[发明专利]砂质黏土地质隧道冒顶处理方法

权利要求书

1.一种砂质黏土地质隧道冒顶处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S001：超前地质预报，采用TSP隧道地震波超前地质预报系统和地质雷达双向控制，并进行结果对比分析，确定岩体状况；

S002：冒顶地表处理，原地面塌坑区域拉警戒线，回填处理，确保地标排水通畅，不积水；

S003：洞内反压回填，对洞内采取反压回填处理；

S004：超前小导管支护，对溶洞区域打设超前小导管支护，环向间距0.4m，纵向间距2.0m～2.4m，外插角按7°～12°设置，超前小导管纵向间搭接长度不小于1m，注浆，超前小导管注浆采用单液水泥浆，地下水发育及水压较大时采用水泥水玻璃双液注浆，调节凝结时间，水泥浆水灰比1:1，水泥标号42.5，注浆压力为0.5MPa～1.0MPa；

S005：超前管棚支护，超前小导管注浆完成强度达到要求后，采用双层管棚超前预加固处理，环向设置延伸至边墙最大跨度位置；施工采用两种钻具交替进行跟管钻进一次成钻孔作业，当钻孔深度为10m～20m时，选择同心钻钻进，当钻孔深度大于20m时，选择偏心合金钻头进行钻进，直至钻进到设计深度；且按照先施工第二层管棚，后施工第一层管棚的顺序施工，管棚长30m，环向间距0.4m，与超前小导管位置交错布置，外插角按1°～3°设置，其中，采用两种钻具交替进行跟管钻进施工，具体包括以下步骤：

钻机位置固定：钻机钻杆轴线与孔口管轴线吻合，钻机位置固定；

起钻开孔：开孔前以孔口导管为准调整钻机，套管从导管中穿过，以导管的方位角为准，调整方位角，套管穿过导管后一头放在需钻进的地表，调平套管，然后将套管调为上倾2°～5°的角度，且钻孔过程中不断进行斜度测量，用钻机将套管压入土中8cm～12cm，然后开风，将套管打入土层1m后回转钻具跟管；

带螺纹钢管钻进：将开孔钻头取下换上偏心合金钻头及管靴，安装第一节螺纹钢管，利用管靴将第一节螺纹钢管带入孔中，直到第一节螺纹钢管尾部剩余0.4m～0.6m时停止，卸下钻杆退出钻机动力头，安装第二节钻杆和第二节螺纹钢管继续钻进，重复以上步骤，其中，在第一节螺纹钢管的前段钻设120°分布的三个孔眼，使钻具前端处风流经三个孔眼后呈三维流动状态；

洗孔：用钻杆配合钻头进行扫孔，清除浮渣，然后用高压风从孔底向孔口清理钻渣，使得管内无钻渣；

安装钢筋笼；

注浆，所述超前管棚支护中的水泥浆包括塑性膨胀组分和硬化后膨胀组分，其中，所述塑性膨胀组分占水泥浆总重的0.3％，包括钠基膨润土、明矾、活性炭和铝粉中的一种或多种；所述硬化后膨胀组分占水泥浆总重的15％，包括钙矾石类膨胀剂、氧化钙类膨胀剂、氧化镁类膨胀剂和多孔沸石类膨胀剂中的一种或多种；

S006：开挖，管棚支护完成，强度达到设计要求后，在棚护作用下开挖；

S007：施工结束，继续监控量测。

2.根据权利要求1所述的砂质黏土地质隧道冒顶处理方法，其特征在于：所述超前小导管是采用壁厚为3.5mm、长350cm～400cm的热轧无缝钢管加工制成钢花管，钢花管前端加工成圆锥形，尾部焊接Φ6mm钢筋加劲箍，管壁四周钻四排Φ6mm压浆孔。

3.根据权利要求1所述的砂质黏土地质隧道冒顶处理方法，其特征在于：在超前小导管支护步骤中，当衬砌类型为S-Iva级时，采用长350cm的热轧无缝钢管加工制成钢花管，超前小导管纵向间距每环2.0m，超前小导管布置于拱部100°范围内；当衬砌类型为S-Vb、S-Vc、S-Vd级时，采用长400cm的热轧无缝钢管加工制成钢花管，超前小导管纵向间距每环2.4m，超前小导管布置于拱部120°范围内。

4.根据权利要求1所述的砂质黏土地质隧道冒顶处理方法，其特征在于：TSP隧道地震波超前地质预报系统的布置包括炮孔布置和传感器钻孔布置；其中，所述炮孔布置：第一爆破孔距掌子面40m，距传感器20m，爆破孔的间距1.5m，炮孔数量为24个，炮孔直径为42mm，炮孔孔深为1.5m，炮孔孔向是垂直轴线并向下倾斜10°～15°；炮孔高度是在底板以上1.0m，各炮孔呈直线分布；所述传感器钻孔布置：距掌子面60m，距第一爆破孔20m处，钻孔数量为1个，钻孔直径为50mm，钻孔孔深为2.0m，钻孔孔向是垂直于轴线，钻孔高度是在底板以上1.0m。