隧道开挖洞内支护方法与流程

本发明涉及隧道施工领域，具体而言，涉及一种隧道开挖洞内支护方法。

背景技术：

近年来，随着我国公路、铁路建设的飞跃发展，在大埋深、高地应力条件下进行隧道施工成为交通领域发展的必然趋势之一，如国内著名的南昆线家竹箐隧道、乌鞘岭隧道、终南山隧道及峡口隧道等。由于工程地质条件恶劣，围岩自承能力较差，软岩隧道变形剧烈，若支护不及时或方案不合理，极易出现围岩大变形和衬砌结构的破坏。为此，大量专家学者和现场工程技术人员对隧道的施工工法及其支护技术进行了深入研究。

此外，城市地下工程建设往往工期紧张，对道路交通干扰大，安全隐患多，建设对周边房屋、管线等市政工程产生不利影响。尤其在那些地质条件不良地段，由于隧道地下土体开挖、掏空，导致上部土体不均匀沉降，甚至塌陷现象时有发生。

发明人在研究中发现，传统的隧道开挖施工过程中至少存在如下缺点：

隧道开挖过程中，影响隧道施工围岩稳定性一个重要的因素是地下水渗漏，十个围岩塌陷九个水是诱因，地下水渗漏会夹带泥土，长期渗水会掏空隧道周围土体，导致隧道顶部突然坍塌。地下水系复杂，隧道开挖施工过程中地下水处理也是难点，工程施工中难以彻底止住水的渗漏。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种隧道开挖洞内支护方法，以改善传统的隧道开挖过程中围岩土体稳定性差、地下水渗漏难以处理的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

基于上述目的，本发明提供了一种隧道开挖洞内支护方法，

所述方法包括如下步骤：

步骤s100、在隧道的围岩掌子面钻孔得到深度不同的多级注浆孔；

步骤s200、依据所述注浆孔的深度以由深至浅的顺序在所述多级注浆孔内逐级注入加固液，其中，待深度较深的一级所述注浆孔内的所述加固液凝固后再在下一级所述注浆孔内注入所述加固液。

在本发明较佳的实施例中，所述步骤s100中，每级所述注浆孔包括多个注浆孔，所述多个注浆孔间隔排布。

在本发明较佳的实施例中，所述步骤s100中，所述多个注浆孔均匀间隔排布。

在本发明较佳的实施例中，所述步骤s100中，所述注浆孔的周壁设置为弧面。

在本发明较佳的实施例中，所述步骤s100中，每级所述注浆孔设置有至少两个注浆孔；

所述步骤s200包括，所述至少两个注浆孔构成一个注浆单元，所述注浆单元沿所述注浆孔的孔底向孔口方向逐级注入所述加固液。

在本发明较佳的实施例中，所述步骤s100中，每级所述注浆孔设置有至少两个注浆孔；

所述步骤s200包括，位于同一级的所述注浆孔逐一完成注浆。

在本发明较佳的实施例中，所述步骤s200中，所述加固液为砂浆。

在本发明较佳的实施例中，所述步骤s200包括，根据所述围岩的密实度选择注浆的压力以及注浆量。

在本发明较佳的实施例中，所述步骤s200中，在注浆过程中注浆压力达到设定值则停止注浆，所述注浆压力无法达到设定值时所述注浆量达到最大时停止注浆。

基于上述目的，本发明还提供了一种隧道开挖洞内支护方法，所述方法包括如下步骤：

步骤s100、利用钻机在隧道的围岩掌子面钻孔得到深度不同的多级注浆孔；

步骤s200、依据所述注浆孔的深度以由深至浅的顺序在所述多级注浆孔内逐级注入加固液，其中，待深度较深的一级所述注浆孔内的所述加固液凝固后再在下一级所述注浆孔内注入所述加固液。

本发明实施例的有益效果是：

综上所述，本发明实施例提供了一种隧道开挖洞内支护方法，够大大提高隧道围岩土体的结构强度，且有效改善地下水渗漏的情况，围岩土体结构强度高，不易坍塌，施工安全可靠。具体如下：

本实施例提供的隧道开挖洞内支护方法，施工过程中，将隧道开挖至设定距离后，进行洞内支护。利用钻机在隧道的围岩掌子面上钻孔，得到深度不同的多级注浆孔。然后，在注浆孔中注入加固液。在注入加固液时，按照注浆孔的深度排序，按照由深至浅的顺序逐级在对应的注浆孔内注入加固液，先将加固液注入到注浆孔的孔底，注入深度按需设置，一般将整个注浆孔填满，待深度较深的一级注浆孔内的加固液凝固后，再注入深度较浅的下一级的加固液。加固液注入到注浆孔内后，加固液在注浆孔内流动，且加固液在压力的作用下流动至于注浆孔连通的围岩土体的缝隙中，加固液凝固后与土体紧密结合，提高整体的结构强度。采用逐级注入的方式在深度不同的注浆孔中注入加固液，待深度较深的注浆孔内的加固液注入并凝固后，加固液填满注浆孔的整个深度以及与注浆孔连通的多个缝隙，加固液在注浆孔内形成了网状的阻挡墙，在进行深度较浅的下一级的加固液的注入时，由于此时注浆孔的深度变浅，加固液不易在深度方向上向土体内流动，加固液更加容易填满四周的土体缝隙，且加固液在向四周流动时受到阻挡墙的阻挡作用，在阻挡墙的作用下，加固液更加容易填满注浆孔以及与注浆孔连通的缝隙，待加固液凝固后进一步形成更加密实的网状的阻挡墙，这样，逐级注浆完成后，围岩土体和加固液紧密结合形成加固体，起到加固围岩岩体的作用，由于围岩土体中缝隙被加固液充填，地下水不易渗漏，起到制止地下水渗漏的作用，围岩土体不易坍塌，提高施工安全性。

附图说明

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。

图1为本发明实施例的隧道开挖洞内支护方法的流程示意图。

具体实施方式

传统隧道开挖过程中，影响隧道施工围岩稳定性一个重要的因素是地下水渗漏，十个围岩塌陷九个水是诱因，地下水渗漏会夹带泥土，长期渗水会掏空隧道周围土体，导致隧道顶部突然坍塌。地下水系复杂，隧道开挖施工过程中地下水处理也是难点，工程施工中难以彻底止住水的渗漏。

鉴于此，发明人设计了一种隧道开挖洞内支护方法，能够大大提高隧道围岩土体的结构强度，且有效改善地下水渗漏的情况，围岩土体结构强度高，不易坍塌，施工安全可靠。

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。

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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例

请参阅图1，本实施例提供了一种隧道开挖洞内支护方法。

本实施例提供的施工方法包括如下步骤：

步骤s100、在隧道的围岩掌子面钻孔得到深度不同的多级注浆孔；

步骤s200、依据注浆孔的深度以由深至浅的顺序在多个注浆孔内逐级注入加固液，其中，待深度较深的一级注浆孔内加固液凝固后在注入下一级的加固液。

本实施例提供的隧道开挖洞内支护方法，施工过程中，将隧道开挖至设定距离后，进行洞内支护。利用钻机在隧道的围岩掌子面上钻孔，得到深度不同的多级注浆孔。然后，在注浆孔中注入加固液。在注入加固液时，按照注浆孔的深度排序，按照由深至浅的顺序逐级在对应的注浆孔内注入加固液，先将加固液注入到注浆孔的孔底，注入深度按需设置，一般将整个注浆孔填满，待深度较深的一级注浆孔内的加固液凝固后，再注入深度较浅的下一级的加固液。加固液注入到注浆孔内后，加固液在注浆孔内流动，且加固液在压力的作用下流动至于注浆孔连通的围岩土体的缝隙中，加固液凝固后与土体紧密结合，提高整体的结构强度。采用逐级注入的方式在深度不同的注浆孔中注入加固液，待深度较深的注浆孔内的加固液注入并凝固后，加固液填满注浆孔的整个深度以及与注浆孔连通的多个缝隙，加固液在注浆孔内形成了网状的阻挡墙，在进行深度较浅的下一级的加固液的注入时，由于此时注浆孔的深度变浅，加固液不易在深度方向上向土体内流动，加固液更加容易填满四周的土体缝隙，且加固液在向四周流动时受到阻挡墙的阻挡作用，在阻挡墙的作用下，加固液更加容易填满注浆孔以及与注浆孔连通的缝隙，待加固液凝固后进一步形成更加密实的网状的阻挡墙，这样，逐级注浆完成后，围岩土体和加固液紧密结合形成加固体，起到加固围岩岩体的作用，由于围岩土体中缝隙被加固液充填，地下水不易渗漏，起到制止地下水渗漏的作用，围岩土体不易坍塌，提高施工安全性。

本实施例中可选的，在进行隧道施工时，隧道沿着设定方向开挖，隧道开挖完成后，隧道内部需要进行支护，提高隧道内围岩土体的结构强度，防止隧道坍塌。隧道开挖完成后，在隧道的围岩土体的掌子面进行钻孔。钻孔时，孔径按需设置，在此不进行具体限定。

钻孔时，利用钻机在围岩土体的掌子面进行钻孔。钻机的钻头的深度以及直径按需设置，根据注浆孔的深度以及孔径进行选择即可。钻孔过程中，可以多个注浆孔同时进行钻孔工作，当然，也可以逐一进行钻孔作业。钻头可以是圆柱形钻头，这样，钻孔后得到的注浆孔为圆柱形孔，注浆孔的孔周壁为圆柱面。

需要说明的是，钻头可以不是圆柱形钻头，注浆孔的孔周壁可以不是圆柱面，在其他实施例中，注浆孔的孔周壁设置为弧面。

钻孔过程中，注浆孔的数量按需设置，至少包括两级深度不同的注浆孔。可选的，注浆孔设置有至少两个。至少两个注浆孔间隔排布在掌子面上，进一步的，至少两个注浆孔均匀间隔排布在掌子面上。可选的，每级注浆孔包括至少两个注浆孔。

钻孔作业完成后，在注浆孔中注入加固液。加固液注入后与围岩土体紧密结合形成加固体，进而提高围岩土体的结构强度。

在注浆过程中，采用逐级注浆方法，依据注浆孔的深度进行排序，以由深至浅的先后顺序对不同深度的注浆孔逐级进行注浆，注浆的级数按需设置即可，可以根据注浆面积综合进行考虑，可以进行至少两级注浆，需要说明的是，逐级注浆是指将加固液分为多个步骤进行注浆作业。例如，采用三级注浆，即包括三类深度不同的注浆孔；四级注浆，即包括四类深度不同的注浆孔；以此类推，在此不进行一一列举。

本实施例中，以三级注浆为例进行说明。

本实施例中可选的，注浆孔注浆作业包括一级注浆、二级注浆以及三级注浆。注浆孔钻孔完成后，先进行一级注浆，加固液填满一级注浆的所有注浆孔，加固液凝固后，形成一级阻挡墙且加固液与围岩土体结合形成一级加固体。然后，进行二级注浆作业，加固液填满二级注浆的所有注浆孔，且二级加固液在一级阻挡墙的作用下，能够更好的填满加固液设定孔段以及与该设定孔段连通的围岩土体中的缝隙，待加固液凝固后形成二级阻挡墙且加固液与围岩土体结合形成二级加固体。最后，进行三级注浆作业，加固液注入后与围岩土体紧密结合形成三级加固体。注浆作业完成后，加固液与围岩土体紧密结合，形成网状的加固体，整体结构强度高，不易坍塌，且不易渗水。

需要说明的是，每级注浆孔设置有至少两个注浆孔，至少两个注浆孔构成一个注浆单元，所述注浆单元沿所述注浆孔的孔底向孔口方向逐级注入所述加固液。

在其他实施例中，每级注浆孔设置有至少两个注浆孔，每个注浆孔为单独的一个注浆单元，对每个注浆单元沿所述注浆孔的孔底向孔口方向逐级注入所述加固液。即在注浆过程中，逐一完成每一个注浆孔的注浆作业。

注浆时，通过控制注浆压力和注浆量来确定注浆是否合格。而注浆压力和注浆量通过围岩土体的密实度来确定，施工时，利用地质扫描仪得到围岩土体的密实度。

注浆过程中，当注浆压力达到设定值则停止注浆，如果注浆作业过程中，所述注浆压力无法达到设定值时所述注浆量达到最大时停止注浆。

需要说明的是，加固液可以是砂浆。砂浆的比例按需调整即可，在此不进行具体限定。

以上所述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。