[发明专利]岩溶与瓦斯共生隧道施工方法

说明书

技术领域

本发明属于岩溶与瓦斯共生隧道施工技术领域，特别涉及一种岩溶与瓦斯共生隧道施工方法。

背景技术

随着我国高速铁路建设蓬勃发展，隧道的数量越来越多，由于高速铁路线路曲线半径的限制，隧道难免要经过环境和地质复杂的地区，如：破碎岩体、断层带、岩溶、采空区、有害气体、放射性地层、岩爆、危岩落石、高地温等等。在如此复杂环境和复杂地层中的隧道施工面临着极大的风险，施工难度大，施工要求非常高。如何克服复杂环境和复杂地层中的隧道施工困难，避免施工风险，保证安全、高质量地按期完成隧道施工任务是高速铁路隧道施工成功的关键。

我国在这方面的遇到的工程实例越来越多，2005年到2006年期间，客运专线合(肥)-武(汉)铁路位于大别山北坡的红石岩、五福堂、九斗冲、周家坳、金寨、乔家山和汀筒沟等7座片(麻)岩隧道，施工中先后发生不同程度的气体燃烧现象。2005年12月22日，四川省都江堰至汶川公路董家山隧道右洞施工过程中，发生瓦斯爆炸，造成44人死亡，11人受伤的重大事故。瓦斯隧道施工中，如何预防瓦斯灾害历来是隧道施工控制的重要因素之一。隧道中瓦斯危害主要表现为中毒、窒息、燃烧、爆炸、煤与瓦斯突出五种情况，其中以瓦斯爆炸事故最易发生。一般说来，隧道内发生瓦斯灾害事故概率较小，但是一旦发生瓦斯爆炸或瓦斯突出事故，后果往往十分严重，将造成极大的生命财产损失和极恶劣的社会影响。

发明内容

本发明的主要目的是针对上述现有技术中存在的问题，提供一种施工安全的岩溶与瓦斯共生隧道施工方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种岩溶与瓦斯共生隧道施工方法，包括如下施工工艺：

1)、超前地质探测；2)、开挖施工；3)、出碴；4)、初期支护；5)、衬砌施工；6)、防排水施工；7)、施工通风；8)、施工供电；9)、煤系地层坍方处理。

所述煤系地层坍方处理中，坍方段的处理分三阶段进行，第一阶段先进行地质探测预报，初步确定坍方段的长度、高度及围岩情况；第二阶段进行坍方范围内的瓦斯探测及排放；第三阶段进行初期支护拆换及坍方处理。

所述坍方处理时，采用如下处理办法：

(1)加固封闭坍方虚碴；

(2)坍腔瓦斯治理；

(3)施作超前支护；

(4)拆换坍方段及影响范围的初期支护。

所述步骤(1)中，采用φ42注浆小导管对坍方体虚碴进行加固。长度为6米，间距50×50厘米，梅花型布置，小导管采用φ42无缝钢花管，钢花管上钻注浆孔，孔径φ8mm，孔间距15cm，呈梅花型布置，搭接长度2.0米，钢花管距孔口段1.0m不钻花孔作为止浆段，用C25喷射砼20厘米厚将掌子面封闭。

所述步骤(2)中，在坍腔底部湿式钻孔，采用局扇向钻孔处吹风，孔钻好后，埋入φ42小导管，小导管端部伸入坍腔顶部，采用高压风管向坍腔内送入高压风，不断稀释瓦斯，并将其挤出坍腔，在坍腔瓦斯浓度降到安全范围内后，注浆充填坍腔。

所述步骤(3)中，

a.超前支护采用φ108管棚一次施作到位，长度为30米，环向间距为40厘米。外插角为3°，在拱顶144°范围内布置，每节长度为1.0m，采用丝扣连接套连接，锚杆上钻注浆孔，孔径φ10mm，孔间距15cm，呈梅花型布置，距孔口段2.0m不钻孔作为止浆段；套拱为两榀工22b型工字钢架，间距1.0m；

b.超前支护第二层φ42小导管每次施作长度3.5米，向上倾角10°～12°，搭接长度1.5米，环向间距为40cm，管孔口位置设置于超前支护φ108大管棚之间，在拱顶144°范围内布置；每节长度为3.5m，环向拱部设置组合中空锚杆，边墙采用φ22砂浆锚杆，呈梅花型布置；

c.径向注浆

在初喷砼强度达到设计强度的70％后采用组合中空锚杆径向注浆，长度为4m，在拱顶144°范围内布置；

所述步骤(4)中，

a.采用18号工字钢临时支护，钢架间距为1米，纵向连接采用φ22螺纹钢弯钩连接，环向间距为1米；

b.拱部采用4米长的φ22组合中空锚杆(注浆)对围岩系统加固，锚杆间距120cm×100cm；

c.采用光面爆破爆掉原有的初期支护，局部欠挖部位用风镐凿除；

d.采用Ⅴ级加强衬砌断面，重新施作初期支护，工20b型工字钢0.6米/榀安装。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明是一种安全、高效、经济的岩溶与瓦斯共生隧道施工方法。