[发明专利]隧道施工穿越采空区应急处理方法

权利要求书

1.一种隧道施工穿越采空区应急处理方法，其特征在于，所述应急处理方法包括以下步骤：

S1)在使用三台阶法挖掘隧道的过程中，在上台阶(1)拱脚底部和/或掌子面(2)前方存在采空区的情况下，停止对掌子面(2)的施工，并使用洞渣(3)对上台阶(1)进行反压回填；

S2)待掌子面(2)的土体稳定后，在上台阶(1)表面与顶部和边侧部初期支护(4)之间施作扇形支撑架(5)以支撑加固顶部和边侧部初期支护(4)；

S3)在变形的顶部和边侧部初期支护(4)位置钻孔并埋置混凝土泵送管，使用混凝土通过所述泵送管回填采空区塌陷空间，形成混凝土护墙(6)；

S4)在上台阶(1)侵限变形段的顶部和边侧部初期支护(4)钢拱架上方和后方位置分别施作超前管棚注浆支护；

S5)自隧道的小里程方向对侵限变形的初期支护进行加固或置换；

S6)在掌子面(2)及下台阶(8)和中台阶(7)表面加密设置超前探孔，通过探测判定是否存在采空区或空洞；在探测到不存在采空区或空洞的情况下完成采空区应急处理。

2.根据权利要求1所述应急处理方法，其特征在于，所述步骤S1)使用洞渣(3)对上台阶(1)进行反压回填，包括：

使用洞渣(3)将下台阶(8)和中台阶(7)全部覆盖至与上台阶(1)表面齐平；

将所述洞渣(3)自下台阶(8)末端背向三台阶方向以预定坡度进行放坡回填。

3.根据权利要求1所述应急处理方法，其特征在于，所述步骤S2)在上台阶(1)表面与顶部和边侧部初期支护(4)之间施作扇形支撑架(5)，包括：

沿着上台阶(1)边缘施作横梁(9)；

在所述横梁(9)中心位置与顶部和边侧部初期支护(4)之间施作纵梁(10)；

在所述横梁(9)与顶部和边侧部初期支护(4)之间所述纵梁(10)两侧对称施作多对倾斜支撑梁(11)。

4.根据权利要求3所述应急处理方法，其特征在于，采用I20型钢制作所述横梁(9)、纵梁(10)以及倾斜支撑梁(11)。

5.根据权利要求1所述应急处理方法，其特征在于，所述步骤S3)中所述回填采空区塌陷空间包括：

在距离顶部和边侧部初期支护(4)预定距离范围内进行回填，回填高度大于等于隧道拱顶高度。

6.根据权利要求1所述应急处理方法，其特征在于，所述步骤S4)在上台阶(1)侵限变形段的顶部和边侧部初期支护(4)钢拱架上方和后方位置分别施作超前管棚注浆支护，包括：

在需加固的顶部和边侧部初期支护(4)钢拱架上方和后方位置钻设注浆孔并安装注浆管(13)；

通过注浆管(13)进行管棚注浆以加固所述顶部和边侧部初期支护(4)上部围岩。

7.根据权利要求6所述应急处理方法，其特征在于，所述注浆孔及注浆管(13)与拱顶呈预定角度设置。

8.根据权利要求1所述应急处理方法，其特征在于，所述步骤S5)自隧道的小里程方向对侵限变形的初期支护拱架进行加固或置换，包括：

首先加固或置换隧道侧壁的变形拱架，再加固或置换所述顶部和边侧部初期支护(4)的拱顶，且按照逐榀和分段的方式进行加固或置换。

9.根据权利要求1所述应急处理方法，其特征在于，所述步骤S6)还包括：在探测到存在采空区或空洞的情况下，采用小导管径向注浆进行混凝土填充；再次进行探测，直至探测到不存在采空区或空洞，完成采空区应急处理。