[發明專利]高地應力碎裂圍巖變形施工控制方法

在審

• 申請號: 202111287959.4
• 申請日: 2021-11-02
• 公開（公告）號: CN114086982A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 陶琦;關喜彬;孫闖;周燁;安文杰;陶梅;韓希平;張敏;牛承志;陳鶴;馬英杰;王奇;劉國強
• 申請（專利權）人: 中鐵十九局集團第六工程有限公司;中鐵十九局集團有限公司;遼寧工程技術大學
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/10
• 代理公司: 北京盛凡佳華專利代理事務所(普通合伙) 11947
• 代理人: 胡紅濤

1.高地應力碎裂圍巖變形施工控制方法，其特征在于，包括：S1、開挖前采取圍巖保護，減少對圍巖的施工擾動：①利用超前支護，對軟弱碎裂圍巖進行主動加固控制；②控制爆破參數，采用減弱振動控制爆破技術；

S2、優化施工方案：①開挖后立即噴射一層混凝土封閉掌子面，使作較大剛度的初期支護使圍巖的變形進入受控制狀態；②使支護結構盡早閉合以改善結構的受力狀態；

S3、圍巖發生變形時采取補救措施：

①徑向注漿，當圍巖變形超過設定警戒值而小于極限值或預留變形值，采取徑向注漿的方法，使碎裂圍巖形成一個整體，減小對初期支護的側壓力；

②橫撐加固，在變形超過設定警戒值并采用徑向注漿補強加固后，圍巖仍然未穩定，變形量已經到了設計預留變形量的極限，但變形未造成初期支護開裂及未侵入二次襯砌空間，采用橫撐加固的方法來控制變形；

③拆換處理，在采用①徑向注漿補強加固和②橫撐加固后，變形仍然繼續發展，未施作二次模筑混凝土襯砌前，變形已侵入襯砌空間，采用拆換處理，并及時錨網噴支護。

2.根據權利要求1所述的高地應力碎裂圍巖變形施工控制方法，其特征在于，S1中，超前支護采用超前小導管，小導管安裝方法：A、在預定的位置用風動鑿巖機鉆孔；B、把小導管插入孔內，帶好絲扣保護帽，專用頂頭頂入到要求的深度，使麻絲柱塞與孔壁充分擠壓緊；C、用CS膠泥填充孔口；D、小導管尾部連接高壓注漿管，利用注漿管向小導管內部注漿。

3.根據權利要求2所述的高地應力碎裂圍巖變形施工控制方法，其特征在于，S1的D中，注漿的漿液采用單液水泥漿，水灰比1：1；通過高壓泵將漿液泵入小導管內部，漿液單孔注入量Q和圍巖的孔隙率有關：Q＝π·r²·H·η·ρ(m³)，式中：r為漿液擴散半徑(m)；H為壓漿段長度(m)；η為巖層裂隙率，一般取1～5％；ρ為漿液充填系數，約為0.3～0.9。

4.根據權利要求1所述的高地應力碎裂圍巖變形施工控制方法，其特征在于，S2中，采用臺階法保證支護結構閉合時間，其中，上臺階施作鋼拱架時，采用鎖腳錨管，用于控制圍巖和初期支護變形；下臺階在上臺階噴射混凝土達到設計強度70％以上時開挖。

5.根據權利要求1所述的高地應力碎裂圍巖變形施工控制方法，其特征在于，S3中，①徑向注漿，徑向注漿的注漿材料采用普通水泥單液漿，漿液配比為水灰比0.6：1～1：1，注漿壓力1.5～2MPa，漿液中摻入速凝劑，用于控制凝膠時間；徑向注漿的結構采用小導管，小導管端部焊成錐形，管體兩側每隔15cm設置一孔徑為6～8mm的注漿孔。

6.根據權利要求5所述的高地應力碎裂圍巖變形施工控制方法，其特征在于，S3中，②橫撐加固：橫撐采用熱軋無縫鋼管，鋼管兩端撐在工字鋼起拱部位的連接鋼板部位；或在起拱部位延著隧道縱向設置工字鋼，橫撐直接頂在工字鋼上。