其中K為正整數且K＞1，具體過程如下：

步驟601、第一個單元段的開挖：采用三臺階臨時仰拱法沿隧道的縱向從掌子面開始向前開挖一個單元段，開挖完成后，對拱頂范圍及塌方體(1)的掌子面噴射混凝土，形成初期襯砌面；然后在開挖后的初期襯砌面架設鋼拱架進行支護，并對架設的鋼拱架噴射混凝土；其中，第一個單元段形成的中臺階(1-2)和下臺階(1-3)上均設置有臨時仰拱(9)，中臺階(1-2)上的臨時仰拱(9)與鋼拱架之間支設有臨時豎向支撐(10)；

步驟602、K-1次重復步驟601，直至完成K個單元段中上臺階(1-1)的開挖，此時塌方體(1)中第K個單元段的前方還存在未開挖的中臺階(1-2)和下臺階(1-3)；

在K個單元段重復開挖的過程中，每間隔個單元段，按照步驟五所述的方法對塌方體(1)進行雙層超前小導管注漿；其中A為外側超前小導管(7)的縱向長度，a為沿隧道縱向的相鄰兩個外側超前小導管(7)的最小縱向搭接長度，l為一個單元段的開挖長度，[·]表示取整運算；

在K個單元段重復開挖的過程中，每間隔個單元段，按照步驟三所述的方法采用小導管注漿固結塌方體；其中，B為小導管(2)的縱向長度，b為沿隧道縱向的相鄰兩個小導管(2)的最小縱向搭接長度；

在K個單元段重復開挖的過程中，每間隔個單元段，按照步驟四所述的方法對塌方體(1)進行長管棚注漿；其中，C為長管棚(3)的縱向長度，c為沿隧道縱向的相鄰兩個長管棚(3)的最小縱向搭接長度；

步驟603、人工對第K個單元段前方的未開挖的中臺階(1-2)和下臺階(1-3)進行開挖，直至完成整個塌方體(1)的開挖。

2.按照權利要求1所述的一種管棚與超前小導管組合注漿的隧道塌方處理方法，其特征在于：步驟一中修整塌方體(1)后形成的施工作業平臺呈三段式臺階狀布設，施工作業平臺的各個臺階面沿隧道縱向的長度均為4m～6m，施工作業平臺的各個臺階面沿隧道橫向的寬度與隧道洞身一致。

3.按照權利要求1所述的一種管棚與超前小導管組合注漿的隧道塌方處理方法，其特征在于：步驟五中，所述外側超前小導管(7)靠近掌子面的端部與內側超前小導管(8)靠近掌子面的端部相交。