[发明专利]一种预制管片隧道内加固围岩的施工方法

说明书

技术领域

本发明属于地下工程施工技术领域，具体涉及一种预制管片隧道内加固围岩的施工方法。

背景技术

某煤矿运输斜井采用TBM掘进机开挖隧道，该盾构隧道采用钢筋混凝土预制管片建造，其具体的施工设计要求如下：①位于煤层段（水平段）需要在斜井侧壁开洞（即钢筋混凝土预制管片侧向考虑满足开洞施工要求），预留开洞尺寸为高4.4m、宽为7.5m（其中钢筋混凝土管片环宽1.5m）；②要求一级防水。

但是上述的设计要求在具体施工中存在以下问题：一是煤层（开洞处）围岩破碎且稳定性较差，开洞施工围岩存在塌方危险；二是开洞尺寸较大，需要卸除5环宽度尺寸的管片，并且高度达4.4m，因此钢筋混凝土预制管片横断面极为不稳定。

为了解决围岩以及钢筋混凝土预制管片不稳定的问题，需要进行加固作业。目前通常采用注浆锚杆对隧道围岩进行加固作业，即首先在钢筋混凝土预制管片上钻孔，孔洞深入至围岩内部，之后在围岩孔洞中插入锚杆并注浆固定，以达到加固围岩的效果。采用此种加固方法的缺点在于直接在管片上钻孔开洞对于管片的整体性造成极大的影响，同时由于直接在管片上打设锚杆而所留下的孔洞难以满足一级防水的要求，使该隧道存在渗水隐患。因此需寻求一种新型的预制管片隧道内加固围岩并使围岩和预制管片形成一体结构共同承载的施工方法。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种预制管片隧道内加固围岩的施工方法，该施工方法通过在钢筋混凝土预制管片内预埋预制模壳，并通过在该预制模壳内打设中空注浆锚杆体以加固围岩和兼顾钢筋混凝土预制管片的稳定，利用中空注浆锚杆体将围岩和钢筋混凝土预制管片连接加固呈一体形成承载结构。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种预制管片隧道内加固围岩的施工方法，涉及钢筋混凝土预制管片，其特征在于所述施工方法至少包括以下步骤：A.将预制模壳预埋于所述钢筋混凝土预制管片内，所述预制模壳呈阶梯状，即由大圆柱壳体和小圆柱壳体轴向连接构成，并在所述大圆柱壳体端口设置内螺纹；B.待所述钢筋混凝土预制管片在所述隧道内安装完成后，在所述大圆柱壳体的端口设置一止推件，所述止推件的中心具有一开孔；将一钻杆经所述开孔穿入所述预制模壳内，对所述围岩体进行钻孔施工，直至达到设计深度；C.之后，取出所述钻杆和止推件，经所述大圆柱壳体端口插入一中空注浆锚杆体并深入至所述围岩体钻孔底部，而后依次安装注浆接头管和止推件，完成注浆加固作业，使所述小圆柱壳体、所述围岩体以及中空注浆锚杆体成为一体结构；D.待所述一体结构内注浆加固达到强度要求后，在所述预制模壳的端口设置可拆卸式的止水装置。

所述止推件为直径一大一小的两节阶梯状圆柱体，在所述止推件的中部开设有贯穿所述两节阶梯状圆柱体的开孔，紧贴所述开孔的内壁面以及所述止推件的顶面设置有橡胶防护套，所述橡胶防护套为一体结构，在所述止推件的顶面间隔开设有若干螺孔；并在所述止推件顶面的橡胶防护套之上设置一环形压板，所述环形压板上开设有与所述螺孔位置相对应的圆孔，通过在所述环形压板的圆孔中旋入平机螺丝至所述螺孔中以使所述橡胶防护套与所述止推件形成一体；在直径小的所述圆柱体上开设有外螺纹，以使所述止推件可与所述预制模壳尾端口的内螺纹构成螺纹配合连接。

在注浆准备时，在大圆柱壳体内腔底面设置止浆装置，设置步骤为：在所述大圆柱壳体与所述小圆柱壳体连接处内侧，即在所述中空注浆锚杆体一端固定套设一圈橡胶止浆塞，之后在所述中空注浆锚杆体上套设一压板，所述压板直径大于所述围岩钻孔直径，最后通过在所述中空注浆锚杆体上旋入一螺母并拧紧以使所述压板紧贴所述橡胶止浆塞，达到封堵止浆的目的。

在注浆准备时，所述中空注浆锚杆体一端连接所述注浆接头管，并在所述大圆柱壳体的端口设置所述止推件，其中所述注浆接头管上设置有一止退盘，使所述止退盘紧贴所述止推件顶面设置，并在所述注浆接头管上设置一六棱体，以便于安装和拆卸所述注浆接头管。

本发明的优点是，①可在预制管片隧道内对围岩体实施注浆锚杆加固围岩体，使隧道主体结构与锚杆紧密结合，并与加固后的围岩体共同形成承载体；②通过在钢筋混凝土预制管片内预埋预制模壳，并通过在预制模壳内设置橡胶止推件，有效控制钻杆横向振动对于预制模壳的影响；③在预制模壳的尾端口采用防水组件或止水盖以起到防水作用，满足了隧道的防水要求，同时由于防水组件或止水盖可更换，解决了由于橡胶止水材料老化、失效，与隧道设计使用寿命较难同期的问题；④本施工方法尤其适用于围岩质量较差、要求开洞较大的预制管片隧道采用。

附图说明