[发明专利]一种单线铁路隧道半侧软岩初支变形三叉戟拱架处治方法

说明书

本发明公开了一种单线铁路隧道半侧软岩初支变形三叉戟拱架处治方法，包括：一，对初支变形、侵限段进行径向注浆加固，控制变形延伸和保证更换变形侵限钢拱架的安全；二，根据监控测量的数据，待注浆的收敛变形基本稳定后，保留拱部单元的拱架，由下台阶向上台阶依次更换三叉戟钢拱架；三，再次对初支变形、开裂、侵限段进行径向后注浆加固，使喷射混凝土更加密实，对周边围岩进行进一步的固结；四，在下台阶开挖前，要对围岩破碎严重处注浆加固，每进尺2.0m，都要采用三中方法，对隧道两侧的初支背后进行径向注浆加固，往复循环，直至通过初支变形、侵限段。本发明对于单侧软弱破碎围岩控制变形作用好，成本低，工期短，可推广性强。

技术领域

本发明涉及铁路隧道施工的技术领域，特别是涉及一种单线铁路隧道半侧软岩初支变形三叉戟拱架处治方法。

背景技术

在某铁路建设的1号隧道出口上台阶进行钻爆法开挖后，在出完碴准备立钢架时，突然在里程DK101+899～DK101+922线路右侧20m范围前期已初支完毕段落发生较大声响，初支突然发生严重收敛变形、开裂和侵限，变形量10cm～40cm，部分锁脚锚管被拉断，掌子面开挖未及支护段线路右侧拱墙右侧坍塌1～2m。当时现场立即撤离了掌子面所有人员、材料、设备，之后再未出现突变，变形基本稳定；随后采取措施，在坍塌变形段上台阶回填洞碴2m高并夯实，以防止初支变形加大和范围扩大。具体情况如附图2所示。

经初步分析，客观上因围岩偏压且分布不均，左侧围岩整体性较好，右侧围岩破碎、稳定性较差，最终围岩受爆破施工扰动导致失稳、突变，进而初支钢架发生较大变形；施工方面，掌子面爆破强度较大、进尺偏大也是导致围岩失稳的重要原因。

针对上述隧道施工中出现的状况，现有的处治方案如下：先对变形段每榀钢架采用Ⅰ18工字钢横向支撑加固；再对变形侧拱部及边墙注浆加固，注浆管为φ42mm钢花管，环向间距1.2m，纵向间距0.8m，注浆深度4m，浆液采用普通水泥单液浆；待加固措施完成后，隔榀拆除Ⅰ18工字钢横向支撑、变形钢架及侵限喷射混凝土，重新支立原型号即Ⅰ18工字钢架并挂网喷护，新设钢架采用长4m的φ42钢管锁脚锚固，直至变形范围内的钢架全部拆除和该段初期支护重新施作完成，变形段处治结束。之后，按照设计方案进行正常的开挖、初支和二衬施工。

而现有的处治方案主要有以下几个缺点：

⑴采用Ⅰ18工字钢横向支撑后，支护力度过于保守，且横撑将空间全部分割，严重影响后续注浆加固等工序的施作。后续还需要再将横撑拆掉，既施工困难，又不安全。

⑵由于该变形段围岩已经失稳，尽管进行了注浆加固，但是自稳能力已经大大减弱，原设计的Ⅰ18工字钢钢架支撑能力已经不能满足结构稳定的需要。

⑶注浆采用普通水泥单液浆凝固和具备一定强度的时间较长，不符合当前快速处治的基本原则，且浆液若长时间没有凝固，会对初支背后已经破碎的围岩造成更大破坏，从而加剧失稳。

发明内容

本发明的目的是提供一种单线铁路隧道半侧软岩初支变形三叉戟拱架处治方法，以解决上述现有技术存在的问题，使单侧软弱破碎围岩的变形得以控制，保证安全的同时且措施简便、成本低、工期短。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种单线铁路隧道半侧软岩初支变形三叉戟拱架处治方法，当单线铁路隧道半侧软弱破碎岩初支严重变形侵限时，采取的具体施工方法包括：

步骤一，对初支变形、开裂、侵限段进行径向注浆加固，控制变形延伸和保证更换变形侵限钢拱架的安全；

步骤二，根据监控测量的数据，待注浆的收敛变形稳定后，保留拱部单元的拱架，由下台阶向上台阶依次将变形侵限侧的起拱线以下的边墙单元的拱架更换为三叉戟拱架；所述三叉戟拱架包括对称设置于所述拱部单元工字钢两侧的斜工字钢；