[发明专利]隧道塌方段反吹砂注浆回填结构及其施工方法

说明书

本发明涉及隧道开挖技术领域，提供了一种隧道塌方段反吹砂注浆回填结构及其施工方法。包括用于封闭掌子面上部的缺口的封闭墙，所述掌子面的已开挖侧设有反压回填土，所述反压回填土与已开挖隧道的洞顶之间形成有施工空间；拱部空腔自下而上回填有初次吹砂层、混凝土层及二次吹砂层，所述初次吹砂层处于所述拱部空腔的下部区域，所述混凝土层处于未开挖隧道的拱部轮廓线的外周，所述二次吹砂层处于所述拱部空腔的中部区域；初次吹砂层起到了垫层的作用，混凝土层主要起到加强未开挖隧道的拱部轮廓线的外围结构的作用，二次吹砂层起到了缓冲层的作用；通过上述结构对拱部空腔进行回填，确保了回填结构的稳定性，有效的控制且避免隧道二次塌方。

技术领域

本发明属于隧道开挖技术领域，特别涉及一种隧道塌方段反吹砂注浆回填结构及其施工方法。

背景技术

在隧道开挖时会遇到软岩失稳段，此区域不良地质类型多、规模大、地质构造复杂，特殊岩土分布广泛，工程处理量大。开挖时很有可能会遇到溶洞坍塌，进而影响工程的施工，如果处理不得当，很有可能造成二次坍塌，直接导致隧道整体的稳定。

如图1所示，在开挖某隧道时，已开挖隧道1的掌子面2的上部出现缺口3且产生大面积掉块，随即沿洞顶产生向掌子面2后方的纵向开裂；原设计该处围岩级别为Ⅲ级，采用锚喷支护方式，开挖方式为全断面。此次大面积塌方形成的拱部空腔4高达7～9m，拱部空腔4的下部延伸至未开挖隧道5的上部，掌子面前方岩层变化为炭质页岩夹炭质千枚岩，受地震影响较为破碎且炭质千枚岩遇水即软强度极低，后续发现岩面有较多围岩裂隙水渗出，整体结构呈现软岩大变形趋势。针对上述拱部空腔4，需要设计回填结构以避免隧道二次塌方，同时回填之后由掌子面2继续向前开挖时，还需对拱部空腔4下方的未开挖隧道5进一步的进行防护处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隧道塌方段反吹砂注浆回填结构，对拱部空腔进行回填，避免隧道二次塌方。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种隧道塌方段反吹砂注浆回填结构，包括用于封闭掌子面上部的缺口的封闭墙，所述掌子面的已开挖侧设有反压回填土，所述反压回填土与已开挖隧道的洞顶之间形成有施工空间；拱部空腔自下而上回填有初次吹砂层、混凝土层及二次吹砂层，所述初次吹砂层处于所述拱部空腔的下部区域，所述混凝土层处于未开挖隧道的拱部轮廓线的外周，所述二次吹砂层处于所述拱部空腔的中部区域。

可选的，还包括吹砂管一和吹砂管二，所述吹砂管一的出砂端由所述已开挖隧道穿过所述封闭墙延伸至所述拱部空腔的下部区域，所述吹砂管一用于形成所述初次吹砂层；所述吹砂管二的出砂端由所述已开挖隧道穿过所述封闭墙延伸至所述拱部空腔的中部区域，所述吹砂管二用于形成所述混凝土层及所述二次吹砂层。

可选的，所述吹砂管二包括可拆卸式连接的斜管段和竖管段，所述斜管段由所述已开挖隧道斜向延伸至所述拱部空腔的下部区域，所述竖管段由所述拱部空腔的下部区域竖向延伸至所述拱部空腔的中部区域。

可选的，所述已开挖隧道的内壁设有加固钢架，所述加固钢架与所述已开挖隧道的既有锚喷支护连接。

可选的，所述反压回填土自上而下分为上台阶回填土、中台阶回填土及下台阶回填土，所述上台阶回填土、所述中台阶回填土及所述下台阶回填土的长度逐渐增加，且所述上台阶回填土仅为中部核心土。

可选的，所述拱部空腔下方的上台阶开挖段的后段和前段均设有上台阶拱架、中段设置有吊拱，所述吊拱包括与所述混凝土层连接的吊挂锚杆和与所述吊挂锚杆的下端连接的拱形钢模板。

可选的，所述吊挂锚杆包括同轴配合的外中空杆和内中空杆，所述外中空杆的上端设置有楔缝式端头，所述内中空杆的上端设置有与所述楔缝式端头的内壁配合的楔形端头，所述内中空杆的下端设置有紧固螺母与垫板，所述外中空杆的外周镀有玻璃纤维，所述外中空杆的外周还设置有水泥砂浆卷。

可选的，所述已开挖隧道及所述未开挖隧道的内壁设有排水管。