[发明专利]一种暗挖隧道的加固方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械施工技术领域，尤其涉及一种用于浅埋暗挖法施工的暗挖隧道的加固方法。

背景技术

在暗挖隧道施工时，通常需要对隧道拱顶区域进行加固和超前支护，并对隧道掌子面的地层进行注浆改良。目前，在该技术领域普遍采用的做法是在隧道拱部打设长管棚和小导管注浆，对拱部进行加固和超前支护，并对隧道掌子面的地层进行注浆改良，然后在管棚和加固拱圈的保护下进行开挖、支护与衬砌。具体而言，现有技术中的管棚施工一般通过下述方式实现：

在隧道掘进而拱顶永久支护结构未及施工或发挥作用前，使用地质钻机在隧道掘进前于其拱顶区域，按设计孔数、间距和深度钻探水平孔，埋设管壁顶钻有孔眼的钢管，并注入水泥浆以提高钢管的刚度和加固土体，使隧道拱顶预先形成一伞状管棚。此伞状管棚结构本身具抗弯、抗剪性能，可有效承载上覆局部松软土体的荷载，且使被加固土体的抗剪强度有较大幅度的提高，从而在隧道掘进而拱顶永久支护结构未及施工或发挥作用时，提供上覆土体所需的支撑力，起到一定支护作用，减小或消除因隧道掘进引起的地面沉降和临近管线的变形，确保隧道安全掘进，并和其后施作的隧道拱顶形成同一整体结构。

然而，现有技术中公开的暗挖隧道的加固方法至少存在以下缺陷：

传统施作管棚的方式精度较差，单次施作长度太短，设备对现场环境要求高，在施作过程中，需搭设工作室及作业平台，并且机械运转时振动大，又没有合适的定位装置，容易导致钻孔偏移，影响成孔质量，同时也存在较大的风险。

管棚注浆工艺落后，浆液扩散情况差；浆液扩散不均匀，砂层中易发生溜空现象，对注浆效果缺乏控制及验证；注浆管的布设缺乏统一标准；由于需要在开孔后欢喜钻头在放置钢管，现场回填注浆存在不够及时的现象；注浆压力无统一标准，个别注浆压力过低，且未能对孔口段进行有效地密封处理，导致泥浆流失，使浆液不能充分充填与孔内，易出现涌水涌砂等现象。

有鉴于此，开发出一种暗挖隧道的加固方法，解决上述现有技术中存在的问题是业界亟待解决的问题。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种暗挖隧道的加固方法，能够在有效地提高施作管棚精度，保证良好的注浆效果的同时，降低了由于注浆充填不够及时而导致坍孔的机率，简化施工工序，提高施工效率。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种暗挖隧道的加固方法，通过在隧道开挖之前于隧道拱部施作管棚，并对管棚进行注浆加固，该方法包括如下步骤：

步骤一、根据隧道拱部的设计位置和管棚施作的设计要求，搭设可调整高度的作业平台；

步骤二、在孔口段安装孔口管，并保证孔口管位置准确且安装稳固，在孔口设置用于固定管棚钢管位置的定位板，将成孔产生的位置和方向偏差控制在允许范围内；

步骤三、钻机吊装，就位，使钻头对应待钻孔位置；

步骤四、将按设计要求加工成型的管棚钢管固定于钻头尾部，并将钻头安装于钻机，开启钻机实现自进式钻进成孔；

步骤五、成孔后管棚钢管留在孔内，用水将孔内部和管棚钢管彻底清洗干净；

步骤六、通过布置于管棚钢管外侧的小管向管棚外侧孔口段范围内注入双浆液，实现对孔口的密封处理；

步骤七、将拌制好的注浆液注入管棚钢管中，实现管棚充填注浆，充填注浆至孔满后，采用棉布和木塞封堵孔口进行压浆；

步骤八、完成单管施工，做好施工后处理，并准备后续施工。

作为上述技术方案的优选实施方式，本发明实施例提供的暗挖隧道的加固方法进一步包括下列技术特征的部分或全部：

其中，所述步骤二中，所述孔口管的安装位置偏差不大于1cm，方向偏差≤1％。通过对孔口管的安装进度进行此限定，才能保证成孔的质量，使空口管在整个钻孔过程中起到阶段性的导向作用。

为了保证钻孔精度，所述步骤四中，需要在钻头钻进时，进行监测纠偏处理，并保证至少每5m监测纠偏一次，以确保钻进成孔的位置和方向。

优选地，为了达到良好的孔口密封效果，所述步骤六中，双浆液为水玻璃与水泥的混合浆液，所述混合浆液灌注于管棚钢管外侧孔口段3.5m范围内。

所述步骤七中，管棚充填注浆采用标号32.5的水泥，按水与水泥质量比1∶1～1∶0.8配制水泥浆，并以此水泥浆作为注浆液。

进一步地，所述步骤七中，管棚充填注浆的注浆压力保持在1.5Mpa～2.0Mpa，相比于现有技术中采用的0.5MPa左右的注浆压力，本发明中的注浆压力参数能够更好地保证注浆质量，并提高施工效率。