[发明专利]一种用于运营隧道支护背后大型空洞的整治方法

说明书

本发明公开了一种用于运营隧道支护背后大型空洞的整治方法，依次包括以下步骤：检查并定位隧道大型空洞位置、开凿“天窗口”，然后向空洞内充填填充组；封闭衬砌的“天窗口”，最后进行分层灌浆。本发明利用既有衬砌结构残余性能，对结构裂损区域或厚度不足区段进行快速有效的结构补强，同时用轻质材料将衬砌背后空洞充填密实，避免了施工过程中对既有衬砌结构的损伤和彻底消除衬砌背后空洞上方围岩掉块的冲击作用对隧道运营的安全隐患，并改善了隧道支护‑围岩体系的受力状态，整治工法和工艺具有较强的安全性和可操作性。

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，具体涉及一种用于运营隧道支护背后大型空洞的整治方法。

背景技术

在隧道工程中，二次衬砌作为隧道的主体结构，不仅具有作为安全储备的功能，而且负有美化洞室的作用。但是在施工过程中由于施工期质量管理、监督不到位或施工时超挖、并对超挖部分没有回填，而使二衬背后出现空洞现象。二衬背后空洞不仅影响二衬施工质量及加固支护功能的实现，同时出现空洞后影响二将衬砌受力，使衬砌局部承受集中力，且在围岩劣化后掉落时形成对衬砌的冲击作用，影响隧道全寿命正常运营。因此，如何在修补整治二衬施工后的背后空洞，确保二衬厚度符合规范、设计要求，对二衬施工质量的提升和改善衬砌受力具有很大帮助。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种用于运营隧道支护背后大型空洞的整治方法，具体技术方案如下：

一种用于运营隧道支护背后大型空洞的整治方法，依次包括以下步骤：

(S1)：检查隧道并确定隧道背后空洞的位置及规模，根据空洞的不同尺度选择相应的整治方案；

(S2)：在位于空洞范围内下方隧道衬砌上开设天窗口，然后通过天窗口向空洞内填充轻质填充体：

(S2-1)：当空洞高度小于等于60cm时，不用开设天窗口而采用钻孔灌浆直接充填空洞空腔；

(S2-2)：当空洞高度大于60cm并小于等于130cm时，采用直径为10-20cm的PE球充填空洞空腔；

(S2-3)：当空洞高于大于130cm时，采用PE球、泡沫混凝土块或PVC管充填轻质填充体；

(S3)：封闭隧道衬砌的天窗口并通过注浆系统向空洞内进行分层灌浆。

本发明中施工人员在检测到隧道二次衬砌背后存在的空洞区域后，在位于空洞处下方的二次衬砌上开设一个与空洞连通的窗口，即开天窗。开天窗根据空洞的规格大小并选用不同的轻质填充体以及对空洞空腔进行填充，再对二次衬砌的天窗口植入钢筋并网喷混凝土封闭天窗口，最后通过注浆系统分层灌浆充填轻质填充体之间的空隙，确保将空洞充填密实并不致破坏原衬砌结构，确保了隧道能够全寿命正常运营。

作为优选，所述步骤(S2)中当隧道衬砌厚度小于70％设计厚度时，空洞高度小于等于130cm时在隧道净空侧施作结构补强组进行结构补强、空洞高度大于130cm时在衬砌外侧(空洞底部)施作结构补强组进行结构补强，使隧道衬砌厚度达到原设计厚度。

本发明中施工人员通过对衬砌厚度不足处施作结构补强组进行结构补强，防止隧道在轻质填充体填充过程中因为结构强度不够而发生垮塌等问题，保证了施工安全性和可操作性。

作为优选，所述结构补强组包括设置在衬砌内侧和/或外侧的补强钢筋网、设置在补强钢筋网内的多组植筋以及包裹补强钢筋网的混凝土层。

作为优选，所述步骤(S3)中当空洞高度小于等于160cm时，分两次灌浆；当空洞高度大于160cm时分至少三次灌浆。

本发明通过采用分层注浆对空洞与轻质填充体之间的间隙进行填充，使安全系数不断增大，并减小了空隙残留的几率，提高了注浆填充效率。

作为优选，所述分层灌浆时需在前一层满足结构强度后，再灌注后一层水泥浆。