[发明专利]一种富水软弱地层隧道仰拱开裂的处治方法

说明书

本发明公开一种富水软弱地层隧道仰拱开裂的处治方法，属于隧道病害处治技术领域。依次经过含水影响区域确定、仰拱填充层埋设钢支撑、布设锁脚导管、布设注浆管、引排泄压、注浆加固和路面结构碎石联结对富水软弱地层隧道仰拱开裂进行处治。本发明的方法通过结构加固与注浆加固联合作用，可以在不拆除现有仰拱的条件下重新施作，在加固软弱地层的同时，能够加强仰拱的整体稳定性，实现隧道仰拱开裂的有效治理；本发明的方法工艺操作简单，施工效率高、安全性好。

技术领域

本发明属于隧道病害处治技术领域，具体涉及一种富水软弱地层隧道仰拱开裂的处治方法。

背景技术

当隧道穿越富水、软弱等不良地层时，尤其是穿越全强风化围岩时，节理裂隙发育，遇水弱化，极易引起已建成仰拱的开裂。仰拱开裂后，一方面会使支护结构强度降低，破坏隧道整体性；另一方面裂缝会导致仰拱与围岩导水通道联通，在地下水压作用下，仰拱会出现大范围涌水等病害，危害隧道安全。在进行仰拱开裂治理时，目前多采用炮机凿除和爆破拆除仰拱的处治方法，但是，采用炮机凿除，震动大，持续时间长，初支容易发生混凝土脱落。爆破拆除瞬时冲击震动大，且在有钢筋的仰拱段，需增大爆炸药量，对已施作衬砌影响较大，且重新施作仰拱仍然面临开裂的风险。

发明内容

针对以上缺陷，本发明提出一种富水软弱地层隧道仰拱开裂的处治方法，这种方法能够在不拆除仰拱和不影响已有衬砌的条件下，有效的处治隧道仰拱在不良地质段产生开裂、下沉等病害以及在地下水可能造成的涌水问题。

一种富水软弱地层隧道仰拱开裂的处治方法，具体步骤如下：

步骤一：含水影响区域确定

在仰拱面上沿隧道纵向选取若干个横向截面，每个横向截面上均钻取若干个探查孔，每个横向截面上的若干个探查孔从仰拱面向下呈辐射状向隧道外延伸，每个探查孔的深度为8-10m，以与竖直面之间夹角为45°-60°的最外侧探查孔作为探查区域的最外侧边界。

在探查孔钻进的过程中对涌水明显变化深度处进行记录，由全部探查孔的涌水明显变化深度处包围的区域为含水影响区域，探查结束后将探查孔进行注浆；

其中，涌水明显变化深度处指的是：每个探查孔施作时第一次出现涌水量变化的位置和涌水量明显减小或无涌水的位置。

步骤二：仰拱填充层埋设钢支撑

在含水影响区域上方的仰拱面处，沿隧道纵向每隔2m-3m向下开设第一安装槽，第一安装槽的长度方向为隧道横向，第一安装槽的长度与仰拱面的宽度相同、宽度为35-50cm、深度为40-50cm；然后在第一安装槽内埋设工字钢支撑，所述工字钢支撑的腹板垂直于仰拱面，工字钢支撑的翼缘分别位于腹板上下两侧，工字钢支撑的弧长根据仰拱充填厚度确定，工字钢支撑的上翼缘与仰拱充填表面之间的距离至少为50mm。

步骤三：布设锁脚导管

将φ42mm、长度为8-10m的钢管作为工字钢支撑的锁脚导管，所述工字钢支撑两端各设置有4根锁脚导管，在工字钢支撑腹板两侧的每个端部各设置有2根横向间距为15cm的锁脚导管，位于腹板同侧的4个锁脚导管沿工字钢支撑的长度方向(即隧道横向)设置，8根锁脚导管在工字钢支撑的宽度方向(即隧道纵向)上两两对应；其中，将靠近工字钢支撑端部的4根锁脚导管记为Ⅰ序，其余4根锁脚导管记为Ⅱ序。

8根锁脚导管均穿过工字钢支撑的上下两个翼缘，且锁脚导管的顶部高于上翼缘10cm，将锁脚导管与工字钢支撑焊接固定。

锁脚导管为花管，管上设置有间距10cm、直径1cm，呈梅花型布置的花眼；管内插有螺纹钢筋，螺纹钢筋的上端与锁脚导管平齐，下端超出锁脚导管，超出的距离为5cm。

步骤四：布设注浆管