[发明专利]一种快速治理并穿越已塌方破碎带的施工方法

说明书

本发明公开了一种快速治理并穿越已塌方破碎带的施工方法，包括步骤：1)在塌方区预埋注浆管和回气管；2)封闭空区：用袋装水泥封闭巷道；3)对底部空区注浆；4)施工打孔：在塌方空区顶部施工注浆孔和回气孔；5)顶部注浆：向顶部空区内注浆；6)架设U型钢支架并施工超前管棚后继续掘进；7)喷浆：对超前管棚保护下形成的巷道顶帮喷浆；8)壁后注浆：对管棚周围破碎岩体进行小导管双液注浆；9)重复步骤6)‑8)，直至穿过塌方区域。本发明用袋装水泥封闭空区，并结合分批次的不同规模和范围的注浆方法注浆加固，保证工期正常进行且降低了成本，还提高了注浆加固时墙体的抗压强度，使注浆加固达标，可在隧道或巷道已塌方时继续施工。

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，尤其涉及一种快速治理并穿越已塌方破碎带的施工方法。

背景技术

在隧道、矿山巷道建设过程中，受地质构造运动、岩体自身特点等因素的影响，可能发生断层及其破碎带等不良地质现象。当隧道施工至断层破碎带时，由于围岩等级发生骤降，加上断层破碎带往往富含地下水，原初期支护设计难以维持围岩稳定性，遂发生大范围塌方。隧道塌方会造成工期延误、机械设备损坏、投资费用增加，更对现场施工人员的生命安全构成巨大威胁。

目前，治理并穿越未塌方破碎带的主要方法有超前小导管法、管棚超前支护法。超前支护法通常在未塌方时提前支护，当隧道或巷道已经塌方时，超前管棚法等超前支护法无法使用。同时，由于断层破碎带处塌方具有塌方规模大，塌腔空洞高度高，塌方体内时常伴随渗涌水、容易牵引相邻段发生连续塌方的特点。而传统小导管注浆固结塌方体时，通常需要建设钢筋混凝土止浆墙，不仅延误工期且大幅增加了成本，更在后期施工管棚超前支护过程中，经常出现钻孔困难、塌孔、卡钻、围岩沉降变形严重、管棚无法安装等问题。

专利CN 104196546 A公开了一种隧道施工过程中断层破碎带塌方治理方法，包括步骤：1)对塌方段相邻围岩进行拱架加固，且对被加固的围岩的拱墙采用小导管注浆加固；2)清理塌方体；清理完成后在塌方掌子面上喷射混凝土将其封闭；观测确认安全后，在塌方部位后方开始支护模板，并预埋泵管在拱架上部作为将来进一步处理时混凝土输送口；3)将千斤顶作用在模板的台架底部四角；各个模板间留出钢拱架宽度的间隔，并及时进行立架；模板与钢拱架共同形成一道支护层；4)透过模板预先留存的孔，采用高压注浆的方式，以模板与钢拱架为底模，形成拱顶混凝土层；在钢拱架拱脚及侧壁处打入注浆小导管；5)在以模板与钢拱架为底模的前端采用小导管注浆加固，清理剩余塌方体，进行塌方段的下一施工循环阶段操作，具体重复步骤1)-4)；步骤6)当完成第二循环时，通过步骤2)预埋的输送口，采用泵送加强混凝土，注入到拱顶混凝土层上部，形成护拱层混凝土的支撑，并转入下一施工循环。该方法的优点在于：1)克服了超前小导管在松散堆积体内注浆固结效果不好的问题；2)液压千斤顶的采用降低了在治理过程中二次塌方的危险；3)模板与支撑台架均可循环利用，降低了塌方灾害治理的经费投入；4)采用分段模板注浆支护方法(即按照支护模板的尺寸进行分段治理，同时采用注浆方式建立隧道拱顶的护拱混凝土层及拱顶混凝土层)，解决了管棚超前支护由于塌孔、卡钻以及钻孔距离有限等原因造成的难以解决的大规模塌方的问题；5)该方法不受塌方体内含水量多少的影响，适应面广；6)避免了施工中大量的钻孔工作，工序得以减少，确保了塌方治理的安全性与永久性。但该方法在超前小导管注浆加固前建设拱墙，其仍然存在延误工期及增加成本的缺陷，而且采用一次高压注浆的方法形成拱顶混凝土层，对模板的抗压强度要求极高，同时，在注浆过程中塌方空区内空气难以排出，不仅增加了空区内压力，可能造成填浆不充实的现象，导致难以控制注浆量。此外，该方法还进行清理塌方体，当面对极破碎且伴随着涌水的地质构造时，不得清理塌方体，清理塌方体越多，后续会随即冒落更多破碎岩体，造成塌方规模扩大。

发明内容