[发明专利]隧道拱顶空洞泵送回填施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，具体涉及一种隧道拱顶空洞泵送回填处理施工方法，适用于隧道施工中各种由于塌方或溶洞等造成的掌子面、拱顶、拱背空洞的施工处理。

背景技术

在山区修筑高速公路，经常要进行隧道施工，隧道在掘进过程中，可能遇见多种多样的地质病害，常见的有隧道拱顶塌方或溶洞、溶穴等不良地质，遇到上述情况，一般都会出现掌子面向后坍塌，导致掌子面与后方已支护钢拱架间出现大段未支护段软弱围岩临空裸露，而且拱顶还会出现进一步坍塌，形成拱顶空洞，危及施工人员的生命安全。为了确保施工过程中生命财产安全及隧道建成通车后运营安全，需要对隧道拱顶空洞进行处理。目前常用的处理方法是挂网锚喷，即在软弱围岩上打设锚杆，在锚杆上挂网喷砼，对软弱围岩进行加固。但该方法常有拱顶二次塌落造成人员伤亡事故发生。

发明内容

本发明的目的在于针对目前挂网锚喷方法存在的缺陷，提供一种更加安全、经济实用的施工方法处理拱顶空洞，使工程施工顺利地通过溶腔突泥突石、塌方、大跨径溶洞地带，确保人身财产安全。

本发明的技术方案如下：

一种隧道拱顶空洞泵送回填施工方法，其特征在于：

（1）沿后方已支护的钢拱架的环向边缘，向前方软弱围岩内插入多根钢管或锚杆，以后方型钢拱架为支撑点，用钢管或锚杆在后方拱架及前方围岩间形成一个拱形超前简支结构；

（2）在所述简支结构中部预先固定至少2根钢管作为回填混凝土泵送管，其中1根泵送管作为主喷送管，其余的为备用泵送管；每根泵送管的上端均高出所述简支结构的顶面，其中主泵送管上端的高度等于欲回填的混凝土的厚度，备用泵送管的上端高于欲回填的混凝土的厚度；每根泵送管的下端，在简支结构底面外露30-50cm；

（3）在所述简支结构顶面，铺设一层盖板；

（4）在所述简支结构的下方，以形成简支结构的多根钢管或锚杆为骨架，向上喷射一层速凝混凝土，将上方空腔封闭；

（5）待喷射的封闭混凝土凝固后，通过主泵送管向简支结构顶面泵送预定厚度的回填混凝土。

进一步，上述方法还包括以下步骤：

（6）待回填的混凝土凝结后，通过所述备用泵送管向回填的混凝土顶部泵送一层沙子，形成拱顶缓冲层，用于在空腔上方掉落石块时起到缓冲作用。

上述方法中，所述步骤（1）中，所述钢管或锚杆的后端固定在后方已支护的钢拱架的环向边缘上方，或插入钢拱架的边缘之中，所述钢管或锚杆的前端插入前方软弱围岩至少1m；相邻的钢管或锚杆的布置间距为20cm-30cm。

上述方法中，所述步骤（2）中，在所述简支结构上还预先固定有至少1根钢管作为回填混凝土高度检测管，所述检测管上端的高度小于或等于欲回填的混凝土的高度。

上述方法中，所述步骤（3）中，拱形简支结构顶面铺设的盖板，采用两层钢筋网片错孔放置，或采用木板或石棉瓦；所述钢筋网片的规格为15x15cm。

上述方法中，所述步骤（4）中，喷射的封闭混凝土的厚度为20cm。

上述方法中，所述步骤（5）中，泵送回填混凝土时采用分层泵送，每层泵送厚度在0.7m以下，待泵送的第一层混凝土初凝后，再泵送下一层，逐层增加，最后达到预定的回填厚度。

上述方法中，泵送回填的混凝土厚度不超过3m。

本发明首先对拱顶空洞进行超前简支并喷射混凝土封闭，随后采用泵送砼回填拱顶空洞，回填混凝土于拱顶处，对于软弱围岩段，相当于是一次人工重塑围岩的过程，对正常隧道施工的拱架形成一层保护壳，能保证施工顺利通过不良地质段，从而保证隧道施工及运营安全。

附图说明

图1是隧道拱顶空洞泵送回填混凝土的示意图

具体实施方式

以下通过具体实施例，并结合附图1，对本发明的方法进行说明。

在隧道掘进过程中，出现软弱围岩1的时候，一般都会出现掌子面向后坍塌形成空腔，导致掌子面与已支护拱架间有大段未支护段软弱围岩临空裸露，危及施工人员安全。遇到上述情况，本发明采用以下步骤进行处理：

步骤一：沿后方已支护的钢拱架2的环向边缘，向前方软弱围岩内插入多根钢管或锚杆，以后方型钢拱架为支撑点，用钢管或锚杆在后方拱架及前方围岩间形成一个拱形超前简支结构3。

具体实施过程中，根据后方拱架与软弱围岩之间的跨度不同，处理方式有所不同，具体如下：