[发明专利]一种土岩复合地层浅埋隧道的复合加固方法及复合加固结构

说明书

本发明提供一种土岩复合地层浅埋隧道的复合加固方法，依次包括地表注浆、管棚支护和超前小导管支护等步骤，本发明还提供一种土岩复合地层浅埋隧道的复合加固结构，包括地表土层、岩层以及隧道挖掘区域；所述地表上开设有注浆孔组，所述隧道挖掘区域的上方形成有围岩拱部，所述围岩拱部上穿插有多个相对于水平面倾斜布置的大口径钢管，所述隧道挖掘区域具有掌子面，且所述隧道挖掘区域设置有钢拱架，所述掌子面上设置有止浆盘，所述止浆盘上穿插有同时穿插在所述掌子面中的小口径钢管。本发明通过地表注浆，能够提升土体强度且防渗性能相对较高，利用地表注浆、管棚支护、超前小导管支护等加固措施的联合作用保证隧道开挖前后的稳定性和安全性。

技术领域

本发明涉及一种隧道的加固方法和加固结构，尤其是一种土岩复合地层浅埋隧道的复合加固方法及复合加固结构。

背景技术

随着城市地下轨道交通的高速发展，城市隧道呈现逐年增加的趋势。对于复杂地质下城市浅埋小净距隧道，由于覆土埋深较浅，覆土地层为软弱和碎石层，存在地面动荷载较大、拱顶围岩透水性强等实际工程施工问题，需要进行加固支护。

公告号为CN203961998U的中国实用新型专利公开了一种浅埋隧道组合式初期支护结构，包括套拱段以及洞身支护段，其套拱段采用型钢钢架成型，包括多段钢拱架单元，钢拱架单元之间通过连接钢板与连接螺栓联接，而在型钢钢架的拱背位置还设置有管棚导向管；所述洞身支护段采用钢筋格栅成型，通过纵向连接筋将各榀钢筋格栅联接成一个整体，在钢筋格栅的拱背位置设置有一层长管棚，此长管棚通过精轧螺纹钢定型，其间通过锚杆锚定加固，而在钢筋格栅内侧成型有一层混凝土层，且在混凝土层与钢筋格栅之间通过钢筋网加固。该支护结构虽然在一定程度上能够对地层进行加固，但是土体的强度并没有增加，且防渗性能相对较差。

有鉴于此，本申请人对土岩复合地层浅埋隧道的复合加固方法及复合加固结构进行了深入的研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提升复杂地层强度且防渗性能相对较高的浅埋隧道的复合加固方法及复合加固结构。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种土岩复合地层浅埋隧道的复合加固方法，依次包括以下步骤：

S1，地表注浆，在准备挖掘的浅埋隧道上方的地表土层上垂直开设多个注浆孔形成注浆孔组，在所述注浆孔组中，位于所述浅埋隧道正上方的所述注浆孔的孔底位于所述浅埋隧道的轮廓线上，然后在各所述注浆孔中注入水泥浆和水玻璃混合双浆液，并采用混凝土将各所述注浆孔的口部填满捣实；

S2，管棚支护，在所述浅埋隧道的围岩拱部按从高到低的顺序穿插大口径钢管，所述大口径钢管的侧壁上开设有第一孔眼，然后将水泥浆压入所述大口径钢管，使得部分水泥浆从所述第一孔眼流出并固结在所述围岩拱部上；

S3、超前小导管支护，先喷射混凝土封闭所述浅埋隧道的掌子面并在所述掌子面上形成止浆盘，然后按从高到低的顺序在所述纸浆盘上开设多个支护孔，之后在所述支护孔中穿入小口径钢管，所述小口径钢管同时支撑在钢拱架上，所述小口径钢管的侧壁上开设有第二孔眼，然后将水泥浆压入所述小口径钢管，使得部分水泥浆从所述第二孔眼流出并固结。

作为本发明的一种改进，在步骤S1中，在各所述注浆孔中注入水泥浆和水玻璃混合双浆液前，先在各所述注浆孔中穿插注浆管，所述注浆管的下端封口，所述注浆管外套设有止浆塞，且所述注浆管的侧壁位于所述止浆塞下方的位置处开设有多个溢浆孔，在各所述注浆孔中注入水泥浆和水玻璃混合双浆液时，采用先低压慢渗后高压注浆的方式向所述注浆管注浆。

作为本发明的一种改进，在步骤1中，在各所述注浆孔中注入水泥浆和水玻璃混合双浆液时，采用间隔交替注浆。

作为本发明的一种改进，在隧道开挖之后还进行了以下步骤：