一种隧道施工用周边注浆加固方法与流程

1.本发明涉及隧道、地下工程技术领域，具体而言，涉及一种隧道施工用周边注浆加固方法。


背景技术：

2.在富水隧道施工中，为防止突涌水、富水软弱段坍塌，控制地下水排放量等，通常需对隧道周边注浆，实现围岩加固和堵水。注浆一般分为开挖前对待挖掘面正前方一定范围进行开挖前超前预注浆或开挖后对洞周范围进行径向注浆。其中，超前预注浆的成本高，通常应用于前方富水量大，围岩软弱自稳性差，且对出水量控制较严格；径向注浆相比于超前预注浆成本更低，通常应用于隧道水量较小，且围岩有一定自稳性。
3.使用超前预注浆施工时有着：工期长，浆液扩散范围大，消耗多，采用时注浆扩散到待挖掘面而影响工期，增大施工成本等缺点。而径向注浆则可与开挖平行作业，浆液扩散对待挖掘面影响相对较小、消耗较少的特点。
4.针对富水而围岩相对稳定，原则上可选用径向注浆，但目前的径向注浆，采用径向钻孔的注浆方式单一，通常采用孔口一次性压入，同时由于支护抗渗性差或存在不密实及空洞易渗漏，并为避免注浆引起支护变形，注浆压力较小(一般0.5-1mpa，而超前注浆一般采用5mpa以上)，造成浆液扩散不足，注浆效果较差，难以有效控制洞内渗水量。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种隧道施工用周边注浆加固方法，其通过使用低成本的开挖后注浆方式，达到或接近了高成本开挖前超前预注浆的效果，增加了加固效果、降低了成本。
6.本发明的实施例通过以下技术方案实现：
7.一种隧道施工用周边注浆加固方法包括：待施工隧道，沿待施工隧道的长度方向分为：若干个固定段，包括以下步骤：s1.在固定段上、待施工隧道的实际施工轮廓线的四周倾斜固定角度地开设若干个钻孔的孔口段；s2.在孔口段上进行注浆；s3.在固定段上，沿孔口段的长度方向继续开设钻孔的剩余段，再根据出水量及围岩破碎程度，实施单次或两次对剩余段进行注浆；s4.沿待施工隧道的长度方向挖掘固定段的长度；s5.重复s1-s4若干次，且保证相邻两段固定段上的钻孔在待施工隧道的长度方向上有固定长度的重叠段。
8.进一步地，孔口段长度为2m、环向间距1.5-2m，钻孔的第一深度为4-5m，固定段的长度为10m，重叠段的长度为3m。
9.进一步地，在s2中，对孔口段的2-3m范围低压注浆(0.5-1mpa)，凝固后在孔口段上形成孔口止浆部位。
10.进一步地，在s3中，当水量小时，对剩余段一次注浆完成；当水量大时，将剩余段的长度等分，分为两次注浆完成；在对剩余段进行注浆时适当提高注浆压力(1-2mpa)，并保证由远端向来水方向、由低处向高处、由边墙至拱顶、由无水孔向有水孔的顺序进行注浆工
作。
11.进一步地，孔口段注浆采用水泥 水玻璃双液浆或快凝水泥浆。
12.进一步地，剩余段的注浆：水量小时采用普通水泥浆等单液浆；水量大时根据地层可注性采用普通水泥浆、硫铝酸盐水泥浆、超细水泥浆、普通水泥 水玻璃双液浆、超细水泥 水玻璃双液浆等。
13.进一步地，当注浆压力逐渐上升，流量逐渐减少，注浆压力达到设计终压后，稳定不少于3min。
14.进一步地，水量小时，即施工处的水压≤1mpa，且多段探孔出水量≤15l/min；水量大时，即施工处的水压≤1mpa，且多段探孔出水量》15l/min。
15.本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
16.本发明建立在传统的径向注浆的基础上，改变了传统径向注浆的角度，通过将钻孔倾斜设置，在沿待施工隧道的长度方向的四周形成了加固帷幕；
17.1.相对于传统的径向注浆方式增大了一个钻孔的有效止水面积、减小了传统径向注浆中钻孔的密度、提升了注浆效果；
18.2.相对于传统的超前预注浆方式，消除了超前预注浆对待挖掘面施工的影响，节约了工期；
19.3.通过使用低成本的开挖后注浆方式，达到或接近了高成本开挖前超前预注浆的效果，增加了加固效果、降低了成本。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
21.图1为本发明提供的钻孔分布结构剖视图；
22.图2为本发明提供的钻孔的结构示意图；
23.图3为本发明提供的焊管的安装示意图；
24.图标：1-待施工隧道，11-实际施工轮廓线，12-待挖掘面，2-固定段，21-重叠段，3-钻孔，31-孔口段，32-剩余段，33-第一深度，4-焊管，5-法兰，6-钢管，7-孔口止浆部位。
具体实施方式
25.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
26.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.在进行施工前，工作人员能够通过使用超前水平探孔可以得知此处地质内部情况，当待施工段围岩虽然破碎，但自稳性较好，不存在坍塌和突涌水风险的出水情况，水压≤1mpa，便可采用本发明：
28.参照图1-图3所示，本发明提供一种隧道施工用周边注浆加固方法包括：待施工隧道1，沿待施工隧道1的长度方向分为：若干个固定段2，包括以下步骤：s1.在固定段2的上、待施工隧道1的实际施工轮廓线11的四周倾斜固定角度地开设若干个钻孔3的孔口段31，孔口段31长度为2m、环向间距1.5-2m，固定段2的长度为10m。在钻孔3时，采用φ127mm钻头，并在孔口段31内安装孔口管，孔口管采用φ108mm外径的焊管4、壁厚4mm、单根长度2米；配套100mm法兰5(法兰5配套螺母、胶垫)；20mm钢管6单边车丝(单根长度150cm)。
29.s2.在孔口段31上进行注浆；在s2中，首先对钻孔3的孔口段31的2-3m范围低压注浆(0.5-1mpa)，并保留钻头通道，孔口段31注浆采用水泥 水玻璃双液浆，当注浆压力逐渐上升，流量逐渐减少，注浆压力达到设计终压后，稳定不少于3min，此时完成孔口段31的注浆工作，浆液凝固后在孔口段31上形成孔口止浆部位7。
30.s3.在固定段2的上，沿孔口段31的长度方向继续开设钻孔3的剩余段32，保证钻孔3的第一深度33为4-5m，再根据出水量及围岩破碎程度，实施单次或两次对剩余段32进行注浆。待孔口段31注浆达到设计强度，拆除孔口管法兰5盘外接注浆管部分，采用φ65mm钻头沿孔口段31的长度方向继续冲孔来开设剩余段32。
31.在s3中，当水量小时(多段探孔出水量≤15l/min)，剩余段32的注浆：出水量小时采用普通水泥浆单液浆；对剩余段32一次冲孔到底、并注浆完成。当水量大时(多段探孔出水量》15l/min)，根据地层可注性采用普通水泥浆、硫铝酸盐水泥浆、超细水泥浆、普通水泥 水玻璃双液浆、超细水泥 水玻璃双液浆等；将剩余段32的长度等分，分为两次冲孔、两次注浆完成；在对剩余段32进行注浆时适当提高注浆压力(1-2mpa)，并保证由远端向来水方向、由低处向高处、由边墙至拱顶、由无水孔向有水孔的顺序进行注浆工作，注浆过程中监测附近支护是否变形，若有变形则适当降低注浆压力，且当注浆压力逐渐上升，流量逐渐减少，注浆压力达到设计终压后，稳定不少于3min后完成注浆。
32.s4.沿待施工隧道1的长度方向挖掘固定段2的长度；s5.重复s1-s4若干次，且保证相邻两段固定段2上的钻孔3在待施工隧道1的长度方向上有固定长度的重叠段21，保证重叠段21的长度为3m。
33.本发明建立在传统的径向注浆的基础上，改变了传统径向注浆的角度，通过将钻孔3倾斜设置，在待施工隧道1的四周形成了加固帷幕，相对于传统的径向注浆方式增大了一个钻孔3的有效止水面积、减小了传统径向注浆中钻孔3的密度，且通过设计有重叠段21的存在使得相邻两固定段2的钻孔3关联在一起提升了四周帷幕的稳定性；相对于传统的超前预注浆方式，本发明中可以随着待施工隧道1的施工进度而对实际施工轮廓线11的四周进行加固，更加具有灵活性，消除了超前预注浆浆液扩散对待挖掘面12施工的影响，保证了注浆效果、节约了工期。
34.在本发明中的钻孔3迎着来水方向，在钻孔3的注浆的顺序中实现了孔口段31和剩余段32的分段、分压注浆，在本发明中提前在孔口段31进行注浆，形成了孔口止浆部位7，再对后续的剩余段32进行冲孔、注浆。通过孔口止浆部位7的存在对钻孔3进行了预封固处理为后续的剩余段32注浆加大注浆压力提供了有利条件，实现由无水孔向有水孔的方向分段
顺序注浆，提高注浆有效性，而且堵水效果也更好。通过分段、分压注浆突破了传统径向注浆中注浆压力小的难点、提高了注浆有效性。
35.本发明建立在低成本的径向注浆方式的基础上，减小了传统径向注浆中钻孔3的密度，同时达到或接近了高成本的超前预注浆的加固效果，降低的成本同时，也缩短了工期。
36.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。