[发明专利]隧道断层破碎带区段的支护方法

权利要求书

1.一种隧道断层破碎带区段的支护方法，其特征在于，包括超前地质预报、超前支护、砂浆锚杆、挂钢筋网、工字钢拱架支撑以及喷射混凝土，在隧道的开挖轮廓线外形成柔性封闭环，支撑隧道断层破碎带区段，

其中，超前地质预报包括：对断层破碎带进行超前水平探孔，在断层破碎带设置多个瓦斯传感器，通过瓦斯传感器探测孔内瓦斯浓度，通过瓦斯监控系统实时监测断层破碎带施工过程中的一氧化碳含量和风速，当测量得到的瓦斯浓度超过瓦斯突出标准，隧道洞内安装的动力电源自动切断，并启动预警装置，发出警报信号，且启动瓦斯排放装置，将瓦斯排出围岩；其中，通过瓦斯监控系统对瓦斯情况进行实时监测，包括在隧道洞口监控中心设置主控机、通信接口、UPS电源、避雷器和打印机，监控主控机通过通信接口与隧道洞内的两台分站连接，分站用于隧道洞内的传感器的通信和控制；

超前支护包括：在开挖围岩断面的拱部钻孔，在钻孔中打入双层超前小导管，内层导管长4.5米，外层导管长3.5米，在超前小导管与隧道开挖断面的交接工作面喷射混凝土，通过双层超前小导管注入浆液，待浆液凝固强度达到80％，进行隧道开挖，其中，在超前小导管进行施工时，先打入双层超前小导管作为锁口段，注入砂浆，再进行初期支护，初期支护完成之后，在距离锁口2米处打入第二环的外层超前小导管，距离锁口3米处打入第二环的内层超前小导管，在钻孔中打入超前小导管时，用高压风将导管内的砂石吹出，在超前小导管注浆时，采用群管注浆方式，注浆顺序环向从两侧拱脚往拱顶先下后上进行；

砂浆锚杆包括：对隧道围岩断层段喷射混凝土，进行岩面封闭，在隧道围岩断面钻锚杆钻孔，在锚杆钻孔内注入砂浆，将砂浆锚杆放置于锚杆钻孔中，多根砂浆锚杆呈梅花形布置；

挂钢筋网包括：贴近隧道围岩面布设双层钢筋网片，且钢筋网片与砂浆锚杆焊接固定；

工字钢拱架支撑包括：在隧道围岩面采用工字钢支护，多个工字钢沿围岩面形成拱架支撑，并采用锁脚锚杆固定，工字钢间距75厘米，工字钢纵向通过螺纹钢筋连接，横向与锁脚锚杆焊接固定；其中，所述工字钢采用I18工字钢，锁脚锚杆采用长度为3.5m的φ22药卷锚杆；

喷射混凝土包括：在隧道围岩表面初次喷射混凝土形成半刚性衬砌，施工砂浆锚杆、钢筋网以及工字钢拱架支撑之后，再次喷射混凝土至与工字钢拱架支撑表面平齐，使得砂浆锚杆、钢筋网和工字钢拱架支撑统一受力；

采用全断面帷幕注浆堵水，帷幕注浆采用套管柱塞方式，在注浆孔前端安装φ108×4mm套管，套管长3m，孔口外露20～30cm，每循环超前预注浆前设置5m厚的止浆墙，施工30米作为一个施工循环，成孔注浆采用分段注浆，套管安装完毕后，每钻进5～7m即开始注浆，注浆达到设计要求之后开始下一段钻孔注浆。

2.根据权利要求1所述的隧道断层破碎带区段的支护方法，其特征在于，所述超前小导管打入围岩断面的长度不小于超前小导管实际长度的90％，单个钻孔的注浆量不小于每个钻孔平均注浆量的80％。

3.根据权利要求1所述的隧道断层破碎带区段的支护方法，其特征在于，隧道的开挖长度小于超前小导管的注浆长度，预留出下一次施工循环的止浆墙。

4.根据权利要求1所述的隧道断层破碎带区段的支护方法，其特征在于，在隧道内的集中出水点处钻孔，并在钻孔内安装导管，进行集中排水。

5.根据权利要求1所述的隧道断层破碎带区段的支护方法，其特征在于，在隧道内的大面积出水点处，利用土工布或防水板进行覆盖，将出水引导至边墙，在边墙后埋设排水管，通过排水管将出水排至排水沟内，再通过排水沟将出水排至隧道洞外。

6.根据权利要求1所述的隧道断层破碎带区段的支护方法，其特征在于，

注浆范围为隧道围岩开挖面轮廓线外5米，扩散半径为2米，注浆段分两次进行，第一次注浆孔距离开挖断面边界0.5米，第二次注浆孔距离开挖断面边界1.0米，第一次注浆孔的外岔角为9.3度，第二次注浆孔的外岔角为9.7度。