[發明專利]用于軟弱破碎圍巖隧道拱頂大規模塌腔的快速處治方法

在審

• 申請號: 202210177414.6
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114562289A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 汪大海;陳先國;孫林;方燁;文思;黃華
• 申請（專利權）人: 四川公路橋梁建設集團有限公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21D11/15;E21D11/18
• 代理公司: 成都中亞專利代理有限公司 51126
• 代理人: 王崗

1.一種用于軟弱破碎圍巖隧道拱頂大規模塌腔的快速處治方法，其特征在于：包括如下步驟；

1）塌腔發生后采用C25噴射混凝土對塌腔體表面進行素噴封閉形成殼體保護結構，根據圍巖自穩性調整噴射厚度，一般為25-45cm，一方面形成殼體防止軟弱破碎圍巖進一步風化、拱頂松散圈范圍進一步擴大；另一方面，封閉塌腔體表面的流水通道，防止因地下水流失引起的圍巖進一步劣化；

2）在自制防落石臺車保護下，盡量靠近塌腔后的掌子面架立型鋼拱架，同時加強型鋼拱架間連接以保證整體穩定性，新架立型鋼拱架型號應較原設計方案加強；

3）在塌腔空腔位置預埋一排大直徑帶孔鋼管，作為后序分層回填灌注通道；

4）掌子面反壓回填至最后一榀鋼拱架位置，并在掌子面附近回填形成斜坡，保證掌子面穩定，噴砼封閉掌子面、斜坡及新架立拱架表面；

5）于新架立拱架段布設監控量測斷面，對拱頂下沉進行重點記錄與監控；

6）采用多種材料對塌腔體大體積空腔進行分層回填，以保證塌腔回填密實程度、控制塌腔體大體積回填產生的自身荷載、減少落石或塌落體對隧道襯砌的沖擊，首先通過預埋鋼管灌注水泥砂漿，待水泥砂漿固結完塌渣體后泵送C20混凝土形成“護拱”，最后吹砂回填形成緩沖層；

7）待回填材料固結、拱頂沉降數據稍穩定后，采用三臺階方法開挖以減小開挖擾動，開挖1-2m，架立3-4榀型鋼拱架；

8）每榀拱架架立后采用手持式氣動鑿巖機打設超前小導管鉆孔，根據圍巖節理裂隙填充狀態，分情況采用預灌注砂漿小導管或小導管注漿加固方式在待開挖區域上方形成具有一定剛度和強度的雙層超前支護；

9）在雙層超前支護保護下，挖進1-2m，并于拱頂打設管棚區域適當擴挖（至少40cm），為潛孔鉆機留足管棚施作空間，開挖后立即噴砼封閉裸露圍巖；

10）采用潛孔鉆機于掌子面位置打設管棚，并注漿加固圍巖；

11）管棚架設后，根據管棚角度、位置調整拱架間距，再架立型鋼拱架，使拱架外側緊貼管棚，并焊接管棚與拱架連接處；

12）管棚之間打設超前小導管，使超前小導管盡量填充管棚間空隙區域，視圍巖節理裂隙填充狀態采用預先灌注砂漿的小導管或小導管注漿的方式形成超前支護；

13）按照正常工序進行開挖及支護，后續施工中根據圍巖情況打設管棚及超前小導管。

2.根據權利要求1所述的一種用于軟弱破碎圍巖隧道拱頂大規模塌腔的快速處治方法，其特征在于：所述步驟1中采用的噴射混凝土采用C25噴射混凝土，噴射混凝土厚度控制在15-20cm，保證至少15cm厚。

3.根據權利要求1所述的一種用于軟弱破碎圍巖隧道拱頂大規模塌腔的快速處治方法，其特征在于：所述步驟2中針對軟弱破碎圍巖的塌腔段，宜采用較原設計加強的型鋼拱架，同時應適當減小拱架間距，拱架間距不超過60cm，在自制防落石臺車保護下，盡量靠近塌腔后形成的掌子面架立型鋼拱架；

所述步驟2中應采用工字鋼加強拱架間的聯接，保證拱架整體穩定性；

所述步驟2中采用的自制防落石臺車由縱梁、橫梁、斜撐及立柱組成，所采用的材料為I18或I20b工字鋼，自制防落石臺車尺寸根據塌腔大小及塌腔后形成的掌子面形狀進行靈活調整。

4.根據權利要求1所述的一種用于軟弱破碎圍巖隧道拱頂大規模塌腔的快速處治方法，其特征在于：所述步驟3中在塌腔空腔中按2m間距預埋一排帶孔鋼管，應采用?108以上的大直徑鋼管，以滿足后序多材料分層回填施工的需求；

所述步驟3中的帶孔鋼管，伸入塌腔體端伸出開挖輪廓線或塌渣體表面至少5m，另一端伸出1m以上，并在孔口處采用土工布遮蓋，在步驟4噴砼封閉鋼拱架后拆除。

5.根據權利要求1所述的一種用于軟弱破碎圍巖隧道拱頂大規模塌腔的快速處治方法，其特征在于：所述步驟4中反壓回填掌子面至最后一榀鋼拱架，并在掌子面附近回填形成斜坡，回填斜坡材料可以采用洞渣，斜坡表面采用C20噴射混凝土封閉形成穩定臺階，噴砼厚度控制在10cm左右，臺階高度、長度應滿足多功能鉆機（或潛孔鉆）打設管棚、超前小導管的角度及長度，根據隧道斷面大小不同而不同，高度一般為距拱頂4m，長度一般為8-10m。