本發(fā)明涉及隧道工程開挖技術領域，具體來說，涉及一種掌子面多巖性支護方法。

背景技術：

目前市場上隧道多巖性不整合接觸帶施工設計一般采用超前預注漿的設計，這種方法加固范圍為隧道開挖邊界3～8米，拱頂上方注漿效果不理想，開挖易出現(xiàn)拱頂再次塌方，為生產(chǎn)帶來巨大的風險。

技術實現(xiàn)要素：

針對相關技術中的上述技術問題，本發(fā)明提出一種掌子面多巖性支護方法，能夠克服現(xiàn)有技術的上述不足。

為實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種掌子面多巖性支護方法，包括如下步驟：

s1：先期對多巖性不整合接觸帶掌子面進行預處理并注漿，具體包括：

s1.1：利用隧道洞渣對隧道掌子面反壓回填密實，并采用φ42小導管對反壓回填部分進行注漿處理；

s1.2：澆注止?jié){墻，具體包括：

s1.2.1：清理掌子面虛渣，并在拱頂上方打設兩排φ25砂漿錨桿，且φ25砂漿錨桿的外漏部分與止?jié){墻連接；

s1.2.2：使用沙袋對反壓回填體其余部分填充密實；

s1.2.3：填充密實后用立模泵送混凝土澆注止?jié){墻；

s1.2.4：在立模泵的外側設積水坑，將掌子面的水引至積水坑抽排至洞外；

s1.3：分析掌子面地質(zhì)情況，并根據(jù)地質(zhì)情況調(diào)整注漿方案；

s1.4：根據(jù)調(diào)整后的注漿方案，進行超前預注漿施工，預注漿施工的注漿方式為前進式分段超前預注漿及鉆桿后退式注漿加固；

s1.5：超前預注漿施工的所有注漿孔都注漿完成后，檢查注漿效果，并對不合格的注漿孔進行補注漿；

s2：在步驟s1完成后對掌子面拱部打設雙層管棚，并注漿，具體包括：

s2.1：在掌子面超前預注漿完成后對掌子面拱部搭設雙層管棚，第一層管棚角度為15°，第二層管棚的角度為20°，每一層管棚的總長度30米，兩層管棚水平間距1m，管棚孔環(huán)向間距中對中40cm，拱頂140°范圍內(nèi)布孔，外插角3～5°；

s2.2：對雙層管棚進行注漿。

進一步的，步驟s1.1中φ42小導管的間距為1.5×1.5米，呈梅花型布設，每根φ42小導管長度為5米；注漿的漿液是水泥漿液，所述水泥漿液的水灰比是1:1，注漿的壓力為0.3～0.5mpa。

進一步的，步驟s1.2.1中，所述的φ25砂漿錨桿的錨桿長是3.5米，間距是1×1米，且所述錨桿與止?jié){墻相連的外漏部分大于等于1米。

進一步的，步驟s1.2.3中，澆筑止?jié){墻的混凝土為c30混凝土，所述止?jié){墻的厚度為3.0m，所述止?jié){墻嵌入圍巖的厚度大于等于50cm。

進一步的，步驟s1.3具體是：對掌子面進行水平超前地質(zhì)探孔，根據(jù)地表探孔以及上循環(huán)探孔和鉆孔注漿情況分析掌子面地質(zhì)情況，根據(jù)地質(zhì)情況調(diào)整注漿設計，如發(fā)現(xiàn)空腔需先進行注漿回填。

進一步的，步驟s1.4中，超前預注漿施工中的鉆孔機械采用專門的地質(zhì)鉆機，鉆機爬坡的坡度小于等于25°，鉆桿采用自進式鉆桿，鉆桿的平均長度是25m，桿體φ外徑110mm，鉆孔注漿順序采用由外向內(nèi)，由下向上間隔跳孔的原則，每次隔孔1～2個孔，沿開挖輪廓線按軸向輻射狀分布。

優(yōu)選的，分段超前預注漿的分段長度原則是：在鉆孔過程中無塌孔及水量在0～10m³/h時分段長度為10m，輕微塌孔及水量10～30m³/h時分段長度為5m，塌孔嚴重及水量大于30m³/h時立即停止鉆進并開始注漿；在注漿過程中，當注漿一段時間、一定量時，若壓力達到設計終壓則結束注漿；或注漿過程中，壓力逐漸上升，流量逐漸下降，當注漿壓力達到設計壓力并穩(wěn)定10min后，即可結束該孔注漿；如果注漿量達到一定量時，壓力仍然不上升，可采取雙液注漿措施結束對該孔的注漿。

進一步的，步驟s1.5中，注漿效果檢查采用探孔檢查法、注漿壓力-注漿量-注漿時間曲線檢查法和聲波檢查法。

進一步的，步驟s2.1中，管棚桿體外表面采用全長t型螺紋結構鋼管及鋼花管，桿體外壁直徑是φ76mm，壁厚10mm，每節(jié)桿體長6m或8m，桿段之間采用連接套相連，同時每層管棚從自左至右按順序用正整數(shù)標號，標號為雙數(shù)的是花鋼管，標號為單數(shù)的是鋼管，管棚施工時先打設花鋼管，再打設鋼管，花鋼管管壁打孔，布孔采用梅花型，孔徑為10～16mm，孔間距為15cm。

進一步的，步驟s2.2中：管棚注漿時在無水地段從拱腳起順序注漿，注漿速度根據(jù)注漿孔出水量大小而定，直至壓力流量達到要求時結束注漿，注漿結束時將閘閥關閉，卸下進漿管，進入下一循環(huán)。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明結構簡單，隧道管棚與錨桿布置位置、尺寸設計合理；本發(fā)明的設計針對性強，能很好的解決掌子面拱部注漿不密實現(xiàn)象；本發(fā)明的加固效果好，可以有效地較少多巖性不整合接觸帶段開挖風險。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例所述的掌子面的施工示意圖；

圖2是本發(fā)明的止?jié){墻部分的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明的止?jié){墻部分的縱剖面示意圖；

圖4是本發(fā)明的管棚施工工藝流程；

圖5是本發(fā)明管棚部分的示意圖；

圖中：1、隧道；2、雙層管棚；3、鉆機操作平臺；4、止?jié){墻；5、自進式鉆桿；6、φ25砂漿錨桿；7、隧道開挖輪廓線；8、止?jié){墻輪廓線。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1-5所示，根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種掌子面多巖性支護方法，包括如下步驟：

s1：先期對多巖性不整合接觸帶掌子面進行預處理并注漿，具體包括：

s1.1：利用隧道1的洞渣對隧道掌子面反壓回填密實，并采用φ42小導管對反壓回填部分進行注漿處理；

s1.2：澆注止?jié){墻4，具體包括：

s1.2.1：清理掌子面虛渣，并在拱頂上方打設兩排φ25砂漿錨桿6，且φ25砂漿錨桿6的外漏部分與止?jié){墻4連接；

s1.2.2：使用沙袋對反壓回填體其余部分填充密實；

s1.2.3：填充密實后用立模泵送混凝土澆注止?jié){墻4；

s1.2.4：在立模泵的外側設積水坑，將掌子面的水引至積水坑抽排至洞外；

s1.3：分析掌子面地質(zhì)情況，并根據(jù)地質(zhì)情況調(diào)整注漿方案；

s1.4：根據(jù)調(diào)整后的注漿方案，進行超前預注漿施工，預注漿施工的注漿方式為前進式分段超前預注漿及鉆桿后退式注漿加固；

s1.5：超前預注漿施工的所有注漿孔都注漿完成后，檢查注漿效果，并對不合格的注漿孔進行補注漿；

s2：在步驟s1完成后對掌子面拱部打設雙層管棚，并注漿，具體包括：

s2.1：在掌子面超前預注漿完成后對掌子面拱部搭設雙層管棚2，第一層管棚角度為15°，第二層管棚的角度為20°，每一層管棚的總長度30米，兩層管棚水平間距1m，管棚孔環(huán)向間距中對中40cm，拱頂140°范圍內(nèi)布孔，外插角3～5°；

s2.2：對雙層管棚2進行注漿。

在一具體實施例中，步驟s1.1中φ42小導管的間距為1.5×1.5米，呈梅花型布設，每根φ42小導管長度為5米；注漿的漿液是水泥漿液，所述水泥漿液的水灰比是1:1，注漿的壓力為0.3～0.5mpa。

在一具體實施例中，步驟s1.2.1中，所述的φ25砂漿錨桿的錨桿長是3.5米，間距是1×1米，且所述錨桿與止?jié){墻相連的外漏部分大于等于1米。

在一具體實施例中，步驟s1.2.3中，澆筑止?jié){墻的混凝土為c30混凝土，隧道開挖輪廓線7和止?jié){墻輪廓線8之間是止?jié){墻，所述止?jié){墻的厚度為3.0m，所述止?jié){墻嵌入圍巖的厚度大于等于50cm。

在一具體實施例中，步驟s1.3具體是：對掌子面進行水平超前地質(zhì)探孔，根據(jù)地表探孔以及上循環(huán)探孔和鉆孔注漿情況分析掌子面地質(zhì)情況，根據(jù)地質(zhì)情況調(diào)整注漿設計，如發(fā)現(xiàn)空腔需先進行注漿回填。

在一具體實施例中，步驟s1.4中，超前預注漿施工中的鉆孔機械采用專門的地質(zhì)鉆機，所述的地質(zhì)鉆機架設在鉆機操作平臺3上，鉆機爬坡的坡度小于等于25°，鉆桿采用自進式鉆桿5，鉆桿的平均長度是25m，桿體φ外徑110mm，鉆孔注漿順序采用由外向內(nèi)，由下向上間隔跳孔的原則，每次隔孔1～2個孔，沿開挖輪廓線按軸向輻射狀分布，其中，分段超前預注漿的分段長度原則是：在鉆孔過程中無塌孔及水量在0～10m³/h時分段長度為10m，輕微塌孔及水量10～30m³/h時分段長度為5m，塌孔嚴重及水量大于30m³/h時立即停止鉆進并開始注漿；在注漿過程中，當注漿一段時間、一定量時，若壓力達到設計終壓則結束注漿；或注漿過程中，壓力逐漸上升，流量逐漸下降，當注漿壓力達到設計壓力并穩(wěn)定10min后，即可結束該孔注漿；如果注漿量達到一定量時，壓力仍然不上升，可采取雙液注漿措施結束對該孔的注漿。

在一具體實施例中，步驟s1.5中，注漿效果檢查采用探孔檢查法、注漿壓力-注漿量-注漿時間曲線檢查法和聲波檢查法。

在一具體實施例中，步驟s2.1中，管棚桿體外表面采用全長t型螺紋結構鋼管及鋼花管，桿體外壁直徑是φ76mm，壁厚10mm，每節(jié)桿體長6m或8m，桿段之間采用連接套相連，同時每層管棚從自左至右按順序用正整數(shù)標號，標號為雙數(shù)的是花鋼管，標號為單數(shù)的是鋼管，管棚施工時先打設花鋼管，再打設鋼管，花鋼管管壁打孔，布孔采用梅花型，孔徑為10～16mm，孔間距為15cm。

在一具體實施例中，步驟s2.2中：管棚注漿時在無水地段從拱腳起順序注漿，注漿速度根據(jù)注漿孔出水量大小而定，直至壓力流量達到要求時結束注漿，注漿結束時將閘閥關閉，卸下進漿管，進入下一循環(huán)。

為了方便理解本發(fā)明的上述技術方案，以下通過具體使用方式上對本發(fā)明的上述技術方案進行詳細說明。

在具體使用時，首先利用隧道洞渣對掌子面反壓回填密實，并采用φ42小導管對反壓回填部分注漿處理；然后，清理掌子面虛渣，并在拱頂上方打設兩排φ25砂漿錨桿，錨桿外漏部分與止?jié){墻連接，使用沙袋對反壓回填體其余部分填充密實，完成后立模泵送混凝土澆注止?jié){墻，止?jié){墻內(nèi)不得有鋼拱架、錨桿、鋼管等，模板外側設積水坑，將掌子面的水引至積水坑抽排至洞外，防止水淹至正在澆注的止?jié){墻，止?jié){墻須連續(xù)澆注；接著對掌子面進行地質(zhì)探孔，并調(diào)整注漿方案；隨后進行超前預注漿施工，所有注漿孔都結束以后，進行注漿效果檢查，不合格注漿孔需進行補注漿；最后，進行搭設管棚，管棚的具體尺寸可根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整。

綜上所述，本發(fā)明結構簡單，隧道管棚與錨桿布置位置、尺寸設計合理；本發(fā)明的設計針對性強，能很好的解決掌子面拱部注漿不密實現(xiàn)象；本發(fā)明的加固效果好，可以有效地較少多巖性不整合接觸帶段開挖風險。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，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、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。