[发明专利]上半断面完成全断面帷幕注浆隧道施工方法

说明书

技术领域

    本发明涉及隧道施工领域，具体为一种上半断面完成全断面帷幕注浆隧道施工方法。

背景技术

    在铁路“跨越式”发展战略的指引下，我国铁路工程有了长足的发展，同时随着速度要求越来越高，施工展线严重受到制约，大量隧道工程穿越地质复杂地段。在保证安全的条件下，以投资最少，施工进度最快的施工方法显得尤为重要。在地质特别复杂的地段，帷幕注浆较其他全断面加固的施工方法有着投入少、便于操作、能耗低、施工安全和施工进度快的优点。

全断面帷幕注浆是在整个断面上布孔，通过注浆形成截水帷幕，以阻截地下水渗入，增强地层自稳能力，并加固周围岩体，注浆加固范围为隧道开挖面及开挖轮廓线外一定范围和一定纵向长度，将岩体加固成一个柱状，施工时需要将掌子面全部跟进，进行全断面注浆施工，地质复杂地段如何完成全断面注浆，其本身就具有一定的施工难度和施工风险，同时目前由于受到设备选型等限制，距离拱部较高部位无法钻孔，甚至需要搭设台架进行施工，搭设台架和将设备运输至台架上本身也具有一定的困难和施工风险，何况目前国内外快速钻机体积较大，难以运输至台架上，只能采用小型钻进。同时由于受到台架的影响，钻孔孔位布置也受到一定的限制，总之采用现有全断面帷幕注浆进行隧道施工过程中，下半断面跟进、施工较高的止浆墙、搭设钻孔台架、运输钻孔设备等会使得全断面帷幕注浆工期较长、施工难度增大、施工质量不稳定、存在施工安全隐患等问题。

发明内容

本发明为了解决现有复杂地质地段全断面帷幕注浆施工中存在工期长、施工难度大、施工不安全等问题，提供一种上半断面完成全断面帷幕注浆隧道施工方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种上半断面完成全断面帷幕注浆隧道施工方法，包括以下施工步骤：

（1）以开挖断面的1/4~1/2作为隧道上半断面，首先进行上半断面开挖，然后对上半断面掌子面进行加强支护；

（2）上半断面临时仰拱施工；

（3）上半断面止浆墙施工；

（4）下半断面开挖到位并对上半断面掌子面进行加强支护，下半断面掌子面距离上半断面掌子面距离D控制在9m~12m之间；

（5）下半断面止浆墙施工；

（6）下半断面进行回填，修筑通往上半断面便道；

（7）布置注浆量测点：

A、掌子面后方20m范围内每间隔3m布置5个点，其中围岩收敛4个点，拱顶下沉1个点；

B、止浆墙布置5个点，进行止浆墙位移和变形观测，收敛频率4次/天；

（8）在上半断面上布设注浆孔：

注浆孔的布设范围为：在隧道纵向截面（竖直面）上的最大仰角α为25°~45°，最大俯角β为30°~70°，在隧道横向截面（水平面）上的最大偏角（包括左偏和右偏）为30°~50°，注浆加固范围B为开挖轮廓线外3~8m，纵向加固长度L为15~30m，注浆钻孔数量为0.7~1.2个/㎡（即在一平米的上半断面上平均布设0.7~1.2个注浆孔）；本发明可根据注浆孔在隧道纵向截面和横向截面上的最大仰角、最大俯角以及最大偏角确定了注浆孔的布设范围，然后再根据注浆钻孔数量为0.7~1.2个/㎡，在上半断面上钻孔；

（9）注浆作业，注浆压力为2.5倍静水压，根据地质情况确定单孔注浆结束标准，注浆压力逐步升高至设计终压，并持续注浆10分钟以上，对于吸浆量较大的孔以注浆量作为控制标准，注浆量不大于2m³/m·孔；

（10）超前大管棚施工，采用无工作室管棚施工；所述的无工作室管棚施工技术为现有公知技术，即取消管棚工作间，直接顶入不侵限位置（顶入处利用上循环大管棚受力）；

（11）止浆墙开挖；

（12）隧道洞身开挖施工；

以15m~30m为一个注浆加固循环段，按照上述步骤不断循环，实现上半断面帷幕注浆隧道的施工。

一般情况下，由于前一注浆加固循环段的注浆孔的仰角和俯角较大，难免会留下注浆盲区7，所以本发明所述的相邻两个注浆加固循环段的搭接长度A为5 m~10m，即前一循环加固下一循环的注浆盲区。

上述施工过程中，所述上半断面、下半断面的开挖、加强支护、止浆墙施工、上半断面注浆作业及止浆墙开挖、隧道洞身开挖等工序均为本领域公知技术。所述下半断面止浆墙仅仅作为防止浆液外漏、保证支护封闭成环和文明施工等目的，一般不布置钻孔。