[发明专利]隧道开挖超前支护方法

说明书

本发明公开了一种隧道开挖超前支护方法，涉及隧道施工技术领域。本发明的目的在于在注浆小导管技术的基础上，为在地下水发育、软弱破碎围岩洞段开挖施工提供一种技术简单、操作性强、造价低且切实有效的超前支护方法。本发明的技术方案是：隧道开挖超前支护方法，包括以下步骤：S1制备注混凝土小导管：在小导管内部灌注混凝土并振动密实，得到注混凝土小导管；S2支撑架支护施工：在隧道内安装并固定支撑架，确定小导管施工孔位，在各个小导管施工孔位钻孔，钻孔方向与隧道方向呈锐角；S3安装注混凝土小导管：将注混凝土小导管从钻孔位置打入或顶入，并与支撑架固定连接。本发明可加固尚未开挖的岩土体，防止掌子面发生塌方，保证施工安全。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体是一种适用于地下水发育、存在软弱破碎围岩隧道开挖施工的超前支护方法。

背景技术

在地下水发育、围岩较差地段开挖施工，为避免因围岩变形导致掌子面失稳、隧洞塌方，需采取超前支护措施以保证施工安全。现有隧道开挖超前支护方式主要有管棚、水平旋喷桩、注浆小导管、超前锚杆等。其中，管棚和水平旋喷桩技术较为复杂，成本较高。超前锚杆加固效果有限，对地质条件有一定要求，不适用于地下水发育、松散软弱的围岩洞段。注浆小导管应用较为广泛，普遍应用于松散软弱围岩洞段，但存在工序较为复杂、缝隙封堵不严导致的浆液浪费严重、施工进度慢、在地下水较为发育或松散岩土体围岩洞段固结效果差且较难控制等问题。

发明内容

本发明的目的在于：在注浆小导管技术的基础上，为在地下水发育、软弱破碎围岩洞段开挖施工提供一种技术简单、操作性强、造价低且切实有效的超前支护方法。

本发明实现上述目的所采用的技术方案是：隧道开挖超前支护方法，包括以下步骤：

S1、制备注混凝土小导管

在小导管内部灌注混凝土，将混凝土振动密实，混凝土终凝后得到注混凝土小导管；

具体的：步骤S1中，小导管由无缝钢管制得，小导管的管身无开孔、前端呈锥形；小导管内灌注的混凝土的骨料最大粒径不超过小导管内径的1/4，在灌注过程中将小导管竖立在振动设备上进行振动，将混凝土振动密实，待混凝土终凝后堆存备用。

S2、支撑架支护施工

在隧道内安装并固定支撑架；在支撑架的位置对隧道进行测量定位，确定小导管施工孔位，再在各个小导管施工孔位分别进行钻孔，钻孔方向与隧道方向呈锐角；

进一步的是：步骤S2中，钻孔的方向与隧道方向的夹角为10～15°并指向掌子面。

进一步的是：步骤S2中，支撑架为钢拱架，钢拱架包括中部的拱形段，以及拱形段两端的立柱段，钢拱架在隧道内间隔安装并固定；或者，支撑架包括钢格栅和边墙架，钢格栅呈拱形，钢格栅的两侧分别连接边墙架。

更进一步的是：步骤S2中，钢拱架上还焊接连接多个钻孔定位环，钻孔定位环的孔径大于注混凝土小导管的直径；或者，钢格栅上预留多个钻孔定位孔，钻孔定位孔的孔径大于注混凝土小导管的直径。

具体的：步骤S2中，所述钢拱架通过锁脚锚杆及纵向连接筋进行固定。

S3、安装注混凝土小导管

将注混凝土小导管从各个钻孔位置打入或顶入，并将各根注混凝土小导管分别与支撑架固定连接；

具体的：步骤S3中，注混凝土小导管通过锤击打入或钻机顶入，注混凝土小导管的外露端与支撑架之间焊接连接。

进一步的是：步骤S3中，注混凝土小导管埋入围岩的部分在隧道方向的投影相互搭接。