[发明专利]一种逆作法处理隧洞塌方的施工方法

说明书

本发明涉及一种逆作法处理隧洞塌方的施工方法，包括以下具体步骤：1、搭设塌穴内安全棚护钢构，2、在塌穴内的安全棚护钢构上浇筑混凝土，3、对钢构混凝土结构的边墙基础进行固结灌浆，4、锚固上部的钢构混凝土结构，5、清除塌穴内渣体与托换钢构混凝土结构支撑体系，6、塌方段空腔混凝土衬砌，7、对塌方段衬砌混凝土顶拱回填灌浆。本发明的有益效果是：采用钢构混凝土逆作法的方案，避免了塌方处理过程中因塌落拱不稳定发生局部滑塌而造成人身和机械安全事故的发生；采用锚索或锚筋桩锁定钢构混凝土或固结灌浆形成的拱圈，简化了工序，避免了出渣、浇筑混凝土挑梁与塌方处理推进的相互干扰，缩短了塌方处理工期。

技术领域

本发明属于水利水电工程中的水工建筑技术领域，具体涉及一种逆作法处理隧洞塌方的施工方法。

背景技术

隧道塌方是由应力的作用造成洞顶与侧壁的部分岩石、软弱结构带大量塌落的现象。造成塌落的主要原因是隧道开挖时，隧道围岩的松软岩体在应力释放的作用下产生了裂缝破坏、以及围岩存在的节理和层理松弛剥落。受复杂、多变的地质条件影响，如地下水、岩溶、断层破碎带、高地应力、岩爆、瓦斯、偏压浅埋、膨胀土等条件，尤其是水渗入围岩使软化系数大的岩石强度降低，结构面的抗剪强度减小，施工难度大，安全性差，都很容易产生塌方事故。因此，隧道塌方事故可能随时发生在整个隧道施工的过程中，隧道开挖、施工支护甚至在隧道衬砌之后都有可能发生塌方。

在当前中国国内，塌方处理主要采取如下几种方式：

(1)注浆锚固法：该方法是以“非套管成孔技术”和“中高压注浆”为基础的注浆锚固法塌方处理方案。此方案中“非套管成孔技术”是方案成败的关键，它可以保证钻孔的稳定，“中高压注浆”式压力注浆，扩大有效注浆半径，连接超前长锚杆使之与压力注浆加固体成为有机整体，可以最大程度地发挥了超前锚杆的支护效果。

(2)大管棚注浆超前支护法：该方法主要采用注浆大管棚辅以注浆小导管，对塌方体进行预支护。采用短进尺、分阶段开挖，但管棚和注浆的施工必须达到预期效果，即形成一个能支撑上面松散岩石的壳体。

(3)塌坑注浆法：该方法是利用地表塌坑向塌方体注浆加固，再进行塌方体的开挖施工。但此方法代价太高，质量不易控制。

(4)塌落拱加固法：采取挂网、喷混凝土(钢纤维、聚丙烯纤维)、锚杆及预应力锚杆、轻型钢格栅及工字钢支护、混凝土浇筑等各项施工措施对塌落拱进行加固后，再采取自上而下分层开挖，在挖除塌方体时，超前做好上述支护工作，此方法的前提是拱落拱跨度已明显变小且稳定，即塌穴形成“冒尖”形状、且塌穴内的围岩结构相对完整。

例如，申请号为201510488563.4的中国发明专利申请，公开了一种隧洞塌方的处理方法及隧洞塌方支护结构，该发明是在一期支护的钢拱架顶部再设置一道与塌方空腔形状和范围相对应的拱上拱结构，通过拱上拱结构对塌方空腔进行支撑，同时辅以网喷混凝土和锚杆，以防止塌方进一步扩大。

现有技术存在的缺陷是：上述(1)～(3)塌方处理技术的前提条件不适用于隧道围岩的松软岩体在应力释放的作用下产生了裂缝破坏的状况；采用(4)塌落拱加固法，因塌落拱为层厚仅20cm的堆砌体结构，支护处理安全风险大，堆砌体结构随时会因机械扰动造成坍塌，给施工作业的人身和机械设备带来安全威胁。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种逆作法处理隧洞塌方的施工方法。

本发明所述施工方法，包括以下具体步骤：

步骤1、搭设塌穴内的安全棚护钢构

步骤1.1、将塌穴内两侧的渣堆整理平缓后，利用洞顶塌方后形成的空腔，在渣堆上安装钢支撑，钢支撑间距55cm，钢支撑采用I20A型工字钢制作，控制钢支撑的净空尺寸大于隧洞设计开挖断面50～100cm，在钢支撑与混凝土浇筑形成的钢构混凝土结构不占隧洞设计断面的同时，使钢构混凝土结构形成后具有防止上部再次塌方冲击的能力；