[发明专利]富水红砂岩地层的隧道掌子面超前降水锚杆及施工方法

说明书

本发明涉及富水红砂岩地层的隧道掌子面超前降水锚杆及施工方法，所述锚杆包括带孔的钢排水管，钢排水管内同轴设置有玻璃纤维带孔管；当掌子面排完水后，利用长钢筋将钢排水管管头处橡胶薄膜戳破，将玻璃纤维带孔管塞入钢排水管内，将钢排水套管抽出并从玻璃纤维管内对掌子面地层注浆，待注浆完成后用聚氨脂泡沫对孔口进行封堵。本发明的结构和施工方法成功将隧道掌子面超前排水孔与锚杆注浆孔合二为一，减少了因打孔对土体造成的扰动并降低了成本，也同时解决了玻璃纤维锚杆在含水量高的地层，注浆效果差，富水软弱围岩隧道开挖困难的问题。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种富水红砂岩地层的隧道掌子面超前降水锚杆及施工方法。

背景技术

在软弱围岩隧道施工中，围岩赋存环境差且承载力低，导致开挖后隧道掌子面失稳、洞室变形长时间难以稳定。隧道的拱顶塌方多归结于掌子面的坍塌失稳，因此进行掌子面-超前核心土的预加固显得尤为重要。在软弱围隧道施工过程中，采用玻璃纤维锚杆来对超前核心土进行超前注浆，能有效减少开挖后隧道的三种变形（掌子面的挤出变形、隧道的预收敛变形、隧道的收敛变形）。

但一些具有高含水量，高水压，遇水易泥化等特点的地层如富水红砂岩地层，采用玻璃纤维锚杆对掌子面-超前核心土进行直接注浆加固的效果通常不理想。该地层所需的注浆压力过高、浆液扩散效果差、浆液遇水稀释，导致进行超前注浆后的土体强度并不能满足开挖需求。因此研制一种能同时集掌子面超前降水与对超前核心土进行注浆加固的锚杆是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种富水红砂岩地层的隧道掌子面超前降水锚杆及施工方法，能在同一个孔位中，进行掌子面超前降水泄压，同时控制降水阶段内掌子面土体因固结产生的变形，且完成对掌子面超前注浆加固的玻璃纤维锚杆，克服现有技术的缺陷。

本发明所采用的技术方案为：

富水红砂岩地层的隧道掌子面超前降水锚杆，其特征在于：

所述锚杆包括带孔的钢排水管，钢排水管内同轴设置有玻璃纤维带孔管。

钢排水管管身设置有排水孔，内侧贴单向导液膜。

钢排水管外部设置有土工无纺布。

钢排水管头部设置有橡胶薄膜。

玻璃纤维带孔管管身设置有溢浆孔。

玻璃纤维带孔管的溢浆孔沿玻璃纤维带孔管轴向设置多处，每处环向均匀布置，每环均外套有橡胶带。

玻璃纤维带孔管头部设置有止水橡胶头。

止水橡胶头呈锥形，从钢排水管推入后推开橡胶薄膜进入岩体膨胀。

玻璃纤维带孔管外沿轴向设置有多处管夹，管夹内壁具有三处凸起，环向均匀分布。

富水红砂岩地层的隧道掌子面超前降水锚杆的施工方法，其特征在于：

所述方法包括以下步骤：

步骤一：当隧道开挖到富水红砂岩地层时，对掌子面进行喷射混凝土作业，将掌子面迅速封闭；

步骤二：待喷射混凝土达到强度后，向掌子面斜向打设排水孔；

步骤三：向排水孔内插入钢排水管，钢排水管外裹土工无纺布，钢排水管内侧贴单向导液膜；

步骤四：当掌子面排完水后，利用长钢筋将钢排水管管头处橡胶薄膜戳破，将玻璃纤维带孔管塞入钢排水管内，将钢排水套管抽出并从玻璃纤维管内对掌子面地层注浆，待注浆完成后用聚氨脂泡沫对孔口进行封堵；

把玻璃纤维带孔管塞入钢排水管时，先挤压止水橡胶头，当止水橡胶头穿过橡胶薄膜处到达钢排水管外时，膨胀并卡在围岩中。

本发明具有以下优点：