[发明专利]高海拔地区隧道工程中针对不良地质的施工方法

权利要求书

1.一种高海拔地区隧道工程中针对不良地质的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)提供超前地质报告；利用地质雷达，进行超前地质预报，沿测线进行数据采集，连续探测，得到雷达反射剖面，由此提供隧道开挖工作面前方的建议围岩级别、不良地质体预报以及掌子面前方的水文地质条件和可能出现的涌水预报；

(2)超前支护施工；采用直径为30-35mm的超前锚杆对掌子面前方围岩进行锁定，所述超前锚杆的长度为4-4.5m，外插角根据实际情况进行调整，保证在一个循环的爆破之后仍有一部分锚杆存留在岩体中，对掌子面起加固作用；

(3)隧道掘进；在掌子面上设置多个钻孔，多个钻孔分别形成掏槽和爆破孔，在爆破孔内装填炸药，装填完毕后实施引爆；爆炸后，及时向掌子面喷雾、洒水，湿润岩面，通过喷雾、洒水软化围岩，促使岩层原始应力的释放调整，同时降低因爆破引起的空气中的粉尘含量，接着进行爆后出渣处理；

(4)针对涌水进行排水处理；包括涌水作业面处理以及设置排水系统与涌水出水头连接，在涌水正坡段时由排水系统直接引排至隧道的平导中部的排水沟，在涌水反坡地段时采用移动泵站的排水方法，设泵站接力排水，引排至正坡洞中部的排水沟，所述排水沟在路基外侧设置污水处理系统后引排至路基排水沟；

(5)初期支护施工；在隧道壁上施作4.5-4.8m长涨壳式预应力中空锚杆，然后喷涂一层6-8cm厚的钢纤维混凝土，然后悬挂Ф6mm的网片；然后架设型钢拱架，最后再在型钢拱架的径向内表面上喷涂一层低温混凝土；架设型钢拱架后，所述型钢拱架与围岩之间具有间隙，在所述间隙之间密实填充充气包以及弹性体；结合隧道设计尺寸、预留变形量、开挖面平整度，确定型钢拱架的尺寸和数量；所述充气包固定于型钢拱架的端头侧，向充气包充气加压，使得充气包、型钢拱架及围岩形成闭合的间隙，然后将弹性体压入闭合的间隙，填充密实；

(6)初期支护完成后，对拱顶拱腰变形较大位置进行注浆加固；采用Φ42mm钢管，进行环向、纵向按照50cm×50cm进行注浆，注浆按照压力1.2-1.5MPa控制；

(7)在低温混凝土表面敷设一层防水层，并使用土工布防护；

(8)仰拱和二衬施工；根据相关规范要求确定隧道仰拱、二衬的施工措施和几何参数，并完成仰拱和二衬施工；所述二衬施工为：二衬沿隧道长度方向分块施工，在相邻两块之间留有模筑施工缝；每块二衬采用三段式结构并在每相邻段之间留有间隔，相邻两块二衬的间隔位置各不相同，在每块二衬的相邻段之间的间隔之间安装有弹性变形材料，所述弹性变形材料与每块二衬的长度相等；

所述弹性变形材料包括以下重量份的成分：石油沥青80-90份、TPV70-80份、石棉水泥50-60份、顺丁橡胶55-60份、矽酸钙10-12份、硬脂酸镁1-3份、玄武岩纤维5-8份；所述弹性变形材料的施工方法包括以下步骤：1)将石油沥青熔化脱水，并温度保持至125-130℃；2)将顺丁橡胶缓慢注入经脱水处理过的石油沥青中，并持续加热，充分搅拌至全部熔化；3)将步骤2)的混合液温度降到60-65℃，再将经预热干燥处理过的其他原料加入混合液内，搅拌均匀后待用；4)清理二衬混凝土表面，除去杂物，并将表面粉尘清理干净；5)在清理完基面后，均匀覆盖涂抹冷底子油；6)将配制好的弹性变形材料均匀铺满所述间隔，并在铺设的同时对弹性变形材料进行加压，加压压力为0.5-1MPa，使之与二衬混凝土的表面紧密粘结。

2.根据权利要求1所述的一种高海拔地区隧道工程中针对不良地质的施工方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述地质雷达的采集方式为连续，每扫描采样数为1024，采集时窗为600ns。

3.根据权利要求2所述的一种高海拔地区隧道工程中针对不良地质的施工方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，还包括在沿开挖轮廓线周边施作超前应力释放孔，以提前释放应力、降低岩体能量；应力释放孔采用松动爆破的方式在隧道周围形成破碎带，主动给岩体提供变形空间，释放围岩应力，减弱岩爆发生强度，应力释放孔的间距为0.6-0.8m。

4.根据权利要求3所述的一种高海拔地区隧道工程中针对不良地质的施工方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，在掌子面开挖之前，沿掌子面边沿打径向锁口锚杆，间距为0.9-1m，开挖长度为3.5-4m。