涌水涌泥隧道帷幕注浆结构的制作方法

本实用新型属于隧道施工技术领域，尤其是涉及一种涌水涌泥隧道帷幕注浆结构。

背景技术：

北京兴延高速公路项目是2019年世园会和2022年冬奥会配套工程，中铁二十局集团第二工程有限公司承建的兴延高速公路石峡隧道是本项目地区最长、风险最高、难度最大，且存在软岩变形、涌泥涌水、断层带密集等施工困难，面对种种困难，他们通过自己的努力一步一步克服各种施工难题，然则与2018年5月26日19:42左线掌子面ZK31+595出现大面积的涌泥涌水现象，阻止了项目部的正常施工，通过地质钻探等综合超前地质预报及现场涌水涌泥量分析，决定采用帷幕注浆技术对其进行封堵，改善岩性及加固围岩稳定性，最终克服不良地质影响，安全完成石峡隧道左线贯通；帷幕注浆是一种注浆技术，注浆技术是用液压或气压将能凝固的浆液按设计的浓度通过特设的注浆钻孔，压送到规定的岩土层中，填补岩土体中的裂缝或孔隙，旨在改善注浆对象的物理力学性质，以满足各类工程的需要；隧道帷幕注浆是指在隧道拱顶、两帮、掌子面、具有合理孔距的钻孔中，注入浆液，使各孔中注浆体相互搭接以形成一道类似帷幕的混凝土防渗墙，以此截断水流，从而达到防渗堵漏的目的。为了实现涌水涌泥隧道内帷幕注浆，应该提出一种涌水涌泥隧道帷幕注浆结构。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种涌水涌泥隧道帷幕注浆结构，其结构简单、设计合理，通过在帷幕注浆完成段，同时施工管棚支护，在靠近隧道拱顶区域沿开挖轮廓线形成新的拱受力，形成新的受力体系，减少对初期支护的影响，采用本帷幕注浆结构，能够改善岩性及加固围岩稳定性，能够提高施工的安全性，使用效果好。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：涌水涌泥隧道帷幕注浆结构，其特征在于：包括设置靠近隧道拱顶的管棚支护和开设在止浆墙位于所述管棚支护下方且依次呈同心圆布设的第一组注浆孔、第二组注浆孔和第三组注浆孔，所述管棚支护包括多个等间距环向布设的钢管，所述第一组注浆孔为最靠近所述管棚支护的一组注浆孔，所述第一组注浆孔包括呈弧形交替排布的m个第一注浆孔和n个第二注浆孔，所述第二组注浆孔包括位于所述第一组注浆孔的下方呈弧形排布的x个第三注浆孔，所述第三组注浆孔包括位于所述第二组注浆孔的下方的y个第四注浆孔，其中，a个第四注浆孔呈弧形排布在所述第二组注浆孔的下方，b个第四注浆孔呈直线排布在a个所述第四注浆孔的下方，a个呈弧形排布的第四注浆孔和b个呈直线排布的第四注浆孔形成一个封闭的区域，所述区域内开设有c个第四注浆孔，其中，m、n、x、y、a、b和c均为正整数，且x＝a+b+c，所述第一注浆孔、所述第二注浆孔、所述第三注浆孔和所述第四注浆孔的孔口位置均安装有孔口管。

上述的涌水涌泥隧道帷幕注浆结构，其特征在于：所述孔口管的一端固定安装有法兰盘。

上述的涌水涌泥隧道帷幕注浆结构，其特征在于：所述钢管的内径为80mm～90mm，所述钢管的壁厚为6mm。

上述的涌水涌泥隧道帷幕注浆结构，其特征在于：所述第一注浆孔、所述第三注浆孔、所述第四注浆孔和所述第二注浆孔的直径均为85mm～95mm。

上述的涌水涌泥隧道帷幕注浆结构，其特征在于：所述孔口管的内径为108mm，所述孔口管的壁厚为4mm，所述孔口管的长度为2m。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过在帷幕注浆完成段，同时施工管棚支护，在靠近隧道拱顶区域沿开挖轮廓线形成新的拱受力，形成新的受力体系，减少对初期支护的影响，采用本帷幕注浆结构，能够改善岩性及加固围岩稳定性，能够提高施工的安全性，使用效果好。

2、本实用新型通过在所述第一注浆孔、所述第二注浆孔、所述第三注浆孔和所述第四注浆孔的孔口位置均安装孔口管，通过在孔口管的一端固定安装法兰盘，在注浆时，通过法兰盘将注浆管与孔口管连接为一体，能够阻止水或浆液倒流，结构简单，使用效果好。

3、本实用新型结构简单、设计合理，便于操作，便于推广应用。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理，通过在帷幕注浆完成段，同时施工管棚支护，在靠近隧道拱顶区域沿开挖轮廓线形成新的拱受力，形成新的受力体系，减少对初期支护的影响，采用本帷幕注浆结构，能够改善岩性及加固围岩稳定性，能够提高施工的安全性，使用效果好。

下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标记说明:

1—第一注浆孔； 2—第二注浆孔； 3—第三注浆孔；

4—第四注浆孔； 5—钢管； 6—止浆墙。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括设置靠近隧道拱顶的管棚支护和开设在止浆墙6位于所述管棚支护下方且依次呈同心圆布设的第一组注浆孔、第二组注浆孔和第三组注浆孔，所述管棚支护包括多个等间距环向布设的钢管5，所述第一组注浆孔为最靠近所述管棚支护的一组注浆孔，所述第一组注浆孔包括呈弧形交替排布的m个第一注浆孔1和n个第二注浆孔2，所述第二组注浆孔包括位于所述第一组注浆孔的下方呈弧形排布的x个第三注浆孔3，所述第三组注浆孔包括位于所述第二组注浆孔的下方的y个第四注浆孔4，其中，a个第四注浆孔4呈弧形排布在所述第二组注浆孔的下方，b个第四注浆孔4呈直线排布在a个所述第四注浆孔4的下方，a个呈弧形排布的第四注浆孔4和b个呈直线排布的第四注浆孔4形成一个封闭的区域，所述区域内开设有c个第四注浆孔4，其中，m、n、x、y、a、b和c均为正整数，且x＝a+b+c，所述第一注浆孔1、所述第二注浆孔2、所述第三注浆孔3和所述第四注浆孔4的孔口位置均安装有孔口管。

实际注浆过程中，如图1所示，m个第一注浆孔1分别被标记为A1～Am，n个第二注浆孔2分别被标记为D1～Dn，本实施例中，m＝15，n＝14；x个第三注浆孔3分别被标记为B1～Bx，y个第四注浆孔4分别被标记为C1～Cy，本实施例中，x＝y＝12；注浆时，首先，按照顺序依次注浆被标记为A1～A15的第一注浆孔1，其次，按照顺序依次注浆被标记为B1～B12的第三注浆孔3，接着，按照顺序依次注浆被标记为C1～C12的第四注浆孔4，最后，按照顺序依次注浆被标记为D1～D14的第二注浆孔2，在涌水涌泥隧道施工中，通过采用本帷幕注浆结构，能够改善岩性及加固围岩稳定性，能够提高施工的安全性，使用效果好。

本实施例中，在涌水涌泥隧道施工中，为了保证安全可靠开挖，对帷幕注浆完成段，同时施工管棚支护，在靠近隧道拱顶区域沿开挖轮廓线形成新的拱受力，形成新的受力体系，减少对初期支护的影响。

本实施例中，所述钢管5的内径为80mm～90mm，所述钢管5的壁厚为6mm，所述钢管5的数量为40个，相邻两个所述钢管5之间的间距为40cm，40个环向布设的钢管5构成管棚支护，能够防止隧道开挖引起的地表下沉和围岩松动，实际使用时，可向钢管内压入混凝土或设置钢筋笼，注入水泥浆，能够增加钢管的刚度。

本实施例中，通过在所述第一注浆孔1、所述第二注浆孔2、所述第三注浆孔3和所述第四注浆孔4的孔口位置均安装孔口管，在注浆时能够防止注浆管被冲出。

本实施例中，所述孔口管的一端固定安装有法兰盘，实际使用时，通过在孔口管的一端固定安装法兰盘，在注浆时，通过法兰盘将注浆管与孔口管连接为一体，能够阻止水或浆液倒流，结构简单，使用效果好。

本实施例中，所述第一注浆孔1、所述第二注浆孔2、所述第三注浆孔3和所述第四注浆孔4的直径均为85mm～95mm。

本实施例中，所述孔口管采用无缝钢管，所述孔口管的内径为108mm，所述孔口管的壁厚为4mm，所述孔口管的长度为2m。

实际使用时，浆液采用硅酸盐水泥单液浆或硅酸盐水泥-水玻璃双液浆；根据水量大小确定分段长度，分段长度原则为：在钻孔过程中，当无塌孔及水量在0m/h～10m/h范围内时，其分段长度为10m；当轻微塌孔及水量在10m/h～30m/h范围内时，其分段长度为5m；当塌孔严重及水量在>30m/h范围内时，应该立即停止钻进并实施注浆。施工过程中对水量大、涌出物多的注浆孔需要进行重点检查，根据情况可以补孔、并加强注浆。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。