[發(fā)明專利]富水紅砂巖地層的隧道掌子面超前降水錨桿及施工方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011472400.4
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112324471A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 向亮;王飛;向陽;陳敬軍;靳寶成;尹隴娟;劉赪;何冠男
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21F16/02;E21D20/00;E21D11/38
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

本發(fā)明涉及富水紅砂巖地層的隧道掌子面超前降水錨桿及施工方法，所述錨桿包括帶孔的鋼排水管，鋼排水管內(nèi)同軸設(shè)置有玻璃纖維帶孔管；當掌子面排完水后，利用長鋼筋將鋼排水管管頭處橡膠薄膜戳破，將玻璃纖維帶孔管塞入鋼排水管內(nèi)，將鋼排水套管抽出并從玻璃纖維管內(nèi)對掌子面地層注漿，待注漿完成后用聚氨脂泡沫對孔口進行封堵。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和施工方法成功將隧道掌子面超前排水孔與錨桿注漿孔合二為一，減少了因打孔對土體造成的擾動并降低了成本，也同時解決了玻璃纖維錨桿在含水量高的地層，注漿效果差，富水軟弱圍巖隧道開挖困難的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種富水紅砂巖地層的隧道掌子面超前降水錨桿及施工方法。

背景技術(shù)

在軟弱圍巖隧道施工中，圍巖賦存環(huán)境差且承載力低，導致開挖后隧道掌子面失穩(wěn)、洞室變形長時間難以穩(wěn)定。隧道的拱頂塌方多歸結(jié)于掌子面的坍塌失穩(wěn)，因此進行掌子面-超前核心土的預加固顯得尤為重要。在軟弱圍隧道施工過程中，采用玻璃纖維錨桿來對超前核心土進行超前注漿，能有效減少開挖后隧道的三種變形（掌子面的擠出變形、隧道的預收斂變形、隧道的收斂變形）。

但一些具有高含水量，高水壓，遇水易泥化等特點的地層如富水紅砂巖地層，采用玻璃纖維錨桿對掌子面-超前核心土進行直接注漿加固的效果通常不理想。該地層所需的注漿壓力過高、漿液擴散效果差、漿液遇水稀釋，導致進行超前注漿后的土體強度并不能滿足開挖需求。因此研制一種能同時集掌子面超前降水與對超前核心土進行注漿加固的錨桿是十分有必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種富水紅砂巖地層的隧道掌子面超前降水錨桿及施工方法，能在同一個孔位中，進行掌子面超前降水泄壓，同時控制降水階段內(nèi)掌子面土體因固結(jié)產(chǎn)生的變形，且完成對掌子面超前注漿加固的玻璃纖維錨桿，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

富水紅砂巖地層的隧道掌子面超前降水錨桿，其特征在于：

所述錨桿包括帶孔的鋼排水管，鋼排水管內(nèi)同軸設(shè)置有玻璃纖維帶孔管。

鋼排水管管身設(shè)置有排水孔，內(nèi)側(cè)貼單向?qū)б耗ぁ?/p>

鋼排水管外部設(shè)置有土工無紡布。

鋼排水管頭部設(shè)置有橡膠薄膜。

玻璃纖維帶孔管管身設(shè)置有溢漿孔。

玻璃纖維帶孔管的溢漿孔沿玻璃纖維帶孔管軸向設(shè)置多處，每處環(huán)向均勻布置，每環(huán)均外套有橡膠帶。

玻璃纖維帶孔管頭部設(shè)置有止水橡膠頭。

止水橡膠頭呈錐形，從鋼排水管推入后推開橡膠薄膜進入巖體膨脹。

玻璃纖維帶孔管外沿軸向設(shè)置有多處管夾，管夾內(nèi)壁具有三處凸起，環(huán)向均勻分布。

富水紅砂巖地層的隧道掌子面超前降水錨桿的施工方法，其特征在于：

所述方法包括以下步驟：

步驟一：當隧道開挖到富水紅砂巖地層時，對掌子面進行噴射混凝土作業(yè)，將掌子面迅速封閉；

步驟二：待噴射混凝土達到強度后，向掌子面斜向打設(shè)排水孔；

步驟三：向排水孔內(nèi)插入鋼排水管，鋼排水管外裹土工無紡布，鋼排水管內(nèi)側(cè)貼單向?qū)б耗ぃ?/p>

步驟四：當掌子面排完水后，利用長鋼筋將鋼排水管管頭處橡膠薄膜戳破，將玻璃纖維帶孔管塞入鋼排水管內(nèi)，將鋼排水套管抽出并從玻璃纖維管內(nèi)對掌子面地層注漿，待注漿完成后用聚氨脂泡沫對孔口進行封堵；

把玻璃纖維帶孔管塞入鋼排水管時，先擠壓止水橡膠頭，當止水橡膠頭穿過橡膠薄膜處到達鋼排水管外時，膨脹并卡在圍巖中。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：