[发明专利]一种隧道前沿支护施工方法

说明书

一种隧道前沿支护施工方法，隧道内设置超前支护，超前支护包括多排拱架以及对应拱架设置的超前小导管；所述前沿支护包括如下步骤：S1、掌子面与距离最近的拱架的拱部间的区域为前沿区域；S2、当前沿区域内存在因小塌方或掉块导致的超前小导管外露时，将钢筋网片覆盖于超前小导管顶部区域并将钢筋网片固定于超前小导管上；S3、喷射混凝土，紧贴隧道顶部内壁开始逐步喷射至超前小导管底部，喷射混凝土将超前小导管与隧道顶部内壁间区域填充并包裹所述超前小导管与钢筋网片。本发明尤其适用于用于软弱破碎围岩隧道，能有效减小纵向拱的跨度，防止掌子面坍塌。

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，具体涉及一种应用于软弱破碎围岩矿山的隧道前沿支护施工方法。

背景技术

目前，在交通、矿山、水利等隧道工程建设领域大量涉及围岩稳定性问题。隧道的开挖使得支撑隧道洞身的围岩被挖掉，掌子面后方出现临空，围岩应力重新分布，导致围岩向隧道净空方向变形。这种变形包括掌子面面内竖向、横向变形和面外纵向变形。在隧道穿越软弱、破碎围岩地层时尤为明显，掌子面及拱顶塌腔，表现为掌子面难以自稳，拱顶围岩剥离、掉块、初期支护变形大，刚拱架扭曲、侵限换拱、初期支护背后空洞等，导致施工难度大、施工进度缓慢、初期支护施工质量差、病害治理困难、施工风险增高、施工成本激增。

在遇到极破碎围岩时，尽管采用光面爆破，拱顶超挖塌腔以及纵向进尺过大仍经常发生，如果依照常规方法仅施做刚拱架间喷射混凝土，则导致循环第一榀刚拱架与掌子面间隧道壁面持续破坏，塌腔持续发展。究其原因，循环第一榀刚拱架与拱部围岩之间的留存空洞，加大了毛洞纵向拱的拱跨，使得循环内毛洞的稳定性变差，拱跨加大，亦加重了掌子面的上覆压力，加剧了围岩失稳，亦增加下一循环开挖进尺控制的难度。

现有技术亦为解决该问题展开了大量研究。申请号为2020104995601的中国专利公开了一种隧道贯通段三台阶临时仰拱安全施工功法，其采用三台阶临时仰拱法+超前密排小导管进行贯通施工，同时掌子面预留核心土并打设锚管并注浆，保证了掌子面土体的稳固。并且在三台阶临时仰拱法施工的基础上，其通过提高各项支护参数要求，对三台阶临时仰拱施工方法加以改良，使得隧道在贯通施工过程中，既能保证施工进度，又可以极大地提高施工的安全系数。其它的如贾金青等对管棚的加固机制及加固效果进行了研究，表明采用管棚注浆法能有效抑制软弱破碎围岩的变形，改善隧道支护结构受力，避免施工过程中产生塌方。张蓓等对超前小导管的加固参数与加固效果进行了研究，研究表明超前小导管注浆支护能够提高围岩的稳定性，减少洞室的变形和塑性区，其环向分布范围、管径等是主要的加固参数。

总之，现有技术的研究中，一般集中于对现有设计方案的优化分析或者参数范围的优化设计，然而对支护方式本身的创新和开拓较少，且现有技术中的支护施工要么过于复杂和繁琐，在某些条件下过于保守，造成浪费，要么施工设计过于薄弱而存在较大的安全隐患，给隧道工程的建设和后期的运营带来较大的安全风险，因而不能完美解决隧道穿越软弱、破碎围岩地层时掌子面及拱顶塌腔容易坍塌等问题，亟待改进。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种隧道前沿支护施工及含有前沿支护的隧道支护施工方法，以解决上述背景技术中的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种隧道前沿支护施工方法，隧道内设置超前支护，超前支护包括多排拱架以及对应拱架设置的超前小导管；所述前沿支护包括如下步骤：

S1、掌子面与距离最近的拱架的拱部间的区域为前沿区域；

S2、当前沿区域内存在因小塌方或掉块导致的超前小导管外露时，将钢筋网片覆盖于超前小导管顶部区域并将钢筋网片固定于超前小导管上；

S3、喷射混凝土，紧贴隧道顶部内壁开始逐步喷射至超前小导管底部，喷射混凝土将超前小导管与隧道顶部内壁间区域填充并包裹所述超前小导管与钢筋网片。

进一步的，所述步骤S2中，所述钢筋网片与超前小导管绑扎固定。