一种大型地下洞室顶拱及边墙的预固结灌浆系统的制作方法

本技术涉及一种大型地下洞室顶拱及边墙的预固结灌浆系统。

背景技术：

1、在大型地下工程如水电工程、矿山工程中，主体工程通常规模较大，其埋深、跨度可达几百米，同时也面临着复杂的地质条件，这大大地增加了工程的技术难度和危险性。顶拱及端墙围岩破碎，如不提前处理，在开挖后极有可能塌方，极大地影响到主体工程的施工难度及后期的安全稳定运营。

2、目前地下厂房顶拱及端墙围岩加固，通常是开挖后进行固结灌浆，开挖后到系统锚喷支护前，围岩失稳风险较高，且灌浆压力小，灌浆孔间距较大，难以起到加固围岩效果。而对于大规模的埋深较深的地下工程，尤其岩溶等地质条件较差，围岩较为破碎此种方法有其局限性。为在地下厂房顶拱及端墙开挖前进行有效的加固，提高预固结灌浆压力，加密预固结灌浆孔间距，在开挖前提高围岩完整性，需要采取必要的工程措施，尤其是进行可靠的预固结灌浆。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，针对上述存在的问题，提供一种大型地下洞室顶拱及边墙的预固结灌浆系统，在地下厂房顶拱及端墙开挖前对围岩进行有效的加固，在开挖前提高围岩完整性。

2、为此，本实用新型的上述目的通过如下技术方案实现：

3、一种大型地下洞室顶拱及边墙的预固结灌浆系统，其特征在于：所述大型地下洞室顶拱及边墙的预固结灌浆系统包括大型地下洞室顶拱及边墙，所述大型地下洞室顶拱及边墙的上方围岩内设有灌浆廊道；所述灌浆廊道向大型地下洞室顶拱所在方向钻设顶拱及端墙一序预固结灌浆孔和顶拱及端墙二序预固结灌浆孔；所述顶拱及端墙一序预固结灌浆孔与顶拱及端墙二序预固结灌浆孔呈间隔排列，处于同一横截面内的顶拱及端墙一序预固结灌浆孔与顶拱及端墙二序预固结灌浆孔均呈扇形分布；

4、所述顶拱及端墙一序预固结灌浆孔、顶拱及端墙二序预固结灌浆孔自灌浆廊道向大型地下洞室顶拱所在方向上依次设有灌浆段和非灌浆段；

5、所述灌浆段内灌浆，所述非灌浆段回填水泥砂浆。

6、在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或组合采用如下技术方案：

7、作为本实用新型的一种优选技术方案：所述灌浆廊道为直墙圆拱形。

8、作为本实用新型的一种优选技术方案：所述灌浆廊道的尺寸为宽3 m，高4 m。

9、作为本实用新型的一种优选技术方案：所述顶拱及端墙一序预固结灌浆孔的孔径为100 mm。

10、作为本实用新型的一种优选技术方案：所述顶拱及端墙二序预固结灌浆孔的孔径为100 mm。

11、作为本实用新型的一种优选技术方案：处于顶拱范围的顶拱及端墙一序预固结灌浆孔及顶拱及端墙二序预固结灌浆孔中灌浆段为顶拱开挖线向上15 m至顶拱开挖线向下1m。

12、作为本实用新型的一种优选技术方案：处于端墙范围的顶拱及端墙一序预固结灌浆孔与顶拱及端墙二序预固结灌浆孔中灌浆段为顶拱开挖线向上5 m至围岩较为破碎范围与较好围岩范围交界处。

13、作为本实用新型的一种优选技术方案：所述灌浆廊道内相邻两个顶拱及端墙一序预固结灌浆孔之间的间距为6 m，顶拱及端墙一序预固结灌浆孔与相邻的顶拱及端墙二序预固结灌浆孔之间的间距为3 m。

14、本实用新型提供一种大型地下洞室顶拱及边墙的预固结灌浆系统，通过灌浆廊道向厂房顶拱钻设顶拱及端墙一序预固结灌浆孔，通过顶拱及端墙一序预固结灌浆孔对顶拱及端墙一序预固结灌浆孔的灌浆段进行预固结灌浆，通过顶拱及端墙一序预灌浆孔对顶拱及端墙一序预固结灌浆孔的非灌浆段进行回填，通过灌浆廊道向厂房顶拱钻设顶拱及端墙二序预固结灌浆孔，通过顶拱及端墙二序预固结灌浆孔对顶拱及端墙二序预固结灌浆孔的灌浆段进行预固结灌浆，通过顶拱及端墙二序预灌浆孔对顶拱及端墙二序预固结灌浆孔的非灌浆段进行回填；通过以上顶拱及端墙预固结灌浆，在顶拱及端墙开挖前有效的提高了围岩的完整性，有效的提高了围岩稳定性，为地下工程的安全施工及运营提供重要保证措施。具体地，具有如下有益效果：

15、（1）、通过在顶拱及端墙开挖前对其进行预固结灌浆，有效的提高了围岩的完整性，有效的提高了围岩稳定性，为地下工程的安全施工及运营提供重要保证措施。

16、（2）、通过开挖前对厂房围岩进行预固结灌浆，能够提高预固结灌浆压力，以及通过多排扇形布置预固结灌浆孔，有效的提高了灌浆孔间距，大大的提高了预固结灌浆效果，大大提高了地下厂房顶拱及端墙的围岩稳定。

17、（3）、预固结灌浆系统设计合理、操作性强，适用于顶拱及端墙围岩破碎等地质条件较差的工程，其所形成的空间立体预固结灌浆系统，将为地下工程施工安全及后期运营提供重要保证措施。

技术特征：

1.一种大型地下洞室顶拱及边墙的预固结灌浆系统，其特征在于：所述大型地下洞室顶拱及边墙的预固结灌浆系统包括大型地下洞室顶拱及边墙，所述大型地下洞室顶拱及边墙的上方围岩内设有灌浆廊道；所述灌浆廊道向大型地下洞室顶拱所在方向钻设顶拱及端墙一序预固结灌浆孔和顶拱及端墙二序预固结灌浆孔；所述顶拱及端墙一序预固结灌浆孔与顶拱及端墙二序预固结灌浆孔呈间隔排列，处于同一横截面内的顶拱及端墙一序预固结灌浆孔与顶拱及端墙二序预固结灌浆孔均呈扇形分布；

2.根据权利要求1所述的大型地下洞室顶拱及边墙的预固结灌浆系统，其特征在于：所述灌浆廊道为直墙圆拱形。

3. 根据权利要求1或2所述的大型地下洞室顶拱及边墙的预固结灌浆系统，其特征在于：所述灌浆廊道的尺寸为宽3 m，高4 m。

4. 根据权利要求1所述的大型地下洞室顶拱及边墙的预固结灌浆系统，其特征在于：所述顶拱及端墙一序预固结灌浆孔的孔径为100 mm。

5. 根据权利要求1所述的大型地下洞室顶拱及边墙的预固结灌浆系统，其特征在于：所述顶拱及端墙二序预固结灌浆孔的孔径为100 mm。

6. 根据权利要求1所述的大型地下洞室顶拱及边墙的预固结灌浆系统，其特征在于：处于顶拱范围的顶拱及端墙一序预固结灌浆孔及顶拱及端墙二序预固结灌浆孔中灌浆段为顶拱开挖线向上15 m至顶拱开挖线向下1 m。

7. 根据权利要求1所述的大型地下洞室顶拱及边墙的预固结灌浆系统，其特征在于：所述灌浆廊道内相邻两个顶拱及端墙一序预固结灌浆孔之间的间距为6 m，顶拱及端墙一序预固结灌浆孔与相邻的顶拱及端墙二序预固结灌浆孔之间的间距为3 m。

技术总结
本技术提供一种大型地下洞室顶拱及边墙的预固结灌浆系统，通过灌浆廊道向厂房顶拱钻设顶拱及端墙一序预固结灌浆孔，通过顶拱及端墙一序预固结灌浆孔对顶拱及端墙一序预固结灌浆孔的灌浆段进行预固结灌浆，通过顶拱及端墙一序预灌浆孔对顶拱及端墙一序预固结灌浆孔的非灌浆段进行回填，通过灌浆廊道向厂房顶拱钻设顶拱及端墙二序预固结灌浆孔，通过顶拱及端墙二序预固结灌浆孔对顶拱及端墙二序预固结灌浆孔的灌浆段进行预固结灌浆，通过顶拱及端墙二序预灌浆孔对顶拱及端墙二序预固结灌浆孔的非灌浆段进行回填；通过以上顶拱及端墙预固结灌浆，在顶拱及端墙开挖前有效的提高了围岩的完整性，有效的提高了围岩稳定性。

技术研发人员：谷金操,胡正凯,张晓昕,徐跃明,应和平,江亚丽
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：20221121
技术公布日：2024/1/12