[发明专利]上软下硬地层盾构法与矿山法交界处隧道段围岩加固方法

说明书

本发明公开了一种上软下硬地层盾构法与矿山法交界处隧道段围岩加固方法，包括步骤：一、掌子面注浆加固：采用注浆管对上部洞体开挖面前方地层进行注浆加固；二、交界处地表注浆加固：采用袖阀管对被加固地层进行注浆加固；三、隧道拱部超前支护：对交界处隧道段拱部进行超前支护；四、注浆管拔除；五、掌子面封堵：通过回填混凝土对掌子面进行封堵，并获得掌子面封堵结构。本发明方法设计合理、施工简便且使用效果好，采用地表注浆加固与洞内加固相结合的方式对交界处隧道段围岩进行有效加固，能有效提高围岩的力学性能，并且加固前与加固后均对交界处隧道段的掌子面进行可靠封堵，能有效保证隧道安全施工，并能有效减少因开挖引起的地面沉降。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，尤其是涉及一种上软下硬地层盾构法与矿山法交界处隧道段围岩加固方法。

背景技术

矿山法(也称为浅埋暗挖法)指的是用开挖地下坑道的作业方式修建隧道的施工方法，矿山法是暗挖法的一种隧道开挖施工方法，主要用钻眼爆破方法开挖断面而修筑隧道及地下工程的施工方法。盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌；同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。矿山法投入小，造价低，但只适合土质较好的城市隧道和山岭隧道。盾构法投入大，造价高，但适合土质与围岩状况差的隧道施工。

实际施工时，对盾构法与矿山法交界处的隧道段进行施工时，施工难度较大，尤其是对围岩较为破碎、富水较丰富且处于上软下硬地层的地段(尤其是靠近海边的地段)进行施工时，由于拱顶围岩上软下硬且洞体左右差异较大，极易发生隧道溃砂塌方的风险，其中上软下硬地层中上部土层为砂土层，砂土层下方由上至下为碎石层和稳定岩层，该稳定岩层为微风化岩石层。目前，隧道施工过程中针对不良地质所采用的治理方法主要是隧道内超前注浆、洞内帷幕注浆等方式对掌子面前方进行超前加固。但上述单一的加固方式仍无法保证围岩较为破碎且富水较丰富的盾构法与矿山法交界处隧道段的施工安全，存在以下风险：第一、砂、塌方风险：由于开挖断面大、拱顶埋深浅且围岩较为破碎，在隧道爆破施工及洞内直接开孔注浆影响下极易引起洞内涌砂、塌方灾害；而洞内涌砂、塌方造成隧道上方地层损失，会发展成地表塌陷，管线断裂破坏；第二、岩性差、突水风险大：岩性差且上部有较厚的中粗砂层，地势低洼，水量大，补给充分，承压水大，突溶水风险大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种上软下硬地层盾构法与矿山法交界处隧道段围岩加固方法，其方法设计合理、施工简便且使用效果好，采用地表注浆加固与洞内加固相结合的方式对交界处隧道段围岩进行有效加固，能有效提高围岩的力学性能，并且加固前与加固后均对交界处隧道段的掌子面进行可靠封堵，能有效保证隧道安全施工，并能有效减少因开挖引起的地面沉降。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种上软下硬地层盾构法与矿山法交界处隧道段围岩加固方法，其特征在于：所施工交界处隧道段为隧道埋深小于30m的浅埋隧道，所述交界处隧道段位于已开挖隧道和待开挖隧道之间的连接处，所述已开挖隧道为采用矿山法施工成型的隧道，所述待开挖隧道位于已开挖隧道前方的盾构隧道；所述交界处隧道段由已开挖隧道段和位于所述已开挖隧道段前方的未开挖隧道段连接而成，所述已开挖隧道段为已开挖隧道前部的一个隧道节段且其长度为L1，L1的取值范围为4m～6m；所述未开挖隧道段为待开挖隧道后部的一个隧道节段且其长度为L2，L2的取值范围为8m～12m；所述交界处隧道段的长度为L3，其中L3＝L1+L2；

所述交界处隧道段位于上软下硬地层内，所述上软下硬地层包括由上至下布设的上部土层、中部岩石层和下部岩石层，所述上部土层为砂土层，所述中部岩石层为碎石层、强风化岩石层或中风化岩石层，所述下部岩石层为基岩层或微风化岩石层；