[发明专利]一种隧道初期支护磁性浆液注浆的施工方法

说明书

本发明提供了一种隧道初期支护磁性浆液注浆的施工方法，隧道每进行一段设定距离的开挖后，对隧道的新掘进段的拱顶和侧壁喷设速凝水泥砂浆；自上而下从隧道的拱顶到侧壁进行钻孔进而形成锚杆孔；制备磁性混凝土浆液；在锚杆的外部，并从锚杆顶端至锚头处紧贴锚杆外壁缠绕镀锌铜线圈，然后将锚杆插入锚杆孔内；将镀锌铜线圈通过导线与外部电源连接，通过调控外部电源电流的大小来控制锚杆周围磁场的大小；磁性混凝土浆液锚固体的施工；将磁性金属网通过锚杆固定铺设于隧道拱顶部和侧壁围岩上；向安装有磁性金属网和锚杆所在区内的围岩上喷射磁性混凝土浆液。

技术领域

本发明属于隧道工程技术领域，特别是涉及一种隧道初期支护磁性浆液注浆的施工方法。

背景技术

近年来，我国基础建设发展迅猛，交通运输行业作为利国利民的支柱产业在基础建设中有着举足轻重的地位。但我国地势复杂，尤其在西南地区山脉纵横，隧道建设成为打通全国交通网的最大难题。而一般在隧道开挖后，应立即进行初期支护，通常的做法为架设拱架和钢筋网片并进行喷锚防护。

铁路隧道初期支护目前基本为拱顶中空锚杆、边墙砂浆锚杆布置，拱顶中空锚杆是在浆体凝固后，通后锚杆体防止围岩滑动、错动、塑性变形。外加预力应使松动圈能及早形成自稳能力的预应力锚杆支护，越来越得到重视和运用。

目前锚杆注浆时，花管内水泥浆液填充密实度不够，管体周围吸附的浆液不易被水流冲散，无法对围岩中缝隙较大时注浆量实现有效的控制，且还无法对锚头处实现快速凝结，这对隧道初期支护造成了极大的难度。因此为了解决此类问题，亟需开发一种利用磁性混凝土浆液对隧道进行初期支护的方法。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种隧道初期支护磁性浆液注浆的施工方法，通过此施工方法能够使浆液迅速填充锚杆内部，能更好排出注浆管内气体，而且在磁场作用下，很好解决因岩体中空隙较大而导致注浆量无限增大，还能避免锚头处没有填浆的问题，从而起到增大锚固力的作用；并且还能有效地阻止围岩由于开挖产生的扰动而进入塑性状态，可限制围岩发生有害形变，进一步确保隧道初期支护的稳定性和安全性。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种隧道初期支护磁性浆液注浆的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，隧道每进行一段设定距离的开挖后，对隧道的新掘进段的拱顶和侧壁喷设速凝水泥砂浆；

步骤二，自上而下从隧道的拱顶到侧壁进行钻孔进而形成锚杆孔；

步骤三，制备磁性混凝土浆液；

步骤四，在锚杆的外部，并从锚杆顶端至锚头处紧贴锚杆外壁缠绕镀锌铜线圈，然后将锚杆插入锚杆孔内；

步骤五，将镀锌铜线圈通过导线与外部电源连接，通过调控外部电源电流的大小来控制锚杆周围磁场的大小；

步骤六，将制备好的磁性混凝土浆液注入锚杆孔时，开启外部电源，逐渐增大电流磁场强度，通过磁性混凝土浆液中的磁颗粒与镀锌铜线圈所形成的电磁场吸力，使锚杆的锚头处混凝土汇集凝固，增大了锚头处的混凝土浆液密实度，提高了锚固力，完成磁性混凝土浆液锚固体的施工；

步骤七，将磁性金属网通过锚杆固定铺设于隧道拱顶部和侧壁围岩上；

步骤八，向安装有磁性金属网和锚杆所在区内的围岩上喷射磁性混凝土浆液，磁性混凝土浆液中的磁颗粒与磁性金属网所形成的电磁场吸力，使磁性混凝土浆液更加密实的吸附在围岩上，凝固后所形成的混凝土层与锚杆、磁性金属网形成共同承载的围岩支护结构。

所述步骤二中锚杆孔成型过程中，采用钻杆反复抽插、注水或者采用高压风机进行孔内清理。

所述步骤三中磁性混凝土浆液是在混凝土浆液中加入磁性材料、胶凝剂以及速凝剂，混合搅拌均匀制备而成。

所述步骤四中锚杆外部所缠绕的镀锌铜线圈的匝数是根据工程实际情况确定。

所述步骤四中锚杆安装过程中，在锚杆的端部安装锚垫板，并通过固定在杆体端头的螺母固定。