隧道塌方空腔的回填修複方法
2023-10-05 15:07:29 1
專利名稱：隧道塌方空腔的回填修複方法
技術領域：
本發明涉及一種工程施工方法，特別涉及一種對隧道塌方形成的空腔進行回填修復的施工方法。
背景技術：
塌方是在隧道開挖施工過程中最常見、最有危害力的現象之一，根據隧道塌方的情況不同必須針對性地採取相應的處理措施。目前國內外在隧道施工中採用超前小導管和超前大管棚預防和處理塌方的工藝已經比較成熟，但在很多情況下，此種處理塌方的方法也有其局限性。例如，在塌方形成了較大的塌方空腔時，由於塌方面積較大，塌方部位的巖石極不穩定，隨時有繼續塌方可能，人員和設備無法在塌方空腔內採取超前小導管或超前大管棚來穩定塌方部位，對塌方部位進行回填修復，直接導致隧道塌方後存在較大的塌方空腔，塌方區危險隱患仍明顯存在或無法確定，造成人員機具無法接近塌方區，增加了隧道的施工難度，同時也極大程度的影響了工程進度。針對上述不足，需要研究出一種新的塌方處理工法，不僅能夠克服施工安全隱患的問題，而且保證施工速度快，作業效率高，節約施工時間和經濟成本。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的是提供一種不僅能夠克服施工安全隱患的問題，而且保證施工速度快，作業效率高，節約施工時間和經濟成本的隧道塌方空腔的回填修複方法。本發明的目的是通過以下技術方案實現的一種隧道塌方空腔的回填修複方法， 包括以下施工工序
第一，定位鑽孔利用全站儀輔助定位，再利用鑽機在空腔上方的地表上鑽孔，形成多個連通空腔和地表的通孔；
第二，空腔回填
a，底層回填選用砂、石、砂石水泥混合料或水泥砂漿對拱頂以下的部位進行回填； b，塌方空腔回填選用具有粘聚力並有一定強度的材料對塌方空腔進行回填； 第三，開挖清理待塌方空腔內的回填材料凝結穩定後，對第二步a中的底層填料進行開挖清理，完成塌方空腔的修復。進一步，還包括封堵工序在第二步空腔回填過程中，首先採用砂、石或砂石水泥混合料填至一定高度；在靠近拱頂部位時，用水泥砂漿和砂石水泥混合料交替回填，使之填滿縫隙；
進一步，第二步b中，回填高度在距拱頂面!Μ以內的部位，選擇具有強粘聚力並具有高強度的材料；回填高度在距拱頂面!Μ以上的部位採用土、砂或石料；
進一步，第二步a中底層回填所採用的砂石水泥混合料或水泥砂漿的強度為5 IOMPa ；
進一步，第一步中，鑽孔孔徑不小於200mm ；進一步，鑽孔的孔間距不超過6米。本發明的有益效果
1、本發明的隧道塌方空腔的回填修複方法，利用各種回填料回填塌方空腔形成一個受力體，承受塌方區不穩定的荷載，確保阻止繼續塌方，並為後續支護提供著力點，再進行暗挖施工，降低了施工難度，施工速度快，等同於正常地質條件下的隧道掘進，是一種非常穩妥的塌方處理方法；
2、本發明的隧道塌方空腔的回填修複方法安全性好，處理塌方的人員和機械基本是在安全作業面進行施工，無安全隱患；
3、本發明的隧道塌方空腔的回填修複方法不僅危險性小，而且施工速度快，作業效率
尚；
4、本發明的隧道塌方空腔的回填修複方法，利用鑽孔回填材料的工藝，操作簡單，勞動強度低。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述 圖1為本發明的工藝流程圖2為本發明的施工示意圖。
具體實施例方式圖1為本發明的工藝流程圖；圖2為本發明的施工示意圖。如圖所示本發明的隧道塌方空腔的回填修複方法，包括以下施工工序
第一，定位鑽孔利用全站儀輔助定位，再利用鑽機在空腔上方的地表3上鑽孔，形成多個連通空腔和地表的通孔1 ；
第二，空腔回填
a，底層回填選用砂、石、砂石水泥混合料或水泥砂漿對拱頂以下的部位進行回填； b，塌方空腔回填選用具有粘聚力並有一定強度的材料對塌方空腔進行回填； 第三，開挖清理待塌方空腔內的回填材料凝結穩定後，對第二步a中的底層填料進行開挖清理，完成塌方空腔的修復。採用本發明所述的施工方法，由於回填材料的固結作用，塌方段的洞內開挖和支護與一般隧道的暗挖相近，施工速度提高近一倍；比常規塌方處理方法節省時間50%以上。 由於回填料固結後有一定的強度，自穩性較好，便於開挖，可以降低部分超前支護參數，節約支護費用；減少塌方處理措施費和支護工程中的部份費用。回填材料固結後具有較高的自穩能力，人員在支護下施工安全性較高。該工法安全性好，操作簡單，提高了勞動作業效率。本工法在中建五局承建的雲萬高速公路Jl合同段韓婆埡隧道K170+690塌方中得到合理利用，該段在滑坡體堆積物之中，圍巖穩定性較差，呈鬆散顆粒狀結構。左洞上半斷面掘進到K170+684時，於2006年2月10日大的塌方，塌方段落長度約25米，塌方部位埋深約90m。塌方後形成較大的塌方空腔，項目部應用本工法成功處理該塌方僅用了觀天時間。
另外，在紅井子隧道大塌方(DK5M+504)處理中也成功運用。紅井子隧道塌方高度約15m，塌方寬度約10m，塌方長度約30m，距掌子面約80m，塌方部位埋深約50m。採用此方法成功處理30餘米長的大塌方僅花了一個多月時間。該方法安全可靠，人員、機械設備在可靠的安全保障條件下施工，相比其他方法的塌方處理方式有明顯的優勢。該方法將塌方段轉換成了一般地段的暗挖施工，減小了工人的勞動強度，降低了工程成本。作為對上述實施例的進一步改進，還包括封堵工序在第二步空腔回填過程中， 首先採用砂、石或砂石水泥混合料填至一定高度；在靠近拱頂部位時，用水泥砂漿和砂石水泥混合料交替回填，使之填滿縫隙。尤其在塌方段離掌子面較遠時，為防止注漿材料充填至塌方到掌子面的部位，在距離掌子面的合適部位應做好回填料的封堵工作，減少回填量，降低成本為儘可能節約成本，斷面較大和高度超過6米的隧道，需要分層堆填，一般可以利用原來的隧道洞渣從洞外拉進來回填到5米以內的高度。堆填時可以用挖掘機或裝載機分層向上堆碼。超過5米以上的高度範圍，採用人工碼砌砂袋2。根據碼砌的高度確定碼砌的寬度，頂寬不小於1米，按1 :0. 2放坡。斷面較小、高度小於6米的隧道，一般可以用機械一次性回填到位，少量空間用人工塞填砂袋封緊。作為對上述實施例的進一步改進，第二步b中，回填高度在距拱頂面:3m以內的部位，選擇具有強粘聚力並具有高強度的材料；回填高度在拱頂以上!Μ內的部位，應選擇有粘聚力並有一定強度的材料，回填後在拱頂部位，保證開挖時頂部的穩定性，不出現鬆散塌落。本實施例中選擇M7. 5水泥砂漿或ClO混凝土等材料。回填高度在拱頂: 以上時可採用土、砂、石等。該部位對該段回填後開挖過程中影響不大，主要是回填後抑制頂部的繼續塌方掉塊。作為對上述實施例的進一步改進，第二步a中底層回填所採用的砂石水泥混合料或水泥砂漿的強度為5 lOMPa。強度太高在開挖時需要鑽爆，成本增加；而強度太低時導致穩定性差，開挖時支護成本增加，掘進難度增大。作為對上述實施例的進一步改進，第一步中，鑽孔孔徑不小於200mm，以利於輸送回填料。作為對上述實施例的進一步改進，鑽孔的孔間距不超過6米。保證回填料下落後自由流動到各個部位，確保不出現空洞和填料不到位的情況。最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
1.一種隧道塌方空腔的回填修複方法，其特徵在於包括以下施工工序第一，定位鑽孔利用全站儀輔助定位，再利用鑽機在空腔上方的地表上鑽孔，形成多個連通空腔和地表的通孔；第二，空腔回填a，底層回填選用砂、石、砂石水泥混合料或水泥砂漿對拱頂以下的部位進行回填；b，塌方空腔回填選用具有粘聚力並有一定強度的材料對塌方空腔進行回填；第三，開挖清理待塌方空腔內的回填材料凝結穩定後，對第二步a中的底層填料進行開挖清理，完成塌方空腔的修復。
2.根據權利要求1所述的隧道塌方空腔的回填修複方法，其特徵在於還包括封堵工序在第二步空腔回填過程中，首先採用砂、石或砂石水泥混合料填至一定高度；在靠近拱頂部位時，用水泥砂漿和砂石水泥混合料交替回填，使之填滿縫隙。
3.根據權利要求1所述的隧道塌方空腔的回填修複方法，其特徵在於第二步b中，回填高度在距拱頂面3m以內的部位，回填材料選擇具有強粘聚力並具有高強度的材料；回填高度在距拱頂面:3m以上的部位採用土、砂或石料。
4.根據權利要求1所述的隧道塌方空腔的回填修複方法，其特徵在於第二步a中底層回填所採用的砂石水泥混合料或水泥砂漿的抗壓強度為5 lOMPa。
5.根據權利要求1所述的隧道塌方空腔的回填修複方法，其特徵在於第一步中，鑽孔孔徑不小於200mm。
6.根據權利要求1所述的隧道塌方空腔的回填修複方法，其特徵在於鑽孔的孔間距不超過6米。
全文摘要
本發明公開了一種隧道塌方空腔的回填修複方法，是從地表鑽孔注漿或回填後的一種塌方處理方法，包括以下施工工序第一，定位鑽孔；第二，空腔回填；第三，開挖清理；通過打孔回填的施工方法，利用各種回填料回填塌方空腔形成一個受力體,承受塌方區不穩定的荷載,確保阻止繼續塌方,並為後續支護提供著力點，再進行暗挖施工，降低了施工難度，施工速度快,等同於正常地質條件下的隧道掘進，是一種非常穩妥的塌方處理方法；不僅安全性好，處理塌方的人員和機械基本是在安全作業面進行施工,無安全隱患；而且施工速度快，作業效率高。
文檔編號E21D11/10GK102182472SQ20111008377
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月2日 優先權日2011年4月2日
發明者劉燦, 尋立新, 袁晏仁 申請人:中國建築第五工程局有限公司