1.本发明涉及隧洞工程施工技术领域，尤其涉及一种松散体地层衬砌隧洞二次扩挖的方法。
背景技术：
2.隧洞扩挖是将原始隧洞进一步施工，以达到加固支护、优化隧洞防排水系统，美化隧洞外观，方便在隧洞设置通讯、照明、监测等设施的作用，以适应现代化隧洞建设的使用要求。
3.而传统的隧洞二次扩挖的施工方法通常会导致顶拱应力松驰圏扩大及松动，且洞室断面扩挖时洞室围岩松动圏脱落，将使洞室塌落拱进一步加大，致使扩挖后的初期支护钢支撑受到洞顶塌渣的挤压产生下沉侵占二衬设计断面，导致隧洞内安全系数降低，且直接影响整体施工进度。
技术实现要素：
4.本发明的目的是为解决上述问题而提供的一种支撑强度大，洞室内安全系数大大提成，且能够缩短施工循环作业时间，加快工程施工速度的松散体地层衬砌隧洞二次扩挖的方法。
5.为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种松散体地层衬砌隧洞二次扩挖的方法，包括如下步骤：s1：采用高速地质雷达对需要扩挖的隧道前方围岩进行探测；s2：对现场采取的数据进行整理分析，确定隧道围岩松散范围在洞轴线方向的分布情况，对需要加固的地段做好加固处理的标记；s3：采用圆盘钻配合手风钻对需要处理的部位先导孔进一步进行勘探，钻孔深度深入扩挖后保留岩体3.0m以上，先导孔钻孔环向间距与排间距均按4.0m控制；s4：根据先导孔钻孔情况绘制隧道松散地层的固结灌浆孔位布置图，固结灌浆深度控制深入保留岩体深度不小于3.0m；s5：对已完成扩挖及钢支撑强支护出现变形洞段的喷射混凝土裂缝采用喷射混凝土进行嵌缝封闭处理；s6：进行先导孔固结灌浆；s7：完成固结灌浆部位在开挖和恢复设计断面处理前，先在拱顶范围内打超前锚杆，锚杆采用长3.5米φ25的螺纹钢筋，锚杆间距60cm，锚杆倾斜角度15度，同时超前锚杆与未变形的工字钢进行焊接固定；s8：完成隧道松散保留围岩灌浆并施工超前锚杆后，控制每循环1.0m对衬砌洞段进行爆破扩挖，并采取相应的钢支撑强支护和挂网喷射混凝土施工；s9：衬砌隧道扩挖或变形洞段处理完成并满足衬砌混凝土施工条件时，及早跟进钢筋混凝土衬砌施工。
6.优选的，所述步骤s6中，灌浆浆液采用1：1水泥净浆，灌浆压力控制在0.3mp-0.5mp，单位灌浆量0.4l/min，持续时间30min。
7.优选的，所述步骤s6中，每间隔15-20m设立一个固结灌浆单元进行固结灌浆施工，每个固结灌浆单元灌浆结束待凝时间大于24h。
8.本发明公开的一种松散体地层衬砌隧洞二次扩挖的方法与现有技术相比具有的有益效果为：1、通过垂直于围岩表面的钻孔灌浆方式,克服了在松散体中采取水平与倾斜钻孔成孔难度大的问题,钻孔内不易产生缩颈、掉块现象，方便钻孔完成后将灌浆花管推送入孔内的操作。
9.2、避免了松散体固结灌浆因岩块重力作用使得浆液水平渗透扩散范围受到制约而影响灌浆挤密效果的缺陷，垂直布置灌浆孔灌浆便于浆液的渗透、充填、包裹、挤密效果的实现。
10.3、对隧道松散围岩保留岩体固结一定深度后，在隧道顶部形成了3m厚的“固结拱”效应，配合超前锚杆和钢支撑形成了强有力的支护体系，减小了洞室扩挖后松散体围岩对钢支撑的压力，使得洞室成型后的安全得到了保证。
11.4、改善了围岩的力学特性，增强了围岩的自稳抗冲击能力，并缩短了施工循环作业时间，加快了工程施工速度。
具体实施方式
12.一种松散体地层衬砌隧洞二次扩挖的方法，包括如下步骤：s1：采用高速地质雷达对需要扩挖的隧道前方围岩进行探测，超前探测地层岩性、软弱层的位置、岩体完整程度、断裂带位置、宽度、破碎程度、富水性等不良地质以及隐伏的重大地质问题，然后将高速地质雷达天线贴紧需要扩挖或已变形的一次支护面沿洞轴线方向缓慢匀速地移动，根据地质雷达典型图像显示的能量变化规律和信号衰减程度，推测隧洞围岩状况；s2：对现场采取的数据进行整理分析，确定隧道围岩松散范围在洞轴线方向的分布情况，对需要加固的地段做好加固处理的标记；s3：采用圆盘钻配合手风钻对需要处理的部位先导孔进一步进行勘探，钻孔深度深入扩挖后保留岩体3.0m以上，先导孔钻孔环向间距与排间距均按4.0m控制；s4：根据先导孔钻孔情况绘制隧道松散地层的固结灌浆孔位布置图，固结灌浆深度控制深入保留岩体深度不小于3.0m；s5：对已完成扩挖及钢支撑强支护出现变形洞段的喷射混凝土裂缝采用喷射混凝土进行嵌缝封闭处理，对原衬砌混凝土出现裂缝的部位用胶布沿缝面粘贴密实后，在表面增加厚度不小于10cm的水泥或水玻璃胶泥覆盖；原衬砌混凝土表面完好部位直接利用原衬砌混凝土作为固结灌浆的封闭压盖层；s6：进行先导孔固结灌浆，灌浆浆液采用1：1水泥净浆，灌浆压力控制在0.3mp-0.5mp，单位灌浆量0.4l/min，持续时间30min，按照“排间分序，排内加密”原则布孔2序孔，对先导孔灌浆进行加密灌浆，灌浆水灰比与灌浆结束标准与先导孔一致，灌浆压力可比先导孔提高20%；
其中灌浆过程中保持灌浆连续作业，不得采取待凝、添加速凝剂等方式限制注入量，确保固结圏内的浆液充填堆渣体孔隙；然后每间隔15-20m设立一个固结灌浆单元进行固结灌浆施工，每个固结灌浆单元灌浆结束待凝时间大于24h；s7：完成固结灌浆部位在开挖和恢复设计断面处理前，先在拱顶范围内打超前锚杆，锚杆采用长3.5米φ25的螺纹钢筋，锚杆间距60cm，锚杆倾斜角度15度，同时超前锚杆与未变形的工字钢进行焊接固定；s8：完成隧道松散保留围岩灌浆并施工超前锚杆后，控制每循环1.0m对衬砌洞段进行爆破扩挖，并采取相应的钢支撑强支护和挂网喷射混凝土施工；隧道扩挖完成后出现变形洞段在恢复设计断面处理时，每次用风稿凿除1榀初期支护，按设计开挖轮廓线人工风稿凿除欠挖部份围岩土，割除侵限部分工字钢拱架、钢筋网片、连接筋；按设计要求挂设钢筋网，更换钢支撑架并进行可靠连接，然后喷射混凝土；s9：衬砌隧道扩挖或变形洞段处理完成并满足衬砌混凝土施工条件时，及早跟进钢筋混凝土衬砌施工。
13.该发明一种松散体地层衬砌隧洞二次扩挖的方法的工作原理为：通过地质雷达对原有隧道的围岩特性进行宏观检查，确定隧道穿越松散体地层的分布范围；辅助超前钻孔对松散地层的埋藏深度进一步确定后，以扩挖前洞室衬砌混凝土或扩挖后的钢支撑和喷护混凝土为依托，对洞室松散体围岩进行固结、形成稳定的安全棚护固结圈支撑洞室顶部塌渣、缓冲施工过程中产生新的塌落体的冲击力，保证隧道扩挖或前期钢支撑变形处理过程人身机械安全，为隧道结构扩挖及后序工序施工顺利进行创造条件。
14.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
技术特征：
1.一种松散体地层衬砌隧洞二次扩挖的方法，其特征在于，包括如下步骤： s1：采用高速地质雷达对需要扩挖的隧道前方围岩进行探测；s2：对现场采取的数据进行整理分析，确定隧道围岩松散范围在洞轴线方向的分布情况，对需要加固的地段做好加固处理的标记；s3：采用圆盘钻配合手风钻对需要处理的部位先导孔进一步进行勘探，钻孔深度深入扩挖后保留岩体3.0m以上，先导孔钻孔环向间距与排间距均按4.0m控制；s4：根据先导孔钻孔情况绘制隧道松散地层的固结灌浆孔位布置图，固结灌浆深度控制深入保留岩体深度不小于3.0m；s5：对已完成扩挖及钢支撑强支护出现变形洞段的喷射混凝土裂缝采用喷射混凝土进行嵌缝封闭处理；s6：进行先导孔固结灌浆；s7：完成固结灌浆部位在开挖和恢复设计断面处理前，先在拱顶范围内打超前锚杆，锚杆采用长3.5米φ25的螺纹钢筋，锚杆间距60cm，锚杆倾斜角度15度，同时超前锚杆与未变形的工字钢进行焊接固定；s8：完成隧道松散保留围岩灌浆并施工超前锚杆后，控制每循环1.0m对衬砌洞段进行爆破扩挖，并采取相应的钢支撑强支护和挂网喷射混凝土施工；s9：衬砌隧道扩挖或变形洞段处理完成并满足衬砌混凝土施工条件时，及早跟进钢筋混凝土衬砌施工。2.根据权利要求1所述的松散体地层衬砌隧洞二次扩挖的方法，其特征在于，所述步骤s6中，灌浆浆液采用1：1水泥净浆，灌浆压力控制在0.3mp-0.5mp，单位灌浆量0.4l/min，持续时间30min。3.根据权利要求1或2所述的松散体地层衬砌隧洞二次扩挖的方法，其特征在于，所述步骤s6中，每间隔15-20m设立一个固结灌浆单元进行固结灌浆施工，每个固结灌浆单元灌浆结束待凝时间大于24h。
技术总结
本发明公开了一种松散体地层衬砌隧洞二次扩挖的方法，包括如下步骤：S1：采用高速地质雷达对需要扩挖的隧道前方围岩进行探测；S2：对现场采取的数据进行整理分析，确定隧道围岩松散范围在洞轴线方向的分布情况，对需要加固的地段做好加固处理的标记；S3：采用圆盘钻配合手风钻对需要处理的部位先导孔进一步进行勘探，钻孔深度深入扩挖后保留岩体3.0m以上，先导孔钻孔环向间距与排间距均按4.0m控制；该发明松散体地层衬砌隧洞二次扩挖的方法支撑强度大，洞室内安全系数大大提成，且能够缩短施工循环作业时间，加快工程施工速度，适合推广使用。广使用。
技术研发人员：陈敦刚 景若婷 任国强 陈刚 陈文娟
受保护的技术使用者：中国水利水电第十一工程局有限公司
技术研发日：2022.02.28
技术公布日：2022/6/1