[发明专利]一种黄土含水地质硐室喷射混凝土支护施工方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及地下构筑物施工方法，具体是用于黄土含水地质硐室的喷射混凝土支护施工方法。

[背景技术]

目前，含水软弱破碎围岩地质硐室施工，一般采用管棚预注浆、锚杆、钢拱架联合初期支护施工技术的施工方法。然而，就具体在含水黄土地质中开挖隧道，缺点是，采用管棚预注浆及先施工锚杆，两道施工工序均会破坏原含水黄土结构，开挖面长时间暴露松弛，多次扰动切割具有垂直节理的黄土，严重降低了黄土隧道开挖面上黄土的自稳能力。加之，锚杆施工需要占用一定时间，封闭围岩周期较长。往往造成围岩掉块形成局部空腔，轻则增加初期喷射混凝土数量，工程成本增加；重则隧道拱顶下沉垮塌，或隧道整体落拱，造成工程事故。由于该地质施工时需开挖弧形导坑，预留核心土，造成锚杆施工困难；钢拱架侧向喷射混凝土不密实，有时有小的局部空腔。

一般有垂直构造节理黄土含水地质中，管棚施设会切割柱状黄土，同时黄土中的潜水会沿管棚管外壁聚集，局部含水量增大，黄土强度降低，粘结力下降，该粘结力小于土块自重时，黄土硐室凌空面将坍塌。

[发明内容]

本发明的目的是解决，控制初期支护拱顶下沉、防止安装锚杆时扰动黄土造成黄土垮塌、减少喷射混凝土量及提高钢拱架周围混凝土密实度保证结构耐久性问题，提供一种能使支护施工更加安全稳定的施工方法。

为实现上述目的设计一种黄土含水地质硐室喷射混凝土支护施工方法，包括硐体结构、管棚施工步骤、超前小导管施工步骤、锁脚锚管施工步骤、系统锚杆施工步骤、压注水泥浆施工步骤，其特征在于施工时将硐体分为上部拱体、中部核心土、腰部拱墙体和底部仰拱体，局部降低黄土含水量，在硐室内建设上部拱体开挖临时支护受力体系、预留锚杆孔，所述的方法主要包括如下步骤，

步骤一：对所述硐体进行管棚施工步骤，在建设后的管棚位置下方安装1榀钢拱架，管棚位置处钻若干管棚管孔，将预先在管棚管壁上打有若干小孔，并在管棚管内填充有吸水剂的管棚管插入所述管孔中，管棚管末端与钢拱架焊接，每施工5～9榀钢拱架，施工1组管棚管，形成上部拱体开挖临时支护受力体系；

步骤二：对所述硐体进行超前小导管施工步骤，在小导管上开设若干小孔，用吸水剂替换小导管中的注浆，每施工3～5榀钢拱架，施工1组小导管，小导管末端与钢拱架焊接，形成上部拱体开挖临时支护受力体系；

步骤三：对所述硐体上拱部进行弧形开挖，预留拱部核心土支撑掌子面；

步骤四：立设钢拱架5～9榀或3～5榀；

步骤五：初次喷射混凝土并安装预留锚杆孔芯棒，然后挂设钢筋网；

步骤六：对所述的钢拱架进行锁脚锚管安装施工，先钻孔，然后将预先在锚管壁上开设有若干小孔，并在管内填充吸水剂的锁脚锚管安装入孔内，与钢拱架焊接固定；

步骤七：二次复喷混凝土，预留锚杆孔成型；

步骤八：对硐室进行系统锚杆安装施工，然后再次喷混凝土至覆盖钢拱架3～5cm；

步骤九：密实压注水泥浆。

步骤十：对腰部开挖2～3米，腰部拱墙体上挂设钢筋网、立设钢拱架，锚喷混凝土；然后对底部仰拱进行开挖2～3米，挂设钢筋网、立设钢拱架，喷射混凝土，二次模筑混凝土填充仰拱，然后对整个拱墙进行二次钢筋混凝土衬砌。

所述的安设钢筋网的具体步骤为，在混凝土上挂设200×200mm网格的钢筋网，将钢筋网点焊接在钢拱架的背后。

所述的预留锚杆孔施工的具体步骤是，在喷射混凝土前预设锚杆孔芯棒，然后在混凝土成型以后拔出所述的芯棒。

所述的系统锚杆施工具体步骤是，以预留的锚杆孔作为导向钻锚杆孔，然后安装锚杆、锚杆尾部与钢拱架焊接。沿钢拱架在隧道开挖前进方向侧预埋注浆管并临时封堵，完成喷射混凝土找平后，当混凝土强度在90％及以上时，压注水泥浆。

所述的吸水剂是生石灰等吸水材料。

本发明同现有技术相比具有以下优点：

管棚注浆改为预填充吸水剂，吸收含水黄土的部分潜水，防止黄土中潜水沿管外壁聚集。减少因施工扰动含水黄土泌水，可适当提高管棚周边黄土的强度和粘结力，提高黄土的自稳能力，提高围岩稳定性；

预留锚杆孔除了可以方便施工、精准安装锚杆，减少黄土掉块、垮塌外，还可以使硐室开挖喷锚混凝土初期支护的受力体系更趋近合理，保证了黄土成拱效应。

初期支护喷射混凝土背后沿钢拱架压注水泥浆，提高结构与围岩间密实度。钢筋混凝土初期支护结构体系受力趋向均匀合理，整体稳定性提高，混凝土结构耐久性有保证。防止初期支护喷射混凝土拱部整体沉落。

[附图说明]