在散体碎石土及破碎围岩中的隧道超前预支护技术的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在散体碎石土及破碎围岩中的隧道超前预支护技术，特别是一种应用于隧道施工领域的在散体碎石土及破碎围岩中的隧道超前预支护技术。
【背景技术】
[0002]按照围岩划分:软弱破碎围岩及散体碎石土属于V?VI级围岩。现有V?V!级围岩隧道的支护方式为先施工超前小导管或超前大管棚等超前预支护后，然后采用适当的开挖方式对隧道内应该开挖的部分开挖后，再沿隧道开挖轮廓面设钢架网喷初期支护，并施工隧道初期支护水泥砂浆锚杆的支护工作，最后完成隧道防水板铺设及二次衬砌和路面施工。现有技术中，超前小导管属于临时支护，超前小导管设置位置一般位于隧道拱部120°范围内，沿隧道开挖轮廓线，在隧道开挖轮廓线外周边设置。超前小导管设置方向:沿隧道开挖轮廓面外插角5°至10°。超前小导管的作用是:通过超前小导管在隧道开挖轮廓线外进行注浆，对破碎围岩进行注浆后，在隧道开挖轮廓周边形成厚为22cm左右的加固圈，利用超前小导管加固洞壁一定范围内的围岩，并支拖围岩，防止开挖后碎块石掉落，减少隧道超挖，预防隧道塌方，为后续安全施工提供保障，起到超前临时支护的作用。但现有技术超前小导管存在以下缺点:一、现有超前小导管角度太小，现场无法施工；二、现有超前小导管注浆范围偏小，隧道超挖量大；三、现有的超前注浆小导管为一种临时支护措施。因此现有技术中还没有一种可以有效提高施工的可操作性，减少隧道超挖量，使隧道加固范围变大，提高施工的安全保障，提高隧道的结构安全性能及隧道使用的耐久性，减少径向注浆的浆液量，节约工程投资的在散体碎石土及破碎围岩中的隧道超前预支护技术。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种可以有效提高施工的可操作性，减少隧道超挖量，使隧道加固范围变大，提高施工的安全保障，提高了隧道的结构安全性能及隧道使用的耐久性，减少径向注浆的浆液量，节约工程投资的在散体碎石土及破碎围岩中的隧道超前预支护技术。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的在散体碎石土及破碎围岩中的隧道超前预支护技术，包括以下几个步骤:
[0005]a、沿隧道开挖轮廓线外侧周边打入可注浆小导管；
[0006]b、通过可注楽小导管向松散破碎岩土体及破碎围岩中注楽；
[0007]在b步骤中采用限量注浆的方法向松散破碎岩土体及破碎围岩中注浆。
[0008]进一步的是，每根可注浆小导管每米注水泥量的范围为50Kg至10Kg
[0009]进一步的是，在a步骤中使可注楽小导管的环向间距为30cm至40cm。
[0010]进一步的是，在a步骤中，使可注浆小导管的外插角范围为15°至30。
[0011]进一步的是，在b步骤中，使可注浆小导管下部到开挖轮廓线之间的松散破碎岩土体用可固化的浆液充填达到70%以上的充填率。
[0012]本发明的有益效果是:提高了施工的可操作性，减少了隧道超挖量，超前加固了围岩，使隧道加固范围变大，提高了施工的安全保障。超前预支护与围岩加固相结合，提高了隧道的结构安全性能及隧道使用的耐久性。充分利用了岩体的自身力学性能，通过改善后，使没有自承能力的岩土体变为有承载能力的岩土体。超前预支护技术为隧道径向注浆支护提供了防漏浆、跑浆的底模，减少了径向注浆的浆液量，节约了工程投资。
【附图说明】
[0013]图1是本发明钢架与小导管的位置关系图；
[0014]图中零部件、部位及编号:可注浆小导管1、外插角A、钢架3、隧道开挖轮廓线外岩土体4。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0016]如图1所示，为解决上述技术问题，本发明采用的在散体碎石土及破碎围岩中的隧道超前预支护技术，包括以下几个步骤:
[0017]a、沿隧道开挖轮廓线外侧周边打入可注浆小导管I ;
[0018]b、通过可注浆小导管I向松散破碎岩土体及破碎围岩中注浆；
[0019]在b步骤中采用限量注浆的方法向松散破碎岩土体及破碎围岩中注浆。
[0020]施工人员在隧道的开挖空间，利用钻机或人工在隧道掌子面向没有开挖的松散破碎岩土体及破碎围岩中沿隧道开挖轮廓线外侧周边顶入或打入较大角度的可注浆小导管1，然后利用小导管对未开挖区域的松散碎石土体及破碎围岩内进行超前预注浆，采用限量注浆方式向松散破碎岩土体及破碎围岩中注入能固化的浆液，浆液充填或基本充填破碎岩土体之间的裂隙及空隙，使松散破碎岩土体颗粒及块体之间从无胶结变为有胶结，主动改善及提高松散破碎岩土体的力学性能，为后续开挖及初期支护工作提供安全保障的一种隧道永久支护兼超前预支护的形式。通过施工措施对每根超前注浆小导管进行限量注浆，控制超前小导管下部到开挖轮廓线之间的松散破碎岩土体的浆液充填率，既可以节省注浆量，又可以保证浆液较好的填充松散破碎岩土体之间的裂隙及空隙，使松散破碎岩土体颗粒及块体之间从无胶结变为有胶结。
[0021]为了更好的控制注浆量，优选每根可注浆小导管I每米注水泥量的范围为50Kg至10Kgo
[0022]在a步骤中使可注浆小导管I的环向间距为30cm至40cm。
[0023]如图1所示，为了使可注浆小导管I能够方便地插入相邻的两根钢架3之间，在a步骤中，使注浆小导管的外插角A范围为为15°至30°。
[0024]在b步骤中，使可注浆小导管I下部到开挖轮廓线之间的松散破碎岩土体用可固化的浆液充填达到70%以上的充填率。选用前述的填充率，可以使浆液较好的填充破碎岩土体之间的裂隙及空隙，使松散破碎岩土体颗粒及块体之间从无胶结变为有胶结，主动改善及提高松散破碎岩土体的力学性能。
[0025]具体实施例:V?VI级围岩隧道开挖施工前，先沿隧道开挖轮廓向隧道开挖轮廓线外岩土体4的一定范围按照设计参数要求在钢架3之间超前打设长度为300cm至450cm的超前注浆小导管，然后按照要求通过小导管向预加固的松散破碎岩土体进行预加固后再进行开挖，开挖后及时施工钢支撑，可采用钢拱架或格栅钢架3、纵向连接筋、钢筋网片、喷射砼及径向系统初期支护。先对隧道进行超前预支护，然后开挖，开挖后及时进行初期支护，开挖一个循环紧跟初期支护，开挖及初期支护完成后，再完成二次模筑砼衬砌。
[0026]超前预支护方式:超前预支护采用15°至30°外插角A的超前注浆小导管。
[0027]可注浆小导管I注浆花管制作:可注浆小导管I的制作方法很成熟。通常采用Φ 42 X 4的无缝钢管现场制作成前部钻有注浆孔，呈梅花形布置，前端成锥形，尾部长度不小于30cm，作为不钻注浆孔的预留止浆段。在加工场制作完成后拉到隧道里面直接使用。
[0028]可注浆小导管I的施工顺序根据现场需要确定，一般情况下没有特殊要求。当有特殊要求时，一般选择从下向上，从无水处到有水处，两侧对称，跳孔施工。在无特殊要求时，不采用以上顺序，打入后可以直接注浆。
[0029]注浆要求:注浆浆液为能固化的浆液，现场通常采用水泥浆。限量注浆即每根小导管注一定量后终止注浆，浆液可以一次注入，也可以分几次注入。浆液浓度根据现场试验确定。
【主权项】
1.在散体碎石土及破碎围岩中的隧道超前预支护技术，包括以下几个步骤: a、沿隧道开挖轮廓线外侧周边打入可注浆小导管(I); b、通过可注楽小导管(I)向松散破碎岩土体及破碎围岩中注楽； 其特征在于:在b步骤中采用限量注浆的方法向松散破碎岩土体及破碎围岩中注浆。
2.如权利要求1所述的在散体碎石土及破碎围岩中的隧道超前预支护技术，其特征在于:每根可注浆小导管(I)每米注水泥量的范围为50Kg至lOOKg。
3.如权利要求1所述的在散体碎石土及破碎围岩中的隧道超前预支护技术，其特征在于:在a步骤中使可注浆小导管(I)的环向间距为30cm至40cm。
4.如权利要求1所述的在散体碎石土及破碎围岩中的隧道超前预支护技术，其特征在于:在a步骤中，使可注浆小导管(I)的外插角(A)范围为为15°至30°。
5.如权利要求1所述的在散体碎石土及破碎围岩中的隧道超前预支护技术，其特征在于:在b步骤中，使可注浆小导管(I)下部到开挖轮廓线之间的松散破碎岩土体用可固化的浆液充填达到70%以上的充填率。
【专利摘要】本发明涉及一种在散体碎石土及破碎围岩中的隧道超前预支护技术，特别是一种应用于隧道施工领域的在散体碎石土及破碎围岩中的隧道超前预支护技术。本发明提供一种可以减少隧道超挖量，提高施工安全保障，提高隧道的安全性能及耐久性，减少径向注浆量，节约工程投资的在散体碎石土及破碎围岩中的隧道超前预支护技术，包括以下几个步骤a、沿隧道开挖轮廓线外侧周边打入可注浆小导管；b、通过可注浆小导管向松散破碎岩土体及破碎围岩中注浆；在b步骤中采用限量注浆的方法向松散破碎岩土体及破碎围岩中注浆。提高了施工的可操作性，减少了隧道超挖量，使隧道加固范围变大，提高了施工的安全保障，提高了隧道的安全性及耐久性。
【IPC分类】E21D11-10
【公开号】CN104533451
【申请号】CN201410734697
【发明人】吴学智
【申请人】中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月5日