[发明专利]隧道施工穿越采空区应急处理方法

说明书

本发明提供了一种隧道施工穿越采空区应急处理方法，包括：在使用三台阶法挖掘隧道的过程中，在上台阶拱脚底部和/或掌子面前方存在采空区的情况下停止对掌子面的施工，并使用洞渣对上台阶进行反压回填；在上台阶表面与顶部和边侧部初期支护之间施作扇形支撑架；在变形的顶部和边侧部初期支护位置，使用混凝土回填采空区塌陷空间，形成混凝土护墙；在上台阶侵限变形段的顶部和边侧部初期支护钢拱架上方和后方位置分别施作超前管棚注浆支护；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；在掌子面及下台阶和中台阶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。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道施工穿越采空区应急处理方法。

背景技术

在隧道的施工过程中，需要穿越煤矿采空区的情况时有发生，在隧道施工至采空区导致采空区被揭露后，隧道通常会发生变形，甚至产生塌方等安全事故，因此需要在隧道施工碰到采空区的情况下进行应急处理，保证隧道施工顺利和安全的进行。

发明内容

本发明提供一种隧道施工穿越采空区应急处理方法以解决上述问题。

本发明提供的隧道施工穿越采空区应急处理方法，包括以下步骤：S1)在使用三台阶法挖掘隧道的过程中，在上台阶拱脚底部和/或掌子面前方存在采空区的情况下，停止对掌子面的施工，并使用洞渣对上台阶进行反压回填；S2)待掌子面的土体稳定后，在上台阶表面与顶部和边侧部初期支护之间施作扇形支撑架以支撑加固顶部和边侧部初期支护；S3)在变形的顶部和边侧部初期支护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；S4)在上台阶侵限变形段的顶部和边侧部初期支护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)在掌子面及下台阶和中台阶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。

优选地，所述步骤S1)使用洞渣对上台阶进行反压回填，包括：使用洞渣将下台阶和中台阶全部覆盖至与上台阶表面齐平；将所述洞渣自下台阶末端背向三台阶方向以预定坡度进行放坡回填。

优选地，所述步骤S2)在上台阶表面和顶部和边侧部初期支护之间施作扇形支撑架，包括：沿着上台阶边缘施作横梁；在所述横梁中心位置与顶部和边侧部初期支护之间施作纵梁；在所述横梁与顶部和边侧部初期支护之间所述纵梁两侧对称施作多对倾斜支撑梁。

优选地，采用I20型钢制作所述横梁、纵梁以及倾斜支撑梁。

优选地，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。

优选地，所述步骤S4)在上台阶侵限变形段的顶部和边侧部初期支护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钢拱架上方和后方位置钻设注浆孔并安装注浆管；通过注浆管进行管棚注浆以加固所述顶部和边侧部初期支护上部围岩。

优选地，所述注浆孔及注浆管与拱顶呈预定角度设置。

优选地，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的拱顶，且按照逐榀和分段的方式进行加固或置换。

优选地，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。