[發明專利]一種適用于富水碎裂巖體的隧道施工方法

在審

• 申請號: 202011352998.3
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN113153307A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 張志強;周洋;譚因軍;周君;張洋;林佳;陳俊;王永偉
• 申請（專利權）人: 西南交通大學;中交第二航務工程局有限公司
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21F16/02;F42D3/04
• 代理公司: 成都高遠知識產權代理事務所(普通合伙) 51222
• 代理人: 李安霞;謝一平

1.一種適用于富水碎裂巖體的隧道施工方法，其特征在于，包括依次進行的如下步驟：

a、超前地質預報，隧道穿越富水碎裂巖體施工時，通過地質預報探測掌子面前方圍巖的破碎程度和地下水分布狀況；

b、超前小導管預加固，根據超前地質預報的結果，通過超前小導管注漿形成注漿層，對掌子面上方圍巖進行超前支護；

c、在掌子面附近沿隧道徑向打設徑向小導管，用于排出隧道洞周的地下水；

d、在隧道兩側墻腳處分別向掌子面前方打設超前鉆孔，所述超前鉆孔一方面作為排水孔，排出掌子面前方地下水，另一方面作為地質預報鉆孔；

e、通過徑向小導管向巖體內注漿形成加固圈，加固隧道周邊碎裂巖體，封堵地下水滲流路徑。

2.根據權利要求1所述的適用于富水碎裂巖體的隧道施工方法，其特征在于，在步驟e之后還包括步驟：

f、隧道掘進開挖，封堵墻腳排水鉆孔，通過控制爆破進行爆破開挖，并進一步施作隧道支護結構；

g、信息化施工，采取監控量測手段，實時監測隧道巖體的變形狀況，通過信息反饋調整施工方案并指導施工現場。

3.根據權利要求1或2所述的適用于富水碎裂巖體的隧道施工方法，其特征在于，所述超前地質預報是采用地質雷達地質預報法探測掌子面前方20～25m內的圍巖狀況，結合探測資料獲取掌子面前方地層信息，預測地下水的賦存形式、位置和規模，所述地層信息包括巖體破碎情況和節理裂隙。

4.根據權利要求1或2所述的適用于富水碎裂巖體的隧道施工方法，其特征在于，所述超前小導管預加固包括；在隧道拱部120°～180°的范圍施作超前小導管注漿，超前小導管的直徑為30～50mm，環向間距30cm，超前小導管的長度為3～5m，外插角10°～15°，超前小導管搭接長度為1m，通過超前小導管注漿形成注漿圈。

5.根據權利要求1或2所述的適用于富水碎裂巖體的隧道施工方法，其特征在于，步驟c中，在隧道墻腳及以上范圍鉆孔均勻施作徑向小導管，徑向小導管直徑為50mm，長度為3～5m，環向間隔為0.3m，縱向間隔為2.2m。

6.根據權利要求1或2所述的適用于富水碎裂巖體的隧道施工方法，其特征在于，步驟d中，所述排水孔起始位置位于隧道兩側墻腳，排水孔最前端位于隧道輪廓線外3～5m，排水孔的直徑為150～225mm，根據物探得到的地下水情況選擇適當鉆孔直徑，鉆孔長度為30m。

7.根據權利要求1或2所述的適用于富水碎裂巖體的隧道施工方法，其特征在于，在步驟e中，當徑向小導管的排水量明顯減小，流量趨于穩定，且所有徑向小導管的排水量的累計不超過30L/min時，開始通過徑向小導管向巖體內注漿。

8.根據權利要求1或2所述的適用于富水碎裂巖體的隧道施工方法，其特征在于，通過徑向小導管向巖體內注漿的漿液采用1：1水泥漿，水泥采用C25及以上等級混凝土，注漿壓力比滲水壓力大0.5MPa，優選比滲水壓力大0.5～1MPa，單個徑向小導管的進漿量小于20L/min時停止注漿。

9.根據權利要求2所述的一種適用于富水碎裂巖體的隧道施工方法，其特征在于，步驟f中，當兩個排水孔的累計排水量減少至10～30L/min且流量穩定后，注漿封排水孔，開始采用控制爆破進行隧道開挖，開挖進尺不超過2m。

10.根據權利要求2所述的適用于富水碎裂巖體的隧道施工方法，其特征在于，在步驟g中，每完成2次開挖進尺布置一個監控斷面，在監控斷面的拱腳和拱頂設置可靠的監測點，實時監測隧道圍巖收斂和拱頂沉降，測量頻率3～5次/天；當圍巖變形速率v＜0.2mm/d時，繼續施工；當圍巖變形速率持續大于0.2mm/d時，停止施工。