[发明专利]一种适用于碎裂状岩体隧道初支快速换拱的施工方法

说明书

本发明公开一种适用于碎裂状岩体隧道初支快速换拱的施工方法，包括步骤：步骤一、确定侵限范围及侵限程度；步骤二、初支侵限段拱墙径向注浆；步骤三、施作超前套拱；步骤四、拆除侵限初支及其周边围岩；步骤五、重新施作初期支护结构；步骤六、拆除超前套拱；步骤七、完成拆换施工；在隧道完成换拱区域布置观测点，从步骤一开始至步骤七结束，整个过程中监测隧道特征位置的拱顶的沉降和收敛，监测频率为每天2～3次，并将换拱初支的变形监测结果向施工技术人员及时反馈。本发明具备安全性能高、经济性好和可操作性强等优点，适用于碎裂状岩体隧道初支大变形侵限、拱墙部分全局拆换的换拱施工。

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，具体涉及一种适用于碎裂状岩体隧道初支快速换拱的施工方法。

背景技术

随着西部大开发战略的快速推进，我国西部山区兴建了一大批交通隧道。穿越复杂地层施工时，大量隧道出现了围岩大变形，引发隧道初支结构侵入隧道设计限界，导致隧道净空无法满足要求，为此需要进行换拱处理。碎裂状岩体的节理裂隙极为发育，结构面间距小于0.2m、一般在3组以上，分离体较多，整体强度低，受软弱面控制，相比于一般软弱围岩，在施工扰动作用下，更容易发生大变形，对隧道施工和结构受力极为不利。碎裂状岩体往往是造成施工期隧道大变形灾害、初支侵限的主要原因。

换拱施工是解决初期支护变形过大侵入隧道限界问题的重要方法，需要对侵限范围内的围岩和初期支护进行拆除，并重新开挖围岩至设计轮廓，并且考虑一定的预留变形量，然后重新施作初期支护。一般换拱施工为减小换拱的施工安全风险，将每榀钢架分成多个单元，每次施工仅对即将拆换单元进行局部爆破、凿除，然后逐个更换。采用此种方法换拱施工，无法对围岩进行有效保护，施工安全难以保障，同时，施工程序琐碎复杂，施工效率低下，导致工期延长，增加施工成本。因此，在隧道换拱施工的过程中，如何实现快速、安全更换侵限的初期支护，兼顾施工安全和换拱效率，成为广大工程人员密切关注的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种适用于碎裂状岩体隧道初支快速换拱的施工方法，主要应用于隧道穿越碎裂状岩体地层隧道发生大变形的换拱施工。通过对换拱段落拱墙进行注浆加固，辅以超前套拱支护，保证换拱施工过程安全进行，一次性拆除整榀钢架，快速重新施作初期支护，支护及时封闭成环，大大提升了换拱施工效率；具备安全性能高、经济性好和可操作性强等优点，适用于碎裂状岩体隧道初支大变形侵限、拱墙部分全局拆换的换拱施工。

为达到上述目的，本发明提供的上述一种适用于碎裂状岩体隧道初支快速换拱的施工方法，包括步骤：

步骤一、初挖，采用台阶法开挖至富水软弱围岩地段；

步骤二、开挖上台阶，快速施做喷射混凝土，利用钻机在开挖面两侧设计的拱脚处进行超前钻孔；

步骤三、设置上台阶小导管，将小导管送入步骤二中的钻孔中，并对小导管进行注浆作业，每根小导管的砂浆与围岩凝结形成稳定结构，在开挖面两侧形成第一大拱脚；

步骤四、完成上部支护，利用步骤三形成的第一大拱脚架设钢架和第一锁脚锚管，形成完整的上部支护体系；

步骤五、开挖下台阶，利用钻机在下台阶两侧设计的拱脚处进行超前钻孔，进行超前地质预报；

步骤六、设置下台阶小导管，将小导管送入步骤五中的钻孔中，并对小导管进行注浆作业，每根小导管的砂浆与围岩凝结形成稳定结构，在下台阶两侧形成第二大拱脚；

步骤七、完成下部支护，利用步骤六形成的第二大拱脚，选择架设钢架以及第二锁脚锚管和钢筋网施做，形成完整的下部支护体系；

步骤八、开挖仰拱部分，利用步骤六形成的第二大拱脚，施做仰拱支护并进行仰拱回填。

优选的，具体注浆实施方式为：