[发明专利]一种适于高地应力深埋软岩隧道的围岩滞后注浆加固方法

说明书

本发明涉及隧道施工技术领域，更具体而言，涉及一种适于高地应力深埋软岩隧道的围岩滞后注浆加固方法。包括步骤：开挖上台阶，上台阶初支，布置上台阶监测点；放样上台阶深浅孔注浆位，预埋注浆小导管；开挖中台阶，中台阶初支，布置中台阶监测点；放样中台阶深浅孔注浆位，预埋注浆小导管；开挖下台阶，下台阶初支，布置下台阶监测点，施做仰拱初期支护；变形进入缓慢增长期后，先进行浅部围岩低压注浆；浅部围岩浆液形成止浆屏障后，进行深部围岩高压注浆。本发明提高高地应力深埋软弱围岩的注浆效率，同时采用深浅孔注浆管加固围岩，保证注浆范围和加固效果，又能防止跑浆漏浆。本发明主要应用于高地应力深埋软岩隧道的围岩滞后注浆加固方面。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，更具体而言，涉及一种适于高地应力深埋软岩隧道的围岩滞后注浆加固方法。

背景技术

深部岩体构造复杂，地应力高，我国西南地区的隧道工程建设经常面临着高地应力引发的软岩大变形问题。围岩注浆加固是一种主动提高软弱围岩承载能力的支护方法，主要包括隧道开挖前的超前掌子面注浆和隧道开挖后的断面围岩径向注浆。一般采用小导管向隧道围岩注入浆液，浆液通过填充、渗透、挤密等方式，在裂隙中形成浆液与充填物的固结体，增大颗粒之间的粘结力，从而提高岩体的整体强度。但对于高地应力深埋软弱岩体，隧道开挖前和开挖后初期，岩体裂隙在高地应力水平下处于压密状态，围岩的可注性较差，浆液的注入效率较低。因此，对于高地应力深埋软岩隧道一般采用滞后注浆加固技术，在掌子面开挖和施作初期支护后，待围岩变形发展至一定程度时再向初期支护背后的松动岩体注入浆液，提高围岩的整体承载能力。

滞后注浆的加固效果首先取决于注浆时机。若注浆时机过早，围岩的内部孔隙在高地应力水平下压密性较大，此时岩体的可注性较差。且高地应力环境下，若围岩应力及变形释放不充分，会使注浆层在平衡前受过大的变形而发生破坏。随着变形逐渐发展，围岩由整体性压缩向局部性扩张转化，新生裂隙发育，伴随张开度的增加，此时围岩的可注性提高。但滞后注浆的时机不宜过迟，若注浆时机过晚，滞后于围岩发生松动破坏，此时围岩的变形难以控制，注浆加固的效果难以保证。其次，注浆压力和进浆量的大小决定了加固范围。既有隧道的注浆技术一般采用一次注浆加固浅部松散围岩。但对于高地应力深埋软岩隧道，围岩的松动范围随变形快速扩大。文献[1]实测锦屏一级水电站主厂房边墙的围岩松弛深度达6.5～8.0m。且越靠近初期支护的浅部围岩，松动破碎程度更高。若注浆压力过小，浆液仅在初支背后的浅部围岩扩散，注浆深度和加固范围不够；若注浆压力过大，浅部松散围岩承载能力不足，易发生跑浆、漏浆现象，严重情况下还会压溃初期支护。

目前在高地应力深埋软岩隧道的实际工程应用中，围岩滞后注浆的加固时机以经验类比为主，既有常用的一次注浆加固方案对高地应力深埋软岩隧道具有明显的不适用性，难以保证注浆范围和加固效果，导致高地应力深埋软岩隧道施工期间难以避免发生支护结构的大变形问题。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种适于高地应力深埋软岩隧道的围岩滞后注浆加固方法，该方法提出的滞后注浆加固技术，能提高高地应力深埋软弱围岩的注浆效率，充分体现了高地应力深埋软岩隧道“让抗结合”的变形控制理念。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种适于高地应力深埋软岩隧道的围岩滞后注浆加固方法，包括以下步骤：

S1、开挖上台阶，施做上台阶初期支护。在上台阶拱顶和两侧布设变形监测点GD1、SL1和SL2，监测拱顶沉降和上台阶两侧水平收敛，绘制拱顶沉降变形/变形速率时程曲线和上台阶水平收敛变形/变形速率时程曲线；

S2、放样上台阶围岩浅孔注浆位和深孔注浆位，采用凿岩机进行预先钻孔以保证成孔质量，钻孔完成后清孔并预埋上台阶浅孔注浆管和上台阶深孔注浆管，注浆导管预埋完成后，开始下一台阶的施工；