[发明专利]浅埋暗挖偏压隧道冒顶处洞内超前支护方法

说明书

本发明公开了一种浅埋暗挖偏压隧道冒顶处洞内超前支护方法，包括如下步骤：超前地质预报；洞内反压回填；立导向架；支护超前管棚，并在每个管棚的无缝钢管内套设钢筋笼后注浆；从上至下开挖土方；在管棚下施作初期支护，并在初期支护完成后以初期支护所采用的工字钢为支撑打设超前小导管，并在超前小导管打设完成后注浆即完成支护。本发明得到的浅埋暗挖偏压隧道冒顶处洞内超前支护方法通过先支护超前管棚，再打设超前小导管的方式对隧道冒顶处进行支护，管棚支护角度大，能够最大范围对隧道塌陷处形成强力支撑，进而方便后期初期支护和超前小导管的设置，同时，也不需要在初期支护时开挖管棚工作室。

技术领域

本发明涉及一种隧道施工领域，具体涉及一种浅埋暗挖偏压隧道冒顶处洞内超前支护方法。

背景技术

山区道路施工，隧道是必不可少的结构工程，能够有效缩减道路长度，优化线性。隧道施工中，尤其是砂质黏土地质段隧道，多发生冒顶坍塌事故，多采用地表加固坍塌体，洞内打设管棚或超前小导管等超前支护措施。如中国国家知识产权局于2018年10月19日公开的一种砂质黏土地质隧道冒顶处理方法，包括：超前地质预报，冒顶地表处理，洞内反压回填，超前小导管支护，采用交替钻具跟管钻进法进行双层管棚超前预加固处理，开挖，施工结束继续监控量测。该砂质黏土地质隧道冒顶处理方法安全可靠，可降低隧道的施工风险，加固效果明显，可有效地控制拱顶再次坍塌，施工方便，能确保工程质量。

上述施工方法对管棚外插角度（5°~10°）和管棚工作室均有要求，管棚外插角度太小，实际施工时若按此角度打管棚，要破坏前面已支护的初期支护，进而无法按原设计要求施作大管棚（冒顶后，上部土层松软，没有条件开挖管棚工作室，若未经处理贸然开挖，会导致二次冒顶）。基于此，申请人欲通过改良施工工序和工艺要求，降低超前支护的工艺难度，并有效提升其施工效率。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够降低超前支护的工艺难度，并有效提升施工效率的一种浅埋暗挖偏压隧道冒顶处洞内超前支护方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种浅埋暗挖偏压隧道冒顶处洞内超前支护方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，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；S2，洞内用土反压回填，再用砂石料加水泥回填上方冒顶塌孔，待上部不再塌陷，洞内不再掉土，即进入下一步施工；S3，在隧道掌子面立导向架，导向架在拱脚和拱腰处用锁脚锚杆固定；S4，在隧道掌子面上方以导向架为支撑沿隧道设计形状支护超前管棚，所述管棚采用φ108mm无缝钢管，环向布置间距为20-40cm，无缝钢管用钻机送入，根据冒顶长度按实际需要制作，打设角度为10~30°；S5，在S4中的每个无缝钢管内套入钢筋笼并注浆；S5，待超前管棚注浆完成强度达到要求后，采用“环向开挖预留核心土法”开挖掌子面环向土石方至可以立拱架为止；S6，在管棚下施作初期支护，并在初期支护完成后以初期支护所采用的工字钢为支撑打设超前小导管，在超前小导管打设完成后通过超前小导管向掌子面上方注浆，洞内超前支护完成；S7，施工结束，加密布置监测点，根据监测结果，如有需要再采取加固措施。这样，通过在掌子面处设导向架，以导向架作支撑布设管棚，并将管棚的打设角度控制在10-30°之间，后期再打设超前小导管，这种施工工序中管棚的倾斜角度大，能够最大范围对隧道塌陷处形成强力支撑，进而方便后期初期支护和超前小导管的设置，同时，也不需要在初期支护时开挖管棚工作室。另外，在初期支护时采用环向开挖预留核心土的方式从上往下开挖，前期所搭设的导向架支撑受力，超前小导管和超前大管棚注浆加固土体，保证下一循环开挖安全，后续工序可有序跟进，不需单独开挖仰拱。而在超前管棚的无缝钢管内设套设的钢筋笼能够进一步提高超前管棚的强度，使其在较大角度下也能实现稳固支撑的目的。减小二衬侵线，后期可直接在管棚下施作初期支护，复合超前支护保障开挖安全。