一种极小净距隧道后行洞开挖方法

摘要

本发明公开了一种极小净距隧道后行洞开挖方法，包括以下步骤：一)完成第一段洞体的开挖；1)在靠近中隔岩的一侧，沿后行洞高度方向成排钻打纵向减震孔；2)向远离中隔岩的一侧偏离1-2m，对后行洞进行掏心爆破，清渣；3)对后行洞进行周边爆破，清渣，形成第一段洞体，露出第一段中隔岩；二)对第一段中隔岩进行注浆加固，使第一段中隔岩与隧道结构成为一个整体；三)重复步骤一)和步骤二)，直至完成后行洞小净距段的施工。本发明能够节约工期，同时人工费、材料费和机械费可节约50％左右；工序安排方面更加便于衔接。

权利要求

1.一种极小净距隧道后行洞开挖方法，其特征在于，包括以下步骤：一）完成第一段洞体的开挖；

1）在靠近中隔岩的一侧，沿后行洞高度方向成排钻打纵向减震孔；

2）向远离中隔岩的一侧偏离1-2m，对后行洞进行掏心爆破，清渣；

3）对后行洞进行周边爆破，清渣，形成第一段洞体，露出第一段中隔岩；

二）对第一段中隔岩进行注浆加固，使第一段中隔岩与隧道结构成为一个整体；

1）在第一段中隔岩内横贯多根注浆导管；注浆导管的中部设有多个注浆孔；

2）完成第一段洞体初期支护结构的施工；

3）待第一段洞体的初期支护结构达到设计强度后，采用外接注浆设备向注浆导管内注入水泥浆；水泥浆的水灰重量比不小于0.5:1；设有横贯注浆导管的单个钻孔水泥浆的注入量大于其设计值，并且注浆压力大于1MPa小于2MPa；单个钻孔水泥浆注入量的设计值为：Q=ηSL，其中：S为钻孔的截面面积；L为钻孔压浆段的长度；η为扩散系数，取

1.3-1.5；

三）重复步骤一）和步骤二），直至完成后行洞小净距段的施工。

2.根据权利要求1所述的极小净距隧道后行洞开挖方法，其特征在于，纵向减震孔有两排，布孔高度从底部开挖边线开始至后行洞拱腰部分。

3.根据权利要求1所述的极小净距隧道后行洞开挖方法，其特征在于，沿后行洞环向相邻注浆导管的间距为0.4-0.6m，沿后行洞纵向相邻注浆导管的间距为0.8-1.2m，每根注浆导管向先行洞洞顶仰2-5度，注浆导管在断面内的分布范围：从底部开挖边线开始至后行洞拱腰部分，且最高位的注浆导管低于最高位的纵向减震孔。

4.根据权利要求1所述的极小净距隧道后行洞开挖方法，其特征在于，注浆导管的前端部加工成锥体，注浆孔呈梅花形布置，注浆导管的尾部不短于1m的范围内不钻孔，形成预留止浆段。

说明书

一种极小净距隧道后行洞开挖方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种隧道洞的开挖方法，特别是涉及一种极小净距隧道后行洞开挖方法。

背景技术

[0002] 常规的双洞隧道中隔岩厚度小于2米时，采用复合式中隔墙连拱隧道结构。该结构的施工工期较长，施工成本较高。但目前还没有针对中隔岩厚度小于2米的隧道的其它有效的施工方法。

发明内容

[0003] 本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种能够缩短施工工期、降低施工成本的极小净距隧道后行洞开挖方法。

[0004] 本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种极小净距隧道后行洞开挖方法，包括以下步骤：

[0005] 一)完成第一段洞体的开挖；

[0006] 1)在靠近中隔岩的一侧，沿后行洞高度方向成排钻打纵向减震孔；

[0007] 2)向远离中隔岩的一侧偏离1-2m，对后行洞进行掏心爆破，清渣；

[0008] 3)对后行洞进行周边爆破，清渣，形成第一段洞体，露出第一段中隔岩；

[0009] 二)对第一段中隔岩进行注浆加固，使第一段中隔岩与隧道结构成为一个整体；

[0010] 1)在第一段中隔岩内横贯多根注浆导管；注浆导管的中部设有多个注浆孔；

[0011] 2)完成第一段洞体初期支护结构的施工；

[0012] 3)待第一段洞体的初期支护结构达到设计强度后，采用外接注浆设备向注浆导管内注入水泥浆；水泥浆的水灰重量比不小于0.5∶1；设有横贯注浆导管的单个钻孔水泥浆的注入量应大于其设计值，并且注浆压力应大于1MPa小于2MPa；单个钻孔水泥浆注入量的设计值为：Q＝ηSL，其中：S为钻孔的截面面积；L为钻孔压浆段的长度；η为扩散系数，取1.3-1.5；

[0013] 三)重复步骤一)和步骤二)，直至完成后行洞小净距段的施工。

[0014] 上述纵向减震孔有两排，布孔高度从底部开挖边线开始至后行洞拱腰部分。

[0015] 沿后行洞环向相邻注浆导管的间距为0.4-0.6m，沿后行洞纵向相邻注浆导管的间距为0.8-1.2m，每根注浆导管向先行洞洞顶仰2-5度，注浆导管在断面内的分布范围：从底部开挖边线开始至后行洞拱腰部分，且最高位的注浆导管低于最高位的纵向减震孔。

[0016] 注浆导管的前端部加工成锥体，注浆孔呈梅花形布置，注浆导管的尾部不短于1m的范围内不钻孔，形成预留止浆段。

[0017] 本发明具有的优点和积极效果是：通过减震爆破的方法逐段形成后行洞的洞体，通过注浆加固中隔岩的方法逐段形成与隧道结构成为一个整体的中隔墙，能够使先行洞按照单洞隧道的现有施工方法直接进洞施工，省去了中隔墙的施工，节约了工期，同时人工费、材料费和机械费可节约50％左右；工序安排方面更加便于衔接。

附图说明

[0018] 图1为采用本发明开挖极小净距隧道后行洞的断面图；

[0019] 图2为本发明使用的注浆导管的结构示意图。

[0020] 图中：1、先行洞，2、注浆导管，3、纵向减震孔，4、偏移掏心爆破洞，5、后行洞，21、外箍筋，22、预留止浆段，23、注浆孔，24、注浆导管的前端部。

具体实施方式

[0021] 为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

[0022] 请参阅图1-2，本发明一种极小净距隧道后行洞开挖方法的思路是：不用施工中隔墙，直接按照单洞隧道的现有施工方法完成先行洞1的施工，在先行洞的施工完成后，钻打后行洞的纵向减震孔3，然后进行后行洞的偏移掏心爆破，而后再周边爆破，从而减小后行洞爆破对中隔岩及先行洞的震动破坏。在中隔岩内预留注浆导管2，通过向注浆导管内注浆的方式加固中隔岩内因爆破震动而导致的破碎裂隙，使得中隔岩与隧道结构成为一个整体，从而保证隧道结构的质量和安全。

[0023] 请参阅图1-2，本发明一种极小净距隧道后行洞开挖方法，包括以下步骤：

[0024] 一)完成第一段洞体的开挖；

[0025] 1)钻打纵向减震孔3

[0026] 采用地质钻机在搭设的钻孔平台上钻打纵向减震孔。孔径为Φ110-150mm，孔深应当不小于第一段洞体的设计开挖纵深。

[0027] 纵向减震孔3在靠近中隔岩的一侧有两排，沿后行洞高度方向成排设置，靠近中隔岩的纵向减震孔距离开挖边线1m，远离中隔岩的纵向减震孔距离开挖边线2m，布孔高度从底部开挖边线开始至后行洞拱腰部分。在布孔高度方向上相邻减震孔的孔距为300-400mm。

[0028] 2)向远离中隔岩的一侧偏离1-2m，对后行洞进行掏心爆破，清渣，形成偏移掏心爆破洞4；

[0029] 3)对后行洞5进行周边爆破，清渣；至此已经完成了具有设计开挖纵深的第一段洞体的开挖，形成了第一段洞体，露出了第一段中隔岩。

[0030] 本发明通过在靠近中隔岩的一侧，钻设两排纵向减震孔，然后分先后两次进行偏移掏心爆破和周边爆破。偏移掏心爆破的震动波需要通过两排纵向减震孔后到达中隔岩，两排纵向减震孔的设置减小了偏移掏心爆破对中隔岩的震动影响；周边爆破因两排纵向减震孔的设置最大限度地保持了中隔岩的受力结构。

[0031] 二)对第一段中隔岩进行注浆加固，使第一段中隔岩与隧道结构成为一个整体；

[0032] 1)在第一段中隔岩内横贯多根注浆导管

[0033] 多根注浆导管的布置方式：沿后行洞环向相邻注浆导管的间距为0.4-0.6m，沿后行洞纵向相邻注浆导管的间距为0.8-1.2m，每根注浆导管向先行洞洞顶仰2-5度，注浆导管在断面内的分布范围：从底部开挖边线开始至后行洞拱腰部分，且最高位的注浆导管低于最高位的纵向减震孔。

[0034] 注浆导管的结构：直径为30-40mm，注浆导管的前端部24加工成锥体，以便插打，并防止浆液前冲。注浆导管中间部位钻有多个φ8-12mm的注浆孔23，注浆孔23呈梅花形布置，防止注浆出现死角，沿注浆导管中心线方向相邻注浆孔的间距为12-18cm，注浆导管的尾部不短于1m的范围内不钻孔，形成预留止浆段22，以防漏浆，注浆导管的末端焊接环形外箍筋21，以防打设注浆导管时，尾端开裂，影响其与外接注浆设备的联接。每根注浆导管的长度应比与其对应处中隔岩的厚度长出至少0.5m。

[0035] 每根注浆导管的安装方法：

[0036] 在预定的位置用风动凿岩机钻孔。把注浆导管插入孔内，在注浆导管尾端螺纹连接保护帽，并采用专用顶头施力于保护帽，将注浆导管顶入到要求的深度。卸掉保护帽。在注浆导管尾部的预留止浆段上套装麻丝柱塞，麻丝柱塞为管状，其外壁与孔壁通过麻丝密封，其内壁与注浆导管外壁贴合密封。然后再用胶泥填充孔口，堵住麻丝柱塞，以防脱落。注浆导管外露段不小于30cm，以便于其与外接注浆设备连接。注浆导管安装入孔后，其设有锥体的前端高于尾端，向先行洞洞顶仰2-5度。

[0037] 2)完成第一段洞体初期支护结构的施工；

[0038] 3)待第一段洞体的初期支护结构达到设计强度后，采用外接注浆设备向注浆导管内注入水泥浆。

[0039] 水泥浆的水灰重量比应不小于0.5∶1。

[0040] 为了获得良好的固结效果，必须注入足够的水泥浆，以填实空洞部分，确保有效扩散范围，并且让浆液在裂隙中均匀扩散、填充。

[0041] 单孔注浆量Q的设计值和围岩的孔隙率有关，根据扩散半径及岩层的裂隙进行估3
算，其值为：Q＝ηSL(m)

[0042] 式中：S-单个钻孔的截面面积(m2)；

[0043] L-钻孔压浆段的长度(m)；

[0044] η-扩散系数，取1.3-1.5。

[0045] 单个钻孔的注浆量应当不小于其设计注浆量，且注浆压力应大于1MPa小于2MPa。具体的注浆压力值和注浆量应根据施工现场的试验结果确定。现场注浆量大于钻孔体积后，持续注浆压力超过允许范围而无法注入水泥浆时即停止本孔注浆，进入下一个孔的注浆；现场注浆量大于单孔注浆量Q值时，注浆压力没有达到设计注浆压力时查找原因，看是否串孔或漏浆，采取封堵的措施，然后持续注浆30秒。注浆达到结束条件后，停止注浆。

[0046] 三)重复步骤一)和步骤二)，直至完成后行洞5小净距段的施工。

[0047] 在施工步骤二)的同时，可重复步骤一)，进行第二段洞体的开挖。依此类推。

[0048] 本发明针对中隔岩厚度小于2米的双洞隧道，采取对后行洞进行减震爆破及对中隔岩注浆加固的方法，缩短了隧道施工的工期，降低了施工成本，保证了隧道施工的安全和质量。

[0049] 尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。