一种浅埋隧道近似椭圆状小坍方处治结构及施工方法与流程

【技术领域】

本发明属于隧道灾害治理技术领域，尤其涉及一种浅埋隧道近似椭圆状小坍方处治结构及施工方法。

背景技术：

浅埋隧道一般采用明挖再回填处治小塌方，即先清理坍方区域，隧道支护结构做好后再回填。这种处治方法针对土质较好的土层是可行的，但对于上硬下软地层譬如隧道穿越沉积多年泥塘，隧道顶部从上到下依次分布为人工填土层、沉积塘泥情况的适用性有待商榷。坍方区域沉积塘泥遇水软化处理不当后期还有可能再次引起隧道坍方。因此，在上硬下软浅埋隧道顶近似椭圆状坍方区域做一些特殊的构造结构固土治本显得很有必要，寻找一种安全、快速、有效的小坍方新型处治结构和施工方法迫在眉睫。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种浅埋隧道近似椭圆状小坍方处治施工方法，采用上下双层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构，并通过竖立分布的超前注浆小导管将上下两层结构连接在一起，抵抗周围土体的土压力，保证塌方区域的稳定性。

本发明采用以下技术方案：一种浅埋隧道近似椭圆状小坍方处治施工方法，该施工方法如下：

步骤一、在近似椭圆状小坍方区域内、且贴于其四周壁间隔施作多根竖直向的早强砂浆锚杆；然后朝向四周壁喷射混凝土，形成先喷锚支护护壁。

所述近似椭圆状小坍方区域地质由上到下分布为人工填土层和沉积塘泥层。

步骤二、在沉积塘泥层，贴于近似椭圆状小坍方区域的四周壁、且绕其一周竖直立模，在立模的内侧，且绕其一周环向绑扎一下层钢筋网；在下层钢筋网上环向一周间隔固定多个竖直向的超前注浆小导管，且各超前注浆小导管的上端均穿出上部人工填土层区域，下端在塌方区域底部。

由各超前注浆小导管的上部注浆，以在下层钢筋网和环向模板间浇灌混凝土，凝固，形成下层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构。

步骤三、在人工填土层，贴于近似椭圆状小坍方区域的四周壁、且绕其一周竖直立模，在立模的内侧，且位于超前注浆小导管的外侧，环向一周绑扎上层钢筋网，将超前注浆小导管与上层钢筋网固定。

由各超前注浆小导管的上部注浆，以在人工填土层内的上层钢筋网和环向模板间浇灌混凝土，凝固，形成上层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构。

步骤四、回填近似椭圆状小坍方区域。

进一步地，还包括如下：在坍方区域隧道洞顶下施作初期支护，并在初期支护和回填土间注浆。

进一步地，该上层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构和下层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构在对应的层内，均在对应层内的1/3高度处。

进一步地，相邻两根超前注浆小导管间的距离为15cm～30cm。

进一步地，在步骤一中，相邻两根施作早强砂浆锚杆间的距离为20cm～40cm。

本发明还公开了一种浅埋隧道近似椭圆状小坍方处治结构，包括：上下间隔设置的上层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构和下层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构，在上层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构和下层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构外侧壁、且绕其一周间隔固定有多个竖直向的超前注浆小导管；在上层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构和下层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构内均各设置有与其形状相一致的上层钢筋网和下层钢筋网。

本发明的有益效果是：1.采用上下双层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构，并通过竖立分布的超前注浆小导管将上下两层结构连接在一起，用于抵抗周围土体的土压力，保证塌方区域的稳定性。2.通过预留注浆孔注浆，保证隧道背后空腔填充密实。

【附图说明】

图1为浅埋隧道上硬下软小坍方区域示意图。

图2为浅埋隧道近似椭圆状小坍方处治结构图。

其中：a.小坍方区域；b.人工填土层；c.沉积塘泥层；1.超前注浆小导管；2.上层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构；3.下层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本实施例一种浅埋隧道近似椭圆状小坍方处治施工方法，适用于以下工况，浅埋隧道穿越沉积多年泥塘，泥塘上部分布为人工填土层，属于典型的上硬下软地层。在本方案中，近似椭圆状小坍方区域a并没有一严格的尺寸要求，一般将塌方区域的开口在2m左右，以及2m以内的塌方，称之为小塌方区域。

如图1所示，该施工方法如下：

步骤一、在近似椭圆状小坍方区域a内、且贴于其四周壁间隔施作多根竖直向的早强砂浆锚杆；然后朝向四周壁喷射混凝土，形成先喷锚支护护壁。

近似椭圆状小坍方区域地质由上到下分布为：人工填土层b和沉积塘泥层c。

在实施步骤一前，首先在浅埋隧道洞内清理已坍落土体，检查坍落区域隧道洞顶下初期支护是否及时跟进，立即跟进施作初期支护。

竖直向的早强砂浆锚杆的数量、以及相邻两根间的间距是根据塌方区域的地质条件确定的。如果小塌方区域a的四周淤泥含水量大，呈流体状，这就需要将相邻两根早强砂浆锚杆的间距减小，甚至是两根相贴合，以抵挡淤泥。

步骤二、在所述沉积塘泥层c，贴于近似椭圆状小坍方区域a的四周壁、且绕其一周竖直立模，在所述立模的内侧，且绕其一周环向绑扎一下层钢筋网；在下层钢筋网上环向一周间隔固定多个竖直向的超前注浆小导管1，且各超前注浆小导管1的上端均穿出上部人工填土层b区域；下端在塌方区域底部；相邻两根超前注浆小导管间的距离为15cm～30cm。

由各超前注浆小导管1的上部注浆，以在下层钢筋网和环向模板间浇灌混凝土，凝固，形成下层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构3。

步骤三、在所述人工填土层b，贴于近似椭圆状小坍方区域a的四周壁、且绕其一周竖直立模，底部与沉积塘泥层c中的立模的顶部相接触，在立模的内侧，且位于超前注浆小导管1的外侧，环向一周绑扎上层钢筋网，将超前注浆小导管1与上层钢筋网固定。如图2所示。

由各超前注浆小导管1的上部注浆，以在人工填土层b内的上层钢筋网和环向模板间浇灌混凝土，凝固，形成上层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构2。上层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构2和下层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构3在对应的层内，均在对应层内的1/3高度处。上层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构2和下层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构3的高度为40cm。

凝固形成的下层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构3和上层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构2在超前注浆小导管1的连接下，形成一个整体稳固的部件。由于小塌方区域的面积相对较小，那么所使用的立模也较小。为了能够在塌方区域内能方便开展工作，，所以采用在塌方区域内的两层地质中，分别独立立模，不然，采用长的立模很难施工。施工完成后，立模不拆除，分别与下层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构3和上层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构2，以及超前注浆小导管1连接在一起，稳固性更好。可以抵抗周围土体的土压力，保证坍方区域的稳定性。

在本施工方法中，通过竖立分布的超前注浆小导管1将上下两层钢筋混凝土结构连接在一起，形成一个整体稳固的结构，用于抵抗周围土体的土压力，避免周围土体坍塌，保证坍方区域的稳定性。采用超前注浆小导管1注浆时，使浆液能够与钢筋及小坍方区域a的内壁紧密接触并凝固。

步骤四、回填近似椭圆状小坍方区域，在坍方区域隧道洞顶下施作初期支护。

回填时，用附近开挖的粒径较小的隧道洞渣回填洞顶坍落区域，可以就近就地取材；也可以选择轻质泡沫混凝土回填隧道洞顶坍落区域。回填后，并不能完全确保回填土与初期支护间严格密实，如果不密实，即存在空腔，隧道上部土体并不牢固。本实施例中借鉴水泥搅拌桩处理淤泥的思路，也就是采用注浆加固的方式，向空腔内灌注水泥浆液，凝固后，保证了回填土与初期支护间密实，牢固。灌注后，及时施作隧道二次衬砌结构。可采用如下方式注浆，即在初期支护中预埋注浆孔，利用注浆孔采用水泥浆液注浆管喷浆加固沉积塘泥。

本发明还还公开了用于上述施工方法中的一种浅埋隧道近似椭圆状小坍方处治结构，如图2所示，包括：上下间隔设置的上层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构2和下层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构3，在上层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构2和下层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构3外侧壁、且绕其一周间隔固定有多个竖直向的超前注浆小导管1；在上层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构2和下层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构3内均各设置有与其形状相一致的上层钢筋网和下层钢筋网。在上层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构2和下层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构3外侧壁一周各设置有立模，各所述立模的高度高于对应的钢筋混凝土结构；且上层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构2外侧的立模的下端与下层近似椭圆状罗圈钢筋混凝土结构3外侧的立模的上端相连接。