一種富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道施工方法，包括以下步驟：1）開挖前，對(duì)所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖進(jìn)行降水處理，其中，所述降水處理包括全斷面輕型井點(diǎn)真空降水處理和深井真空降水處理；2）在對(duì)所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖進(jìn)行降水處理后，根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的隧道形狀及大小，對(duì)所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖進(jìn)行挖掘，形成所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道。本發(fā)明的有益效果：針對(duì)富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道，在開挖前，先進(jìn)行全斷面輕型井點(diǎn)真空降水和深井真空降水，使得巖層中水的含量降低，提高了巖層的自身強(qiáng)度，保證巖層的加固效果，實(shí)現(xiàn)了富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道的快速施工。
【專利說(shuō)明】一種富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及隧道施工領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道施工方法。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003]第三系富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖，開挖后巖面有一定穩(wěn)定性，但隨著初期支護(hù)的施工，巖面由于滲水出現(xiàn)逐漸軟化出現(xiàn)涌砂、涌泥等現(xiàn)象，自穩(wěn)性差。目前，富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道按照VI級(jí)圍巖設(shè)計(jì)施工，常規(guī)的超前加固方法(如小導(dǎo)管、大管棚注漿等)仍不能達(dá)到預(yù)期的圍巖加固效果。
[0004]針對(duì)上述相關(guān)技術(shù)中富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道開挖過(guò)程中，巖體穩(wěn)定性差的問(wèn)題，目如尚未提出有效的解決方案。
[0005]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述相關(guān)技術(shù)中富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道開挖過(guò)程中的巖體穩(wěn)定性差的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道施工方法，能夠提高巖層的自身強(qiáng)度，保證巖層的加固效果。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道施工方法，包括以下步驟:
開挖前，對(duì)所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖進(jìn)行降水處理，其中，所述降水處理包括全斷面輕型井點(diǎn)真空降水處理和深井真空降水處理；
在對(duì)所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖進(jìn)行降水處理后，根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的隧道形狀及大小，對(duì)所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖進(jìn)行挖掘，形成所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道。
[0008]進(jìn)一步的，所述全斷面輕型井點(diǎn)真空降水處理包括:
在預(yù)先設(shè)計(jì)的隧道掌子面拱頂部位布設(shè)超前真空降水管，進(jìn)行隧道拱部輕型井點(diǎn)真空降水；
在預(yù)先設(shè)計(jì)的隧道側(cè)壁部位斜向下打設(shè)豎向真空降水管，進(jìn)行隧道側(cè)壁輕型井點(diǎn)真空降水。
[0009]進(jìn)一步的，所述深井真空降水處理包括:
在預(yù)先設(shè)計(jì)的隧道仰拱基坑的周圍埋置深于基底的真空降水管，進(jìn)行深井真空降水。
[0010]進(jìn)一步的，所述真空降水管的埋置包括:
在預(yù)先設(shè)計(jì)的放井位埋設(shè)護(hù)口管，并在護(hù)口管的管外用粘土填實(shí)封嚴(yán)；
通過(guò)預(yù)先配置的鉆機(jī)對(duì)所述護(hù)口管內(nèi)的土層進(jìn)行鉆孔，并在鉆至預(yù)定位置時(shí)，加清水調(diào)漿進(jìn)行沖孔；
在沖孔結(jié)束后，下放周壁管道，并在所述周壁管道的管外用礫料和粘土填實(shí)封嚴(yán)； 在所述周壁管道施工完成后，采用活塞和空壓機(jī)對(duì)所述周壁管道內(nèi)的井孔進(jìn)行洗井；在所述洗井完成后，下放吸水管，并在所述吸水管上接真空管、鋪設(shè)排水管道、安裝真空泵，形成所述真空降水管。
[0011]進(jìn)一步的，所述護(hù)口管上部應(yīng)高出地面0.1Om?0.30m。
[0012]進(jìn)一步的,所述粘土的粒徑小于3cm。
[0013]進(jìn)一步的，所述沖孔的程度包括:至泥漿密度逐步調(diào)至接近1.05、孔底沉淤小于30cm、返出的泥漿內(nèi)不含泥塊。
[0014]進(jìn)一步的，真空降水過(guò)程中的真空負(fù)壓小于-0.06MPa。
[0015]進(jìn)一步的，在根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的隧道形狀及大小，對(duì)所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖進(jìn)行挖掘，形成所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道使，通過(guò)交叉中隔壁CRD六步開挖法進(jìn)行挖掘。
[0016]本發(fā)明的有益效果:針對(duì)富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道，在開挖前，先進(jìn)行全斷面輕型井點(diǎn)真空降水和深井真空降水，使得巖層中水的含量降低，提高了巖層的自身強(qiáng)度，保證巖層的加固效果，實(shí)現(xiàn)了富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道的快速施工。
[0017]

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道施工方法的流程圖；
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的全斷面輕型井點(diǎn)真空降水的布局圖；
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的深井真空降水的布局圖；
圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的CRD六步開挖的隧道截面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:
1、真空降水管;2、豎向降水管；3、井管；4、120臨時(shí)鋼架；5、鎖腳錨桿；6、I25a型鋼鋼架。
[0021]

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例所述的一種富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道施工方法，包括以下步驟:
步驟S101，開挖前，對(duì)所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖進(jìn)行降水處理，其中，所述降水處理包括全斷面輕型井點(diǎn)真空降水處理和深井真空降水處理； 步驟S103，在對(duì)所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖進(jìn)行降水處理后，根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的隧道形狀及大小，對(duì)所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖進(jìn)行挖掘，形成所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道。
[0024]其中，在一個(gè)實(shí)施例中，在對(duì)所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂進(jìn)行全斷面輕型井點(diǎn)真空降水處理時(shí)，所述全斷面輕型井點(diǎn)真空降水處理可包括:在預(yù)先設(shè)計(jì)的隧道掌子面拱頂部位布設(shè)超前真空降水管，進(jìn)行隧道拱部輕型井點(diǎn)真空降水；并在預(yù)先設(shè)計(jì)的隧道側(cè)壁部位斜向下打設(shè)豎向真空降水管，進(jìn)行隧道側(cè)壁輕型井點(diǎn)真空降水。
[0025]對(duì)于上述全斷面輕型井點(diǎn)真空降水處理來(lái)說(shuō)，在具體應(yīng)用時(shí)，在掌子面拱頂部位布設(shè)真空降水管時(shí)可根據(jù)掌子面滲水情況、掌子面自穩(wěn)能力以及施工難度等因素綜合確定，全斷面輕型井點(diǎn)真空降水中的真空降水管布設(shè)方式。具體如下:
如圖2所示，從掌子面拱頂部位布設(shè)4m長(zhǎng)超前真空降水管，外插角5度?10度，間距l(xiāng)m，如無(wú)法滿足拱部開挖要求，拱頂降水管間距調(diào)小，進(jìn)行加密；在各部的隧道側(cè)壁斜向下打設(shè)豎向降水管2，①、②、③、④(其中①、②、③、④分別代表左上部、左中部、右上部、右中部)部井點(diǎn)位于CRD臨時(shí)仰拱拱腳上50cm，長(zhǎng)度4m，外插角30度；?、⑥(⑤、⑥分別代表左下部和右下部)部?jī)蓚?cè)壁拱腳上50cm布設(shè)6m長(zhǎng)真空降水管，外插角60度。
[0026]在另一個(gè)實(shí)施例中，在對(duì)所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂進(jìn)行深井真空降水時(shí)，所述深井真空降水可包括:在預(yù)先設(shè)計(jì)的隧道仰拱基坑的周圍埋置深于基底的真空降水管，進(jìn)行深井真空降水。其中，所述真空降水管的埋置包括:
采用活塞和空壓機(jī)對(duì)所述周壁管道內(nèi)的井孔進(jìn)行洗井；在預(yù)先設(shè)計(jì)的放井位埋設(shè)護(hù)口管，并在護(hù)口管的管外用粘土填實(shí)封嚴(yán)；
通過(guò)預(yù)先配置的鉆機(jī)對(duì)所述護(hù)口管內(nèi)的土層進(jìn)行鉆孔，并在鉆至預(yù)定位置時(shí)，加清水調(diào)漿進(jìn)行沖孔；
在沖孔結(jié)束后，下放周壁管道，并在所述周壁管道的管外用礫料和粘土填實(shí)封嚴(yán)；
在所述周壁管道施工完成后，
在所述洗井完成后，下放吸水管，并在所述吸水管上接真空管、鋪設(shè)排水管道、安裝真空泵，形成所述真空降水管。
[0027]對(duì)于上述深井真空降水處理來(lái)說(shuō)，在具體應(yīng)用時(shí)，采用活塞和空壓機(jī)對(duì)所述周壁管道內(nèi)的井孔進(jìn)行洗井時(shí)，應(yīng)一氣呵成，絕不允許擱置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；在預(yù)先設(shè)計(jì)的放井位埋設(shè)護(hù)口管時(shí)，護(hù)口管底口應(yīng)插入原狀土層中，管外應(yīng)用粘性土填實(shí)封嚴(yán)，防止施工時(shí)管外返漿，護(hù)口管上部應(yīng)高出地面0.1Om?0.30m ;在使用鉆機(jī)對(duì)所述護(hù)口管內(nèi)的土層進(jìn)行鉆孔前，應(yīng)保證機(jī)臺(tái)安裝穩(wěn)固水平，大鉤對(duì)準(zhǔn)孔中心，大鉤，轉(zhuǎn)盤與孔的中心三點(diǎn)成一垂線；所述沖孔的程度包括:至泥漿密度逐步調(diào)至接近1.05、孔底沉淤小于30cm、返出的泥漿內(nèi)不含泥塊；用于填實(shí)封嚴(yán)周壁管道粘土的粒徑小于3cm。
[0028]并且對(duì)于全斷面輕型井點(diǎn)真空降水處理和深井真空降水處理來(lái)說(shuō)，真空降水過(guò)程中的真空負(fù)壓控制在-0.06MPa以下。
[0029]在另一個(gè)實(shí)施例中，真空降水完成后，使用CRD六步開挖法對(duì)所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖進(jìn)行挖掘。
[0030]對(duì)于上述使用CRD六步開挖法對(duì)所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖進(jìn)行挖掘來(lái)說(shuō)，在具體應(yīng)用時(shí)，具體包括以下步驟: 1)開挖①部；
2)噴混凝土封閉掌子面，厚度5cm；
3)施作導(dǎo)坑周邊的初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)，其中，施作初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)的方法包括初噴5cm混凝土，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，架立I25a型鋼鋼架6和120臨時(shí)鋼架4，施鉆徑向錨桿；
4)施作鎖腳錨桿5，復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度33cm；
5)重復(fù)步驟f步驟4，依次完成對(duì)②?⑥部的開挖和支護(hù)；
6)進(jìn)行⑦、⑧隧底開挖，隧底周邊部分初噴5cm厚混凝土；
7)所有部的開挖和支護(hù)完畢后，拆除中隔墻構(gòu)件；
8)現(xiàn)場(chǎng)拆除中隔墻，主要采用位移量測(cè)監(jiān)控手段，來(lái)判斷拆除中隔墻各部構(gòu)件順序及安全度，先拆除臨時(shí)仰拱，再拆除隔墻。
[0031]9)施作仰拱、二襯，具體包括以下步驟:
初期支護(hù)收斂穩(wěn)定后，灌注仰拱襯砌及仰拱填充至設(shè)計(jì)高度。拆除120臨時(shí)鋼架及上部臨時(shí)仰拱；
利用襯砌模板臺(tái)車一次性灌注襯砌，施作一板二襯。
[0032]上述開挖步驟中，開挖①?③部時(shí)，在步驟I之前要設(shè)置超前小導(dǎo)管7作為超前支護(hù)，開挖①?④部時(shí)，在步驟4中要施作臨時(shí)仰拱；圍巖松散砂層必要時(shí)采用擴(kuò)大基腳，加設(shè)錨管注漿鎖腳支護(hù)，加強(qiáng)鎖腳錨桿5支護(hù)。
[0033]綜上所述，借助于本發(fā)明的上述技術(shù)方案，通過(guò)在開挖前，先進(jìn)行全斷面輕型井點(diǎn)真空降水和深井真空降水，使得巖層中水的含量降低，提高了巖層的自身強(qiáng)度，保證巖層的加固效果，實(shí)現(xiàn)了富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道的快速施工。
[0034]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道施工方法，其特征在于:包括以下步驟: 開挖前，對(duì)所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖進(jìn)行降水處理，其中，所述降水處理包括全斷面輕型井點(diǎn)真空降水處理和深井真空降水處理； 在對(duì)所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖進(jìn)行降水處理后，根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的隧道形狀及大小，對(duì)所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖進(jìn)行挖掘，形成所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道施工方法，其特征在于:所述全斷面輕型井點(diǎn)真空降水處理包括: 在預(yù)先設(shè)計(jì)的隧道掌子面拱頂部位布設(shè)超前真空降水管，進(jìn)行隧道拱部輕型井點(diǎn)真空降水； 在預(yù)先設(shè)計(jì)的隧道側(cè)壁部位斜向下打設(shè)豎向真空降水管，進(jìn)行隧道側(cè)壁輕型井點(diǎn)真空降水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道施工方法，其特征在于:所述深井真空降水處理包括: 在預(yù)先設(shè)計(jì)的隧道仰拱基坑的周圍埋置深于基底的真空降水管，進(jìn)行深井真空降水。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道施工方法，其特征在于:所述真空降水管的埋置包括: 在預(yù)先設(shè)計(jì)的放井位埋設(shè)護(hù)口管，并在護(hù)口管的管外用粘土填實(shí)封嚴(yán)； 通過(guò)預(yù)先配置的鉆機(jī)對(duì)所述護(hù)口管內(nèi)的土層進(jìn)行鉆孔，并在鉆至預(yù)定位置時(shí)，加清水調(diào)漿進(jìn)行沖孔； 在沖孔結(jié)束后，下放周壁管道，并在所述周壁管道的管外用礫料和粘土填實(shí)封嚴(yán)； 在所述周壁管道施工完成后，采用活塞和空壓機(jī)對(duì)所述周壁管道內(nèi)的井孔進(jìn)行洗井； 在所述洗井完成后，下放吸水管，并在所述吸水管上接真空管、鋪設(shè)排水管道、安裝真空泵，形成所述真空降水管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道施工方法，其特征在于:所述護(hù)口管上部應(yīng)高出地面0.1Om?0.30m。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道施工方法，其特征在于:所述粘土的粒徑小于3cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道施工方法，其特征在于:所述沖孔的程度包括:至泥漿密度逐步調(diào)至接近1.05、孔底沉淤小于30cm、返出的泥漿內(nèi)不含泥塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道施工方法，其特征在于:真空降水過(guò)程中的真空負(fù)壓小于-0.06MPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道施工方法，其特征在于:在根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的隧道形狀及大小，對(duì)所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖進(jìn)行挖掘，形成所述富水泥質(zhì)弱膠結(jié)粉細(xì)砂巖隧道使，通過(guò)交叉中隔壁CRD六步開挖法進(jìn)行挖掘。
【文檔編號(hào)】E21F16/02GK104265303SQ201410437365
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】李庚許, 曲炳武, 徐志平, 董勤銀, 張秀良, 李強(qiáng), 柴聰斌, 辛明霞, 孫平雙 申請(qǐng)人:中鐵十六局集團(tuán)有限公司