[发明专利]处理小断面隧洞塌方的方法

说明书

本发明公开了一种处理小断面隧洞塌方的方法，涉及隧道施工技术领域，目的在于为处理小断面隧洞软弱破碎围岩洞段较大塌方，提供一种技术简单、操作性强、造价低且切实有效的超前支护方法。本发明采用的技术方案是：处理小断面隧洞塌方的方法，通过对洞内塌方体的松散渣体进行加固，在起拱线以上，使小导管与注浆体成为整体，形成有效支撑上方松散岩体的壳体；对起拱线以下塌方体进行预固结，出渣过程中采取预留核心土的方法进行开挖支护，进而安全快速通过塌方段。本发明针对小断面隧洞软弱破碎围岩洞段，适用于处理掌子面及顶部较大塌方且无法继续出渣的情况，本发明技术简单、操作性强且切实有效，可加快施工进度，并降低施工安全风险。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体是一种适用于对小断面隧洞软弱破碎围岩洞段出现的塌方进行处理的方法。

背景技术

小断面隧洞软弱破碎围岩洞段出现塌方事故后，目前通常的处理方法主要有以下三种：方法一：注浆锚固法。该方法是以“非套管成孔技术”和“中高压注浆”为基础的注浆锚固法塌方处理方案。方法二：大管棚注浆超前支护法，又称小导洞法。该方法主要采用注浆大管棚辅以注浆小导管，对塌方体进行预支护，采用短进尺、分阶段开挖，对塌方体的支护做到随挖随支。方法三：单排超前小导管注浆预固结法。该方法采用超前小导管对塌方体进行预固结，使塌方体与注浆小导管形成结合体，增强抵抗隧道顶部塌陷荷载及冲击荷载的能力。

注浆锚固法采用的“非套管成孔技术”是方案成败的关键，在松散岩层中，尤其在塌方体内容易造成塌孔，往往导致方案无法顺利实施。大管棚浆超前支护采用注浆大管棚辅以注浆小导管，适用于处理大断面大塌方洞段，其技术较为复杂，成本较高。

对于松散破碎且塌方体沿洞轴线方向发展范围较大的洞段，单排超前小导管注浆预固结法存在一定的局限性：第一、若超前小导管仰角较小，则起拱线以上塌方体注浆固结厚度有限，无法形成一定厚度的固结体为上部提供足够的承载力；其中，注浆固结深度越浅，固结体厚度越小。第二、若超前小导管仰角较大，虽可在起拱线以上形成足够厚度的固结体，但考虑到施工的可操作性，在小断面隧洞中仰角较大就会限制钻孔深度，可能导致无法选用合适长度的超前小导管的问题。同时，超前小导管仰角大的情况下，在塌方体开挖不断推进的过程中，随着开挖深度的不断增加，小导管与洞顶设计洞挖线偏离越大，会增加开挖难度，并且还存在因小导管下方的固结体无有效支撑而造成二次塌方的可能。

发明内容

针对以上技术存在的不足，本发明在单排超前小导管注浆预固结法的基础上进行改进，为处理小断面隧洞软弱破碎围岩洞段较大塌方，提供一种技术简单、操作性强、造价低且切实有效的超前支护方法。

本发明实现上述目的采用的技术方案是：处理小断面隧洞塌方的方法，包括以下步骤：

S1、安装支撑架加固隧洞

在新掌子面渣体后方具备施工条件的位置，先清除底脚浮渣，再进行支撑架支护施工；

具体的：步骤S1中，支撑架为钢支撑架或钢格栅，钢支撑架与钢格栅的支撑面与隧洞中线垂直、上下左右偏差在±5cm之内、斜度小于±2°，钢支撑架定位后通过打锁脚锚杆均衡分布。

S2、封闭塌方体

采用喷混凝土方式将整个新掌子面暴露的渣体面进行封闭；

具体的：步骤S2中，混凝土的标号为C20，喷混凝土厚度为20cm。

S3、超前小导管造孔

在新掌子面绘出起拱线(即开挖轮廓线)，在起拱线以上标记钻孔孔位，再钻孔，钻孔方向斜向上、穿越塌方体并进入未被扰动的岩体；在新掌子面(即起拱线以下)标记钻孔孔位，并向渣体内钻设钻孔，钻孔穿越渣体并进入原掌子面前侧的未被扰动的岩体；

进一步的是：步骤S3中，新掌子面的钻孔水平布置，为水平钻孔。