一种隧道塌方处理工艺及结构的制作方法

1.本技术涉及隧道施工技术的领域，尤其是涉及一种隧道塌方处理工艺及结构。


背景技术：

2.在隧道施工的过程中，由于山体内地质情况复杂，导致在施工的过程中，容易因为隧道开挖通过至地质相对较为松散的区域时，容易发生塌方；此时会导致隧洞的顶部产生相对较大的坍塌洞，会对后续隧道的衬砌以及施工的安全性产生一定的影响。
3.而现有技术中，为了减少塌方区域对后续施工安全性的影响，常采用支护的方式进行处理。具体的方案如下：在对坍塌洞支护时，常采用锚喷的方式固结坍塌洞的内臂，并通过支架对坍塌洞进行支护即可。
4.但是上述技术在实际施工过程中，由于塌方区域的地质相对较为松散，虽然通过锚喷的方式对坍塌洞的内壁进行了支护，但是在实际锚喷的过程中，仍旧会容易因为设备的振动等，导致坍塌洞内的地质产生二次塌方，导致初期锚喷失效以及存在相对较大的安全隐患。


技术实现要素：

5.为了减小塌方区域在施工过程中的安全隐患，本技术提供一种隧道塌方处理工艺及结构。
6.本技术提供的一种隧道塌方处理工艺及结构，采用如下的技术方案：第一方面，本技术提供一种隧道塌方处理工艺，采用如下的技术方案：一种隧道塌方处理工艺，包括以下步骤：s1、排除淋水：在坍塌洞内或底部设置喷管，然后采用高压水远程冲刷坍塌洞的内壁，清理坍塌洞内不稳定岩石以及土方，待坍塌洞稳定之后，在坍塌洞的内壁开设多个排水孔，在排水孔内插入冲水管，再持续采用高压水冲刷排水孔，进一步清理坍塌洞内不稳定岩石及土方；s2、初期支护：在坍塌洞的内壁喷射混凝土，封闭补平岩面形成初期支护层，初期支护层的厚度为2-5cm；s3、二次支护：在坍塌洞的内壁埋设多个初期锚杆，初期锚杆穿出初期支护层，在初期锚杆穿出初期支护层的端部固定连接二次支护网格，多个二次支护网格贴合初期支护层设置，然后二次喷射混凝土形成二次支护层，二次支护层厚度为8-10cm；s4、坍塌洞回填：在坍塌洞内回填混凝土。
7.通过采用上述技术方案，在通过步骤s1的冲刷后，能够使得塌方后形成的坍塌洞内部分不稳定的岩石和土方能够在冲击力以及重力作用下被清理掉；同时设置的排水孔能够使得部分坍塌洞内经初步冲刷清理后，存在一定安全隐患的岩石和土方进一步被清理，并且在冲水时，是通过喷管远程冲刷，能够有效的减小施工过程中因塌方产生的安全隐患；此外，在冲刷完成并稳定后，再通过初期支护，不平坍塌洞内的岩面，以便于后续施工的同
时，进一步对坍塌洞的表面做支护，减小后续支护施工时产生落石的可能性，从而进一步减小施工时的安全性，为后续施工做防护，再通过二次支护，将二次支护层通过初期锚杆连接于坍塌洞的内壁，以相对较为全面的对坍塌洞的内壁做支护，从而相对较为全面的减少坍塌对后续施工产生的安全隐患，并通过回填混凝土对坍塌洞在后续施工以及使用中产生的地质变形做支护。
8.可选的，步骤s1中，所述冲水管与岩面之间采用棉纱封堵，然后采用水泥砂浆封堵排水孔，水泥砂浆封堵于棉纱朝向坍塌洞中心一侧。
9.通过采用上述技术方案，面纱封堵之后再通过水泥砂浆封堵排水孔，能够使得冲水管对坍塌洞的内壁进行冲刷清理时，增加对不稳定岩体以及土方产生的冲刷力度，减少直接通过排水孔排出的水，优化对坍塌洞内不稳定岩层及土方的清理效果的同时；还能够通过棉纱减缓水对水泥砂浆封堵排水孔形成的砂浆块的冲击，减小封堵后在冲刷时，因水的冲击导致封堵失效影响对坍塌洞的内壁的清理效果。
10.可选的，步骤s1中，所述冲水管插入排水孔内30-60cm。
11.通过采用上述技术方案，使得通过冲水管排出的水能够直接进入到坍塌洞内的岩体或土方中，以进一步优化对坍塌洞的清理效果，进一步减小因塌方产生的安全隐患。
12.可选的，在步骤s3二次支护完成后，在坍塌洞的洞口设置多个呈弧形的拱架，所述拱架环绕隧道长度方向设置并穿过坍塌洞的洞口，多个所述拱架固定连接有呈弧形的模板，在模板内浇筑成型位于坍塌洞口内侧的支护板，支护板穿设有多个插设于坍塌洞口朝向施工方向一侧的导向管，且所述支护板的面积小于坍塌洞口的开口面积；在支护板固化之后，通过导向管的导向钻设导向孔，导向孔贯穿至坍塌洞朝向施工方向一侧的岩体内，在导向孔内插设注浆管，所述注浆管插入至岩体内并对注浆管与导向孔的开口封堵处理，然后通过注浆管对坍塌洞朝向施工方向一侧的岩体内灌注混凝土；待岩体内混凝土固化后，以支护板为模板，在支护板和坍塌洞的洞口边沿固定连接封闭模板，最后完成步骤s4。
13.通过采用上述技术方案，因坍塌区域的地址相对较为不稳定，在坍塌洞的内壁支护完成之后，在坍塌洞朝向隧道未施工一侧的岩体及土方仍存在不稳定的可能性，此时，通过拱架和模板在坍塌洞的洞口成型支护板，以用做后续回填混凝土的施工平台的同时，对坍塌洞内存在的安全隐患做防护；并能够通过支护板内的导向管朝向坍塌洞中位于隧道未施工一侧的岩体中插入注浆管，通过注浆对坍塌洞朝向隧道未施工一侧的岩体和土方做固结，从而对坍塌洞中位于隧道未施工一侧导致部分存在的不稳定的岩体做加固；从而减少出现因隧道未施工一侧山体对坍塌洞的内壁做支撑导致坍塌洞中存在的不稳定岩体，以进一步减小后续施工存在的安全隐患。
14.可选的，所述注浆管包括多个沿轴向分布的注浆管节，注浆管节依次插设于导向孔内，且相邻两个注浆管节螺纹连接。
15.通过采用上述技术方案，由于隧道内的施工空间相对较为有限，且注浆管的长度相对较长，此时通过多节相互螺纹连接的注浆管节依次插设于导向孔内，能够在有限的空间内完成注浆管的安装和对坍塌洞的内壁的固结。
16.可选的，步骤s4具体步骤如下：通过支护板在初期锚杆挂设加强模板，然后在加强模板内灌注混凝土成型加强支护板，在混凝土固化之后，拆除底部的加强模板，然后依次自
上而下在坍塌洞内成型多个竖向分布的加强支护板。
17.通过采用上述技术方案，加强模板能够依次形成多个竖向分布的加强支护板，能够通过加强支护板对坍塌洞的支护的同时，减小坍塌洞内回填的混凝土整体的重量，减小因支护结构重量多大导致对坍塌洞的内壁产生的拉力，导致后续施工过程中因振动或地质变形导致产生的安全隐患。
18.可选的，步骤s4具体步骤如下：通过多个初期锚杆在坍塌洞内挂设多个自上而下依次分布的填充注浆管道，多个填充注浆管道连通有穿出坍塌洞口的泵管。
19.通过采用上述技术方案，泵管将混凝土泵入至多个填充注浆管道中，从而实现在坍塌洞内分层灌注混凝土，优化坍塌洞内固结混凝土的密实度。
20.可选的，步骤s4中，所述填充注浆管道和泵管之间设有用于控制混凝土通过的填充阀，多个所述填充注浆管道连接的填充阀的通过压力自下而上依次增大。
21.通过采用上述技术方案，由于填充注浆管道连接的填充阀的通过压力自下而上依次增大，能够通过控制灌注混凝土的压力，实现自下而上依次分层灌注混凝土的效果，从而进一步优化坍塌洞内回填混凝土的密实度。
22.第二方面，本技术提供一种隧道塌方处理结构，采用如下的技术方案：一种隧道塌方处理结构，包括插设于坍塌洞内的初期锚杆、初期支护层和二次支护层，所述二次支护层位于初期支护层朝向坍塌洞中心的一侧。。
23.可选的，坍塌洞内填充有混凝土形成的回填层。
24.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：在施工过程中，通过步骤s1中高压水的冲刷后，能够使得塌方后形成的坍塌洞内部分不稳定的岩石和土方能够在冲击力以及重力作用下被清理掉，以减小坍塌洞发生落石或二次坍塌的可能性；同时设置的排水孔能够使得部分坍塌洞内经初步冲刷清理并稳定后，可对存在剩余不稳定的岩石和土方进一步被清理，并且在冲水时，是通过喷管远程冲刷，能够有效的减小施工过程中因塌方产生的安全隐患；此外，在冲刷完成并稳定后，再通过初期支护，不平坍塌洞内的岩面，以便于后续施工的同时，进一步对坍塌洞的表面做支护，减小后续支护施工时产生落石的可能性，从而进一步减小施工时的安全性，为后续施工做防护，再通过二次支护，将二次支护层通过初期锚杆连接于坍塌洞的内壁，以相对较为全面的对坍塌洞的内壁做支护，从而相对较为全面的减少坍塌对后续施工产生的安全隐患，并通过回填混凝土对坍塌洞在后续施工以及使用中产生的地质变形做支护；初期支护层和二次支护层能够依次完成对坍塌洞的支护，减小在对坍塌洞的支护过程中产生的安全隐患的同时，回填混凝土形成的回填层能够有效的对施工完成后的坍塌洞的内壁做长期支护，以减小因后续施工中产生的振动以及地质变形对坍塌洞的影响。
附图说明
25.图1是本技术实施例1中的隧道塌方处理工艺流程图。
26.图2是本技术实施例1中隧道塌方处理结构剖视图。
27.图3是本技术实施例1中注浆管的剖视结构示意图。
28.图4是本技术实施例2中隧道塌方处理工艺和实施例4中隧道塌方处理结构的剖视结构示意图。
29.图5是本技术实施例3中隧道塌方处理工艺和实施例5中隧道塌方处理结构的剖视结构示意图。
30.附图标记说明：1、冲水管；2、初期支护层；21、初期锚杆；22、二次支护网格；3、二次支护层；4、拱架；41、支护板；42、导向管；43、注浆管；431、注浆管节；44、加强支护板；5、填充注浆管道；51、泵管；52、填充阀；6、回填层。
具体实施方式
31.以下结合附图1-5对本技术作进一步详细说明。
32.本技术实施例公开一种隧道塌方处理工艺。
33.实施例1：参照图1和图2，一种隧道塌方处理工艺包括以下步骤：s1、排除淋水：在坍塌洞内或底部设置喷管，通过喷管采用高压水远程冲刷坍塌洞的内壁，清理坍塌洞内的不稳定岩石以及土方，从而减少后续施工过程中的岩石或土方发生二次塌方的可能性，有效的增加后续施工过程中的安全性。
34.待坍塌洞稳定之后，即淋水初步渗透排完之后，在坍塌洞的内壁开设多个排水孔，然后在排水孔内插设冲水管1，冲水管1插入排水孔顶壁内30-60cm；再通过冲水管1向坍塌洞内灌注高压水，进一步对坍塌洞的内壁做清理，减小后续施工时安全隐患。
35.s2、初期支护：在坍塌洞的内壁喷射混凝土，以用于封闭和补品坍塌洞内岩面并成型初期支护层2，且初期支护层2的厚度为2-5cm，并通过部分停留于坍塌洞内壁的冲水管1将初期支护层2固定连接于坍塌洞的内壁，以进一步对坍塌洞的内壁做支护，减小后续隧道衬砌施工以及后续支护施工的安全隐患。
36.s3、二次支护：在坍塌洞的内壁埋设多个初期锚杆21，初期锚杆21的一端插设于坍塌洞的内壁，初期锚杆21的另一端穿出初期支护层2。通过初期锚杆21固定连接多个二次支护网格22，二次支护网格22贴合初期支护层2设置，然后二次喷射混凝土至初期支护层2的表面形成二次支护层3，二次支护层3的厚度为8-10cm。
37.其中，二次支护网格22为钢筋网或玻纤网格布，以用于加强二次支护层3的整体强度，进一步对坍塌洞的内壁做支护，同时通过初期锚杆21使得初期支护层2和二次支护层3因热胀冷缩以及重力产生的对坍塌洞内壁产生的拉力传递至坍塌洞岩层深处，减小对坍塌洞表层施加的外力，以进一步优化后续施工时的稳定性。
38.s4、坍塌洞回填：在坍塌洞内回填混凝土，以增加坍塌洞承载后续山体压力的能力。
39.具体的，在步骤s1中，排水孔内插设冲水管1时，冲水管1与岩面之间采用面纱封堵后，再通过水泥砂浆封堵排水孔，从而增加冲水管1内排出的水对坍塌洞内壁的冲刷效果，进一步优化清理坍塌洞内不稳定岩层的效果。
40.此外，为了进一步减小坍塌部位对后续隧道施工的影响，步骤s3完成后，在坍塌洞的洞口设置有多个呈弧形的拱架4。多个拱架4沿隧道的长度方向分布设置，且拱架4的两端分别固定连接于隧道的底部，拱架4穿过坍塌洞的洞口，以用做后续施工的支撑基础。
41.进一步的，采用钢筋等将多个拱架4相互固定连接，以增加施工时的稳定性。然后通过拱架4固定连接有模板。具体的，模板的内腔呈弧形的板状结构，且模板位于坍塌洞的
洞口内，模板贴合坍塌洞的洞口朝向隧道未施工的一侧边沿设置，且模板与坍塌洞的洞口边沿之间存在开口，以留作后续施工的通道。并通过拱架4固定连接多个插设于岩体内的导向管42，导向管42呈倾斜朝上设置且导向管42的低端向下穿出模板，导向管42的高端插设于坍塌洞的洞口朝向隧道未施工一侧的内壁中。
42.参照退2和图3，通过模板在坍塌洞的洞口采用混凝土浇筑成型支护板41，以使得支护板41的面积小于坍塌洞的洞口的开口面积。待支护板41固化之后，通过导向管42的导引，在坍塌洞的洞口朝向隧道未施工一侧的内壁中开设导向孔，然后在导向孔内插设注浆管43，然后通过注浆管43朝向坍塌洞的洞口灌注砂浆或混凝土，以用做固结坍塌洞的洞口位于隧道未施工一侧的内壁，从而减少后续施工中，坍塌洞区域附近岩体因不稳定而发生二次坍塌的可能性，此外，还能够通过支护板41做后续施工的防护。
43.最后完成步骤s4的施工，具体如下：通过支护板41做施工平台，在坍塌洞内放置钢筋网，钢筋网固定连接于初期锚杆21，然后通过支护板41固定封堵坍塌洞的洞口的封堵模板，然后通过封堵模板向坍塌洞内填充混凝土，以封堵坍塌洞，减小因后续地质变化导致坍塌洞发生形变或坍塌的可能性。
44.具体的，由于隧道内施工的空间相对有限，而注浆管43的长度相对较长，为了便于向坍塌洞的附近区域灌注混凝土，注浆管43包括多个注浆管节431，多个注浆管节431沿轴向分布。
45.多个注浆管节431依次插设于导向管42后再伸入至导向孔内，在注浆管节431未完全伸入导向管42内时，使得下一个注浆管节431螺纹连接于位于导向管42内的注浆管节431，以使得注浆管节431能够深入至导向孔内部的同时，便于施工。
46.实施例2：参照图4，本实施例与实施例1的不同点在于，步骤s4具体步骤如下：以支护板41为施工平台回填坍塌洞时，在坍塌洞内设置多个自上而下依次分布的填充注浆管道5，填充注浆管道5呈环形并分别固定连接于不同的初期锚杆21，且填充注浆管道5呈水平设置。注浆管道5可选用普通的混凝土注浆导向管，或采用在管道的侧壁开设注浆孔形成注浆管道5。
47.进一步的，多个填充注浆管道5连通有穿出坍塌洞口的泵管51，以用于向填充注浆管道5内灌注混凝土。填充注浆管道5与泵管51之间设置有用于控制混凝土通过的填充阀52，填充阀52为安全阀，且多个填充注浆管道5连接的填充阀52的通过压力自下而上依次增大，以使得在注浆时，混凝土能够通过多个填充注浆管道5分层在坍塌洞内灌注混凝土，以增加混凝土的密实度的同时，不需要额外电气控制。
48.实施例3：参照图5，本实施例与实施例1的不同点在于步骤s4的具体步骤如下：坍塌洞内通过支护板41作为施工平台，在位于顶部的初期锚杆21上挂设加强模板，并在加强模板内灌注混凝土成型加强支护板44，待加强支护板44固化后拆除位于下方的加强模板。
49.在已成型的加强支护板44的下方再挂设加强模板，并通过加强模板成型下一个加强支护板44，从而在坍塌洞口内自上而下依次成型多个加强支护板44。最后封堵支护板41与坍塌洞的洞口边沿形成的开口。从而达到对坍塌洞内部的支撑的同时，减小因坍塌洞内填充混凝土，固化的混凝土重力相对较大，对坍塌洞内壁产生的压力导致坍塌洞出现地质变形的可能性的同时；还可有效的减少坍塌洞的支护使用的混凝土。
50.实施例4：本技术实施例还公开一种隧道塌方处理结构。参照图4，隧道塌方处理结构包括插设于坍塌洞的多个初期锚杆21、初期支护层2和二次支护层3。二次支护层3位于初期支护层2朝向坍塌洞的中心一侧，且坍塌洞内采用混凝土填充混凝土形成有回填层6。其中，坍塌洞内设置有多个竖向分布的填充注浆管道5、泵管51和填充阀52，具体如实施例2中设置。
51.坍塌洞的洞口成型有支护板41，支护板41内预设有多个环绕隧道中心设置的导向管42，且导向管42贯穿有插设于岩体内的注浆管43。注浆管43用于灌注混凝土，以用于固结坍塌洞的洞口未施工一侧的岩体。
52.实施例5：参照图5，本实施例与实施例4的不同点在于坍塌洞内成型有多个竖向分布的加强支护板44，加强支护板44内钢筋网固定连接于初期锚杆21，以用于对坍塌洞做支护。
53.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。