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专利号: 2012100707969
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种防止浅埋暗挖隧道开挖时沉降变形的施工方法,其特征在于,按照以下步骤进行:

步骤1、中导洞开挖时布设超前小导管(1),中导洞初期衬砌支护后在拱肩向两侧再布设横向悬臂注浆导管(2),导管注浆段开有呈梅花形排列的注浆孔,注浆液采用水泥浆、水玻璃双浆液;

步骤1a、超前小导管(1)包括第一排超前小导管和第二排超前小导管,所述第一排超前小导管沿隧道拱顶外围布设,所述第二排超前小导管沿隧道拱顶和拱墙外围、以及需要设置中导洞临时支护位置的顶拱与侧墙外围布设; 步骤1b、从隧道中隔离墙顶部与隧道左右洞拱顶之间的连接处倾斜向隧道顶部两侧分别伸出横向悬臂注浆导管(2),通过横向悬臂注浆导管(2)注入亦渗入土层的水泥浆、水玻璃双浆液,在隧道顶拱松散土层中形成加固体,使沿隧道进深每隔一定距离均匀布设的横向悬臂注浆导管(2)形成V字形均匀排列的左横向悬臂注浆导管列和右横向悬臂注浆导管列; 步骤2、采用上下台阶法开挖中导洞,导洞顶拱和侧墙布设有注浆小导管(1),按照以下步骤依次循环直至中导洞开挖完成: 步骤2a、通过位于中导洞上台阶(3)外围的超前小导管(1)注浆,以及通过横向悬臂注浆导管(2)注浆;使用预留核心土的方法进行中导洞上台阶(3)开挖,设置中导洞上台阶(3)外围临时支护,在中导洞内设置横撑(5); 步骤2b、通过位于中导洞下台阶(6)外围的超前小导管(1)注浆;中 导洞下台阶(6)开挖;设置中导洞下台阶(6)外围临时支护,使所述中导洞下台阶(6)外围临时支护和中导洞上台阶(3)外围临时支护构成一个整体,并形成拱形中导洞临时支护(4); 步骤2c、拆除横撑(5); 步骤3、构筑中隔离墙(7)及其防水层,横向悬臂注浆导管(2)的一端锚固于中隔离墙(7)顶部,与中隔离墙(7)构成了左右洞顶拱上覆土层的有效支撑,中隔离墙(7)与横向悬臂注浆导管(2)注浆加固体构成了“Y”型结构; 步骤4、采用三台阶开挖法开挖左洞和右洞,采用锁脚锚管(10)控制初期衬砌(9)的沉降变形,具体方法为:

步骤4a、通过位于左洞上台阶(8)外围的超前小导管(1)注浆,左洞上台阶(1)开挖,并设置相应部分的初期衬砌(9)和锁脚锚管(10);通过位于左洞中台阶(11)外围的超前小导管(1)注浆,左洞中台阶(11)开挖,并设置相应部分的初期衬砌(9)和锁脚锚管(10);通过位于左洞下台阶(12)外围的超前小导管(1)注浆;左洞下台阶(12)开挖,并设置相应部分的初期衬砌(9)和锁脚锚管(10);拆除中导洞临时支护(4)位于左洞内的部分;构筑左洞仰拱二次衬砌(13)及防水层;构筑左洞拱墙二次衬砌(14)及防水层;进行左洞二次衬砌拱顶回填注浆; 步骤4b、通过位于右洞上台阶外围的超前小导管注浆,右洞上台阶开挖,并设置相应部分的初期衬砌;通过位于右洞中台阶外围的超前小导管注浆,右洞中台阶开挖,并设置相应部分的初期衬砌;通过位于右洞下台阶外围的超前小导管注浆;右洞下台阶开挖,并设置相应部分的初期衬砌;拆除中导洞临时支护位于右洞内的部分;构筑右洞仰拱二次衬砌及防水层;构筑右洞 拱墙二次衬砌及防水层;进行右洞二次衬砌拱顶回填注浆。

2.按照权利要求1所述的防止浅埋暗挖隧道开挖时沉降变形的施工方法,其特征在于,步骤1中,所述各超前小导管(1)和横向悬臂注浆导管(2)均为无缝钢管,外径为

40mm~42mm,壁厚为3.2mm~3.8mm,前端开通为注浆入口且为锥形,后端封闭为止浆段且长度大于等于30cm,中间为注浆段,所述注浆段开有呈梅花形排列的注浆孔,注浆孔孔径为

6mm~8mm,孔间距为12cm~15cm。

3.按照权利要求1所述的防止浅埋暗挖隧道开挖时沉降变形的施工方法,其特征在于,所述各左横向悬臂注浆导管与水平负方向夹角均为30°~35°,所述各右横向悬臂注浆导管列与水平正方向夹角均为30°~35°。

4.按照权利要求1所述的防止浅埋暗挖隧道开挖时沉降变形的施工方法,其特征在于,步骤1中,所述第一排超前小导管位于所述第二排超前小导管的上方;所述第一排超前小导管长度为2.3m~2.7m,导管环向间距为0.3m~0.4m,外插角为5°~10°;所述第二排超前小导管长度为2.3m~2.7m,导管环向间距为0.3m~0.4m,外插角为30°~35°;

所述第一排超前小导管和第二排超前小导管之间纵向搭接大于等于1m。

5.按照权利要求1所述的防止浅埋暗挖隧道开挖时沉降变形的施工方法,其特征在于,步骤1中,所述超前小导管(1)和横向悬臂注浆导管(2)的布设采用风镐顶入,或采用机械钻孔或洛阳铲成孔后安装。

6.按照权利要求1所述的防止浅埋暗挖隧道开挖时沉降变形的施工方法,其特征在于,注浆材料为水泥水玻璃双浆液,注浆压力为1MPa~1.5MPa,水泥浆浓度为1:0.5~

1:0.8,注浆扩散半径为450mm~550mm,浆液初凝时间为1min~2min,缓凝剂磷酸氢二钠掺量为2%~2.5%,水泥使用 普通硅酸盐水泥,水玻璃浓度35波美度,水泥浆与水玻璃体积比1:1~1:0.6。