[发明专利]围岩外圈注浆加固方法

权利要求书

1.一种围岩外圈注浆加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

围岩情况预报：根据现场出水情况，采用超前地质预报手段对掌子面前方的围岩情况进行预报；

止浆墙(10)修筑：在掌子面处修筑紧贴掌子面的止浆墙(10)；

缓冲层(20)厚度C₁和注浆圈(30)厚度C₂确定：

根据预报的围岩情况确定C₁，C₁＝0.3m～1.0m；

根据公式：C₁＝r₂-r₁，确定缓冲层(20)外径r₂；

根据公式：和确定注浆圈(30)外径r_g；

根据公式：C₂＝r_g-r₂，确定注浆圈(30)厚度C₂，其中：

r₀为衬砌内径，r₁为衬砌外径，r₂为缓冲层(20)外径，r_g为注浆圈(30)外径，H为静水面至隧道中心的高度；K_s为衬砌渗透系数，K_r为围岩或缓冲层(20)渗透系数，K_g为注浆圈(30)渗透系数，Q为隧道开挖后允许渗流量，P_l为衬砌外渗水压力允许值；

孔位设计：根据预报的围岩情况在止浆墙(10)的正立面上设计并标定出各注浆孔的起始孔位，在止浆墙(10)前方围岩的单循环帷幕注浆长度范围内依次布设多个终孔断面(40)，并根据浆液扩散半径在各终孔断面(40)上设计出与起始孔位对应的注浆孔的终止孔位；

钻孔参数计算：根据止浆墙(10)与终孔断面(40)的位置关系计算出钻取注浆孔的钻杆的仰角α和水平角β；

钻孔及帷幕注浆：根据设计孔位和钻孔参数由止浆墙(10)正立面朝围岩方向钻取注浆孔，并仅在注浆圈(30)厚度范围内的注浆孔中喷注浆液以形成注浆圈(30)，而其余围岩及缓冲层的注浆孔为空孔，并未注射浆液加固，从而可在注浆圈(30)与隧道开挖轮廓线之间形成缓冲层。

2.根据权利要求1所述的围岩外圈注浆加固方法，其特征在于，步骤“围岩情况预报”具体为：

根据现场出水情况，采用地质雷达法、瞬变电磁法、超前水平钻孔法、隧道地质预报(TGP)法中的一种或多种方法对掌子面前方的围岩情况进行预报，以综合判断断层位置与宽度、渗透水压力。

3.根据权利要求1所述的围岩外圈注浆加固方法，其特征在于，步骤“止浆墙(10)修筑”具体包括以下步骤：

将基地采用机械为主、人工为辅的方式清理至基岩面；

采用模筑混凝土施作，加入钢筋网片，并采用药卷锚杆进行植筋操作；

采用钢支模板进行止浆墙(10)的立模并浇筑，浇筑过程中在止浆墙(10)内预留泄水孔引水及预埋补浆管。

4.根据权利要求1所述的围岩外圈注浆加固方法，其特征在于，步骤“缓冲层(20)厚度C₁和注浆圈(30)厚度C₂确定”中，

根据预报的围岩情况当围岩出水量越大、渗透水压力越大时，C₁取值越大；

根据公式：和获取两个r_g值，取数值较大的r_g值作为注浆圈(30)外径值。

5.根据权利要求1所述的围岩外圈注浆加固方法，其特征在于，步骤“钻孔参数计算”具体包括以下步骤：

在起始孔位处构建X、Y、Z空间三维坐标系，其中，X₁、Y₁和Z₁属于起始孔位的X、Y和Z三轴坐标，X₂、Y₂、Z₂属于终止孔位的X、Y和Z三轴坐标；

根据公式：计算起始孔位与对应设置的终止孔位之间的钻孔直线与钻孔直线在XY平面内的投影线之间的夹角α；

根据公式：计算投影线与水平轴X之间的夹角β，则α为钻取注浆孔时钻杆的仰角，β为钻取注浆孔时钻杆的水平角。