一种暗挖隧道的超前注浆施工方法与流程

本发明涉及隧道工程技术领域，具体而言，涉及一种适用于浅埋软弱地质段的暗挖隧道的超前注浆施工方法。

背景技术：

浅埋隧道由于其赋存条件复杂，地质条件差，隧道周边多为软土层，同时还经常受到地下水的影响，给隧道施工带来了很大的安全隐患和未知施工风险。由于隧道施工对于围岩的变形控制非常严格；因此，在隧道开挖时进行超前注浆加固(支护)是非常必要和可行的安全措施。

然而，传统的超前注浆支护采用crd法(交叉中隔墙法)施工，由于采用全断面同时注浆，要达到超前注浆效果，普遍存在注浆距离长、注浆时间长、注浆效果无法保障、不经济、影响施工进度等缺点。因此，有必要针对浅埋软弱地质段隧道超前注浆提供一种更为有效、精准、快捷、相对成本较低的超前注浆施工方法，以保障后续开挖支护施工安全，同时方便施工。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种暗挖隧道的超前注浆施工方法，该施工方法能够加快施工进度、缩短施工周期、提高注浆加固效果、降低施工成本。

为了实现上述目的，本发明提供了一种暗挖隧道的超前注浆施工方法，包括以下步骤：

步骤一：将暗挖隧道断面划分为第一上导洞、第二上导洞、第一下导洞和第二下导洞，第一上导洞和第二上导洞位于隧道断面的上部，第一下导洞和第二下导洞位于隧道断面的下部；

步骤二：在隧道洞口进行管棚超前支护后，对第一上导洞沿隧道的开挖方向进行超前注浆，然后对第一上导洞进行开挖和支护施工；

步骤三：利用第一上导洞的已开挖和支护空间，从第一上导洞对第一下导洞和第二上导洞的待开挖区域进行注浆加固；

步骤四：对注浆完成后的第一下导洞进行开挖和支护施工；利用第一下导洞的已开挖和支护空间，从第一下导洞对第二下导洞的待开挖区域进行注浆加固；

步骤五：开挖和支护第二上导洞，然后开挖和支护第二下导洞；

步骤六：重复步骤二、步骤三、步骤四和步骤五，完成隧道的施工。

进一步地，步骤二中，第一上导洞的开挖长度短于第一上导洞的超前注浆长度；步骤四中，第一下导洞的开挖长度短于第一下导洞的超前注浆长度；步骤五中，第二上导洞的开挖长度短于第二上导洞的超前注浆长度；步骤五中，第二下导洞的开挖长度短于第二下导洞的超前注浆长度。

进一步地，第一上导洞、第二上导洞、第一下导洞和第二下导洞每一次的开挖、支护长度均为5m-8m；第一上导洞、第二上导洞、第一下导洞和第二下导洞每一次的开挖长度滞后超前注浆长度至少2m。

进一步地，进行超前注浆时，注浆管延伸至隧道开挖轮廓线的外侧。

进一步地，步骤五中，开挖和支护第二上导洞以后，根据第一下导洞的渗水流量检查情况，确定是否从第二上导洞对第二下导洞进行补注浆加固；然后再开挖和支护第二下导洞。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)、相比于传统的全断面超前帷幕注浆加固，本发明的方法将隧道断面划分为多个导洞进行分步注浆，减少了关键工序注浆加固的作业量及作业时间，大大降低了注浆对导洞开挖、支护施工进度的影响，注浆过程和导洞开挖可以同时施工，有力于加快施工进度，缩短施工工期。

(2)、本发明的方法将隧道断面划分为多个导洞进行分步注浆，可以充分利用已开挖导洞的空间对后续开挖、支护导洞进行注浆加固，注浆加固的时间段可灵活自主选择。

(3)、本发明的方法将隧道断面划分为多个导洞进行分步注浆，超前注浆距离缩短，注浆管误差更小，使得加固范围更准确，更有针对性、可操作性，注浆质量更高。

(4)、本发明的方法，在分步注浆、开挖过程中，可利用已开挖导洞探明的地质、水文情况，更加准确地选用注浆施工参数，提高注浆加固效果。

(5)、利用上导洞对下导洞进行垂直注浆加固，加固质量更优、浆液流失更少，并且本发明的方法可以充分利用隧道系统锚管进行注浆加固，节约施工成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为隧道断面区域划分及第一上导洞注浆孔位布置示意图。

图2为第一上导洞超前注浆垂直示意图。

图3为第一上导洞超前注浆平面示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

一种本发明实施例的暗挖隧道的超前注浆施工方法，该施工方法包括以下步骤：

步骤一：将暗挖隧道全断面帷幕注浆加固区域划分为第一上导洞、第二上导洞、第一下导洞和第二下导洞；其中，第一上导洞和第二上导洞位于隧道断面的上部，第一下导洞和第二下导洞位于隧道断面的下部，第一下导洞位于第一上导洞的下方，第二下导洞位于第二上导洞的下方(隧道断面区域划分如图1所示；第一上导洞超前注浆垂直示意图如图2所示；第一上导洞超前注浆平面示意图如图3所示)；

步骤二：在隧道洞口进行管棚超前支护后，对第一上导洞沿隧道的开挖方向进行超前注浆，注浆范围为隧道开挖方向每8m一循环进行注浆加固，每注浆循环分次开挖累计进尺不超过6m，预留2m止浆盘用于下循环注浆(参见图2和图3)；注浆径向沿隧道开挖轮廓线外扩(参见图2和图3)，其中：砂卵层、细砂底层注浆外扩3m-5m，黏土层外扩2m-3m；根据围岩不同特性调节注浆孔间距离和注浆压力，保证超前注浆的加固围岩效果；

根据工程特点，浆液配制以磷酸、水玻璃为主要制浆原料，水玻璃40be’(p＝1.38g/cm³)，85％磷酸(弱酸，ρ＝1.7g/cm³)；注浆前先将水玻璃与水1:1稀释成水玻璃溶液，磷酸与水1:10稀释成磷酸溶液，然后将两种溶液以1:1的比例进行土体加固注浆(根据不同工程特点，可对浆液成分进行优化调整)；

注浆完成后，对第一上导洞进行开挖和支护施工；

步骤三：利用第一上导洞的已开挖和支护空间以及非关键工序时间，根据已探明的地质、水文情况，从第一上导洞对第一下导洞和第二上导洞的待开挖区域进行注浆加固；注浆孔利用初期支护系统锚管，即采用小导管，孔深需超过被加固导洞注浆加固范围，如：第一下导洞高2.5m，注浆加固需外扩3m，则从第一上导洞施工注浆孔深不小于5.5m；

步骤四：对注浆完成后的第一下导洞进行开挖和支护施工，依据上一步的注浆效果检验情况，优化、调整注浆参数；利用第一下导洞的已开挖和支护空间，从第一下导洞对第二下导洞的待开挖区域进行注浆加固；注浆孔孔深需超过第二下导洞的开挖范围，如：第二下导洞宽3m，注浆加固需外扩3m，则从第一下导洞施工注浆孔深不小于6m；

步骤五：对第二上导洞进行开挖和支护施工，依据渗流量大小确定是否再对第二下导洞进行补充超前注浆，如渗流量较大则需进行补充超前注浆；然后对第二下导洞进行开挖和支护施工，使隧道全断面封闭成环；各导洞进行平行流水作业；检查各导洞，如有渗漏则单独进行注浆止水；

步骤六：待第二下导洞开挖到超前注浆允许的最大开挖深度后，重复以上步骤二、步骤三、步骤四和步骤五，完成隧道的超前注浆开挖施工。

本实施例的施工方法，大幅减少了超前注浆作业整体时间、充分利用了先行开挖导洞空间、结合系统锚管进行注浆，并为后续开挖作业提供安全保障，实现了安全、高效、精准、快速、高质量的施工，并且节约了施工成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。