[发明专利]一种对城市道路下隧道拱顶围岩注浆加固的钻孔设计方法

说明书

本发明公开了一种对城市道路下隧道拱顶围岩注浆加固的钻孔设计方法，它解决了现有技术中地下影响隧道围岩注浆加固效果的问题，具有能够在避开地下管线的前提下对隧道围岩进行注浆加固的效果；其技术方案为：首先探测路面下地下管线分布情况，确定隧道、路面、地下管线的空间位置关系；然后根据地质条件确定隧道围岩注浆加固方式及范围，其中，注浆加固范围根据注浆加固圈厚度、隧道开挖轮廓线界限、钻孔终止线确定；之后确定钻孔终孔点位、钻孔开孔点位，得到钻孔轨迹，钻孔轨迹与地下管线距离低于设定长度时调整开孔点位位置；最后确定钻孔结构。

技术领域

本发明涉及城市隧道围岩注浆加固领域，尤其涉及一种对城市道路下隧道拱顶围岩注浆加固的钻孔设计方法。

背景技术

城市隧道的设计布局因为受到地表建筑物的影响，一般都设计在城市道路下，沿城市道路延展。当隧道设计在松散破碎地层或富含水地层内时，施工中往往出现隧道围岩变形、侵限甚至坍塌或路面沉陷等不良地质灾害。处治不良地质灾害的有效措施之一是对隧道围岩进行注浆加固。城市隧道由于受到市政、环保、交通等诸多方面的影响，隧道开挖往往被要求时间较短，造成工期异常紧张，开挖施工不允许停止。而在隧道内安排注浆加固的话，在隧道有限的空间内开挖和围岩注浆两道施工工序交叉施工会出现互相严重影响的后果。这也是以往在隧道内掌子面处对隧道开挖轮廓线外围岩进行超前预注浆加固时严重影响隧道施工工期的主要原因之一。

因位于城市内，路面结构层下往往敷设有各种管线，比如污水管道、雨水管道、各种电力通讯线缆等，地面钻孔的设计施工受到这些管线的严重影响。因路面下的地下管线具有隐蔽性强，分布错综复杂且局部无规律的特点，在路面上施工注浆钻孔极易会破坏管线，不仅影响管线的正常使用，严重时还会造成重大经济损失和不良社会影响。比如污水雨水管线泄漏，会引起隧道顶部地层严重沉降，甚至引发隧道坍塌和路面沉陷的重特大事故；若供电、供热、通讯等管线受损，直接会影响到民生、企事业单位安全生产甚至造成其他严重后果。

发明内容

为解决上述突出矛盾，本发明提出了在地面施工钻孔对隧道围岩进行超前预注浆加固的方案，即对围岩注浆加固后再开挖，能较好解决开挖和注浆两道工序难以交叉作业的难题，同时也保证了隧道开挖的安全。

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种对城市道路下隧道拱顶围岩注浆加固的钻孔设计方法，其具有能够在避开地下管线的前提下对隧道围岩进行系统注浆加固的效果。

本发明采用下述技术方案：

一种对城市道路下隧道拱顶围岩注浆加固的钻孔设计方法，首先探测路面下地下管线分布情况，确定隧道、路面、地下管线的空间位置关系；然后根据水文地质条件确定隧道围岩注浆加固方式及加固范围，其中，注浆加固范围根据注浆加固圈厚度、隧道开挖轮廓线界限、钻孔终止线确定；之后确定钻孔终孔点位、钻孔开孔点位，得到钻孔轨迹，钻孔轨迹与地下管线距离低于设定长度时调整开孔点位位置；最后确定钻孔结构。

进一步的，根据围岩松散破碎以及是否富含水，确定注浆加固圈厚度。

进一步的，所述钻孔终孔点位分布于钻孔终止线所形成的平面上，所述钻孔终止线由钻孔终孔深度确定。

进一步的，相邻钻孔终孔点位的间距由钻孔所处位置的围岩性质、注浆浆液性质及浆液在围岩内的扩散半径确定。

进一步的，钻孔终孔点位间距必须满足相邻钻孔内单孔浆液扩散范围有浆液扩散相互交接范围，以防止出现浆液扩散不到的区域即注浆盲区，做到浆液对注浆加固范围内围岩的全覆盖。

应尽量采用均匀布置方式使钻孔终孔点位均布在钻孔终孔点位布置线上，钻孔终孔点位布置线应以隧道走向及垂向为延展，钻孔终孔点位在同一水平面投影上尽量采用梅花形排列方式。

进一步的，根据路面障碍物分布情况、地下管线分布情况以及钻孔施工设备型号及工作尺寸，在路面上初步标定钻孔开孔点位。