[实用新型]一种用于防止隧道注浆加固引起地表隆起的防护结构

说明书

本实用新型涉及用于防止隧道注浆加固引起地表隆起的防护结构，技术方案是，包括位于地层表面下方的隧道本体，隧道本体正上方的地层内设置有由地表注浆形成的反向曲拱，所述反向曲拱呈向下凸起的拱形，隧道本体内轮廓的顶帮上设置有支护结构，围绕隧道本体内轮廓的顶帮，在支护结构的外侧设置有由钻孔注浆形成的正向曲拱，所述正向曲拱呈向上凸起的拱形，本实用新型通过分层次、多次注浆和联合多种被动支护方式共同形成应力承载体，先后形成了反向曲拱和正向曲拱结构，改变隧道周围松散岩层、砂土层等松散岩土层的应力分布状态，从而可以实现对周围环境、岩土性质掌握不十分准确的情况下，通过反向曲拱的保护形成高压注浆。

技术领域

本实用新型属于岩土工程技术领域和土建市政技术领域，特别是一种用于防止隧道注浆加固引起地表隆起的防护结构。适用于浅埋隧(巷)道穿越松散岩层、砂土层时超前注浆加固容易引起地表隆起、道路开裂、建筑物倾斜等一系列问题的永久性隧(巷)道工程。

背景技术

随着经济全球化的发展和城市化进程的加快，地铁工程越来越成为城市公共交通发展的主要方向。地铁不仅增强了出行的快捷性，节省了人们的时间，还为城市环保建设的开展起到了良好的促进作用。我国正处在工业化和城市化加速发展的时期，数以百万计的人口涌入大城市，给城市管理和城市交通带来巨大的压力。与其他工程相比，地铁工程是一项投资大、建设周期长、技术复杂的大型土木工程。地铁工程具有隐蔽性、地质环境的不确定性、施工技术复杂性等特点，这势必造成工程在施工期内的风险数量多、种类复杂，甚至出现事故后造成较大的经济损失。

地铁处于城市喧闹、人口密集、建构筑物密集的市区，为修建地铁而开挖的隧(巷)道位于整个地壳的浅部位置，需穿越松散岩层、砂土层时，这无疑增大了开挖和支护的难度。全国范围来看，地铁普遍建在地下20米左右深处，据统计北京、天津、广州、上海4个地铁城市，建造的隧(巷)道在地下20米左右，北京五号线深度达到24米。根据土壤、地质、线路分布不同，建造地铁深度也有差异，世界上有些国家如俄罗斯、伦敦等都是地下50米左右深度。

针对隧(巷)道位于松散岩层、砂土层这种情况，且施工时会穿越松散岩土层、地面已有道路或其他建构筑物，目前一般隧(巷)道的施工只有极少部分端头部位采用明挖法，百分之九十的路线长度采用暗挖法中的钻爆法、盾构法、掘进机法、新奥法等方法。原本完成稳定的岩土层经历隧(巷)道的开挖必将改变原有的应力状态引起应力重新分布。上覆岩层及建构筑物的重量会引起隧(巷)道的变形，故必须对已开挖的隧(巷)道进行支护，同时需要对隧(巷)道与地表间的松散岩层、砂土层进行加固，这段松散散岩层、砂土层称为埋深。目前对该部分岩土体加固基本上采用注浆的方法，由于隧(巷)道埋深较浅，相对于整个地层厚度来说是一个薄薄的壳体，隧(巷)道距地表较近为了达到注浆加固的效果，一般需要较大的注浆压力，但过大的注浆压力又会引起岩土体上拱直至地表发生隆起现象，破坏地表原有的状态、引起地表道路开裂、建构筑物不均匀沉降。此时若降低注浆压力，虽可以起到控制地表隆起变形的目的，但压力太低会直接导致浆液扩散半径的减小，以至于达不到加固岩土体的效果。根据经验得浆液扩散半径一般在25cm左右，故实际施工中通常将注浆钻孔间距设计为50cm左右，以保证在有效的注浆压力下，两个注浆孔的浆液扩散半径有交叉重合现象，已达到使注浆孔之间岩土体得到充分地加固。若注浆压力降低后，不但浆液的扩散半径会减小，常规的注浆孔间距根本无法保证周围岩土体得到充分加固，导致注浆体不连续，影响浆岩土混合体的受力状态，因此，其改进和创新势在必行。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种用于防止隧道注浆加固引起地表隆起的防护结构及隧道超前注浆方法，可有效解决防止注浆加固引起地表隆起的问题。