一种软弱围岩小净距隧道中夹岩固定结构及其施工方法

摘要

本申请涉及一种软弱围岩小净距隧道中夹岩固定结构及其施工方法，固定结构包括若干对拉组件以及加强板，对拉组件用于穿过中夹岩，加强板用于连接相邻的对拉组件，对拉组件包括注浆管以及套筒，套筒套设于注浆管上且与注浆管转动连接，套筒内壁与注浆管外壁贴合，注浆管以及套筒的侧壁上对应设有溢浆孔，注浆管穿过加强板，注浆管两端通过固定螺母将加强板固定于中夹岩的侧壁上。本申请具有提高软弱围岩小净距隧道中夹岩的稳定性的效果。

说明书

技术领域

本申请涉及隧道施工技术领域，尤其是涉及一种软弱围岩小净距隧道中夹岩固定结构及其施工方法。

背景技术

随着高等级公路建设的迅猛发展，山区高速公路选线时上、下行隧道往往受地形限制，使得两相邻隧道的最小净距不能满足设计规范的要求，常用于洞口地形狭窄或有特殊要求的中、短隧道以及长或特长隧道洞口局部地段。而中夹岩是软弱围岩小净距隧道围岩稳定控制的关键部位,通过对中夹岩加固,可以减小隧道变形,提高围岩稳定性,改善支护结构的力学状态。

在申请号为201610310888.8的中国发明专利公开了一种山区软弱围岩小净距隧道中夹岩稳定性控制方法，包括：一、查阅地质勘查报告，确定施工现场地质围岩等级；查阅隧道设计与施工方案，确定中夹岩厚度，隧道单洞跨度；判断是否符合采用本方法的工程条件；二、查阅隧道设计与施工方案，确定中夹岩高度、钢拱架间距以及钢拱架所选用工字钢的型号和翼缘宽度；查阅地质勘查报告，确定围岩孔隙率；三、确定注浆小导管超前注浆管加工参数；四、确定纵向钢梁加工参数；五、施工超前注浆强化加固；六、施工纵向钢梁加固。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：在通过注浆小导管对中夹岩进行注浆强化加固时，当小导管打入中夹岩内的过程中，容易使得小导管上的溢浆孔造成堵塞，进而影响注浆强化加固效果，导致中夹岩的稳定性较差。

发明内容

为了提高软弱围岩小净距隧道中夹岩的稳定性，本申请提供一种软弱围岩小净距隧道中夹岩固定结构及其施工方法。

第一方面，本申请提供一种软弱围岩小净距隧道中夹岩固定结构，采用如下的技术方案：

一种软弱围岩小净距隧道中夹岩固定结构，包括若干对拉组件以及加强板，所述对拉组件用于穿过中夹岩，所述加强板用于连接相邻的对拉组件，所述对拉组件包括注浆管以及套筒，所述套筒套设于注浆管上且与注浆管转动连接，所述套筒内壁与注浆管外壁贴合，所述注浆管以及套筒的侧壁上对应设有溢浆孔，所述注浆管穿过加强板，所述注浆管两端通过固定螺母将加强板固定于中夹岩的侧壁上。

通过采用上述技术方案，在对软弱围岩小净距隧道中夹岩进行加固的过程中，将对拉组件穿过中夹岩对中夹岩的两侧形成对拉效果，并通过加强板对相邻对拉组件的连接，使得多个对拉组件连接成一个整体对中夹岩的两侧进行加固，进而避免中夹岩失稳；通过设置的套筒以及注浆管，在将注浆管打入中夹岩的过程中，通过转动套筒对注浆管上的溢浆孔进行封堵，避免岩土通过溢浆孔进入注浆管造成堵塞，注浆管安装完成后通过转动注浆管使得溢浆孔相通，通过向注浆管内注入水泥浆液，使得水泥浆液渗入到中夹岩内部提高中夹岩内部的稳定性；通过对中夹岩两侧对拉加固以及对中夹岩内部进行注浆加固相结合，进而有效提高中夹岩的稳定性。

可选的，所述注浆管内设有隔板，所述隔板位于注浆管中部，所述隔板将注浆管内分成左右两个腔室。

通过采用上述技术方案，通过在注浆管内设置隔板将注浆管内分成两个腔室，在对中夹岩内进行注浆加固时，可分别在注浆管的两端进行注浆，使得注浆管内注浆过程中注浆管的内压较为均匀，使得位于注浆管各段处的中夹岩中内渗的水泥浆液较均匀，进一步提高中夹岩的稳定性。

可选的，所述注浆管的两端螺纹连接有端盖，所述注浆管两端套设有垫片，所述垫片位于固定螺母与加强板之间。

通过采用上述技术方案，通过在注浆管两端设置端盖，对注浆管两端可实现封堵，在对其中一个注浆管内进行注浆过程中，可通过端盖对其他注浆管进行封堵，避免注浆过程中，浆液伸入到其他注浆管内溢出影响注浆效果；通过在注浆管的两端设置的垫片，在垫片的作用下可防止固定螺母松动，且有效提高对加强板的固定效果。

可选的，还包括尖端，所述尖端为锥形结构，所述尖端直径较大的一端能够与注浆管端部可拆卸连接，所述尖端的外径较大的一端与套筒的外径相同。

通过采用上述技术方案，在对中夹岩进行加固的过程中，通过在注浆管端部设置的尖端，再将对拉组件打入中夹岩内时，通过设置的尖端，可方便将注浆管以及套筒打入中夹岩内；将对拉组件打入中夹岩内后，可将尖端拆卸下来，在打入其他对注浆管以及套筒时可重复使用，使得对中夹岩的加固更加方便。

可选的，所述注浆管与套筒间设有对正标识，所述对正标识正对时，所述注浆管与套筒上的溢浆孔相连通。

通过采用上述技术方案，通过在注浆管与套筒间设置对正标识，首先对溢浆孔封堵后，再将注浆管以及套筒打入中夹岩，在需要注浆时，通过转动注浆管使得溢浆孔相通，在对正标识的作用下，可方便工作人员对注浆管与套筒上的溢浆孔进行对正。

可选的，还包括设于套筒端部与注浆管间的插销，所述插销用于对套筒与注浆管间进行固定，所述套筒端部内壁上与注浆管外壁间设有与插销相匹配的容纳槽。

通过采用上述技术方案，在对中夹岩加固过程中，将对拉组件打入中夹岩内时，通过转动套筒与注浆管，使得溢浆孔错位封闭，通过将插销插入对应的容纳槽内对注浆管与套筒间进行固定；当注浆管以及套筒打入中夹岩内后，在通过取出插销后转动注浆管使得溢浆孔对正相通，然后在通过插销进行固定，避免在注浆的过程中注浆管转动而影响注浆效果。

第二方面，本申请提供一种软弱围岩小净距隧道中夹岩加固施工方法，采用如下的技术方案：

一种软弱围岩小净距隧道中夹岩加固施工方法，包括如下步骤：

S1：确定中夹岩的厚度以及高度；

S2：在中夹岩上开设注浆孔，所述注浆孔贯穿中夹岩的两侧；

S3：首先通过转动套筒，使得套筒与注浆管上的溢浆孔错开封堵，然后将对拉组件安装在注浆孔内，再通过转动套筒使得套筒与注浆管上的溢浆孔对正相通，然后将加强板连接在相邻的对拉组件之间，再通过固定螺母对注浆管的两端进行固定；

S4：最后通过注浆管两端进行注入水泥浆液，注浆完成后将注浆管两端进行封堵。

通过采用上述技术方案，首先对中夹岩的厚度以及高度确定后，在中夹岩上均匀的打上注浆孔，通过将注浆榜以及套筒打入注浆孔内，再对注浆管两端通过加强板等进行固定后，对中夹岩的两侧形成对拉实现对中夹岩的两侧进行加固，在通过向注浆管内进行注浆提高中夹岩内部的稳定性，不仅工序简单，还可提高施工效率，有效提高了中夹岩的稳定性。

可选的，所述注浆孔的直径小于套筒的外径，所述注浆孔的直径与套筒的外径差值大于2mm且小于4mm。

通过采用上述技术方案，通过设置的注浆孔的直径小于套筒的外径，使得再将注浆管以及套筒注浆孔内时，使得套筒侧壁与注浆孔内壁想抵紧固定，避免注浆过程中浆液从注浆孔内移出，而影响对中夹岩内部的注浆加固效果。

可选的，S4中，在对一个注浆管进行注浆时，将除此以外其他注浆管的两端均进行封堵。

通过采用上述技术方案，通过在对一个注浆管注浆时，对其他注浆管进行堵塞，避免在注浆过程中，浆液通过中夹岩内渗入到其他注浆管内溢出而影响注浆效果，使得注浆过程更加稳定，进而提高施工效率。

综上，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置对拉组件，将对拉组件穿过中夹岩后，在通过两侧的加强板相配合固定，实现对中夹岩两侧进行加固，通过在套筒与注浆管的配合使用过程中可防止注浆孔堵塞，最后通过想注浆管内注浆使得浆液渗入到中夹岩的内部，进一步提高中夹岩内部的稳定性；

2.通过在注浆管的一端设置尖端，且尖端的外径较大的一端与套筒的外径相同，可方便将注浆管以及套筒打入中夹岩内，使得套筒稳定的固定在中夹岩内，使得中夹岩的固定更加方便；

3.首先通过对拉组件以及加强板对中夹岩两侧进行固定，在通过向注浆管内加压注入浆液，使得浆液通过在溢浆孔渗入到中夹岩内部，提高中夹岩内部的稳定性，通过对中夹岩两侧对拉加固以及对中夹岩内部进行注浆加固相结合，提高中夹岩的稳定性，不仅工序简单，还可提高施工效率。

附图说明

图1是本申请实施例一种软弱围岩小净距隧道中夹岩固定结构安装在中夹岩内的结构示意图。

图2是图1中A部分的放大示意图。

图3是本申请实施例公开一种软弱围岩小净距隧道中夹岩固定结构安装有尖端的结构示意图。

图4是本申请实施例公开一种软弱围岩小净距隧道中夹岩固定结构安装有尖端的立体剖视图。

附图标记：1、对拉组件；11、注浆管；111、溢浆孔；112、隔板；113、端盖；114、垫片；12、套筒；121、容纳槽；13、固定螺母；2、加强板；3、中夹岩；31、注浆孔；4、尖端；5、对正标识；6、插销。

具体实施方式

以下结合附图1-4请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种软弱围岩小净距隧道中夹岩固定结构。参照图1与图2，固定结构包括若干对拉组件1以及加强板2，对拉组件1用于穿过中夹岩3，加强板2用于连接相邻的对拉组件1，相邻的加强板2间进行焊接，通过加强板2对相邻对拉组件1的连接，使得多个对拉组件1连接成一个整体对中夹岩3的两侧进行加固。

参照图3与图4，对拉组件1包括注浆管11以及套筒12，套筒12套设于注浆管11上且与注浆管11转动连接，套筒12能够绕注浆管11的轴向转动，套筒12的一端内侧一天连接有限位环，注浆管11与套筒12对应处开设有与限位环相配合的凹槽，限位环能够沿凹槽内转动，对套筒12与注浆管11将达到限位效果，避免在将注浆管11以及套筒12打入中夹岩3内时发生相对滑动而影响安装；套筒12内壁与注浆管11外壁贴合，注浆管11以及套筒12的侧壁上对应开设有溢浆孔111；在将注浆管11打入中夹岩3的过程中，通过转动套筒12对注浆管11上的溢浆孔111进行封堵，注浆管11安装完成后通过转动注浆管11使得溢浆孔111相通，通过向注浆管11内注入水泥浆液，浆液渗入到中夹岩3内部提高中夹岩3内部的稳定性。参照图2，注浆管11穿过加强板2，注浆管11两端通过固定螺母13将加强板2固定于中夹岩3的侧壁上。

参照图3与图4，注浆管11内一体连接有隔板112，隔板112位于注浆管11中部，隔板112将注浆管11内分成左右两个腔室，对中夹岩3内进行注浆加固时，可分别在注浆管11的两端进行注浆而互不影响。注浆管11的两端螺纹连接有端盖113，对注浆管11两端可实现封堵。注浆管11两端套设有垫片114，垫片114位于固定螺母13与加强板2之间，垫片114靠近加强板2的一侧设置为斜面与加强板2相贴合。注浆管11与套筒12间设置有对正标识5，对正标识5包括分别刻与套筒12与注浆管11表面的三角标识，对正标识5正对时，注浆管11与套筒12上的溢浆孔111相连通，方便工作人员对注浆管11与套筒12上的溢浆孔111进行对正。

参照图3与图4，还包括尖端4，尖端4为锥形结构，尖端4直径较大的一端能够与注浆管11端部可拆卸连接，注浆管11端部外侧设有外螺纹与尖端4设置的内螺纹相配合，使得尖端4与注浆管11将螺纹连接，方便对尖端4进行安装以及拆卸。尖端4的外径较大的一端与套筒12的外径相同，尖端4与注浆管11连接时，尖端4与套筒12端部抵接，通过设置的尖端4，可方便将注浆管11以及套筒12打入中夹岩3内。还包括安装于套筒12端部与注浆管11间的插销6，插销6用于对套筒12与注浆管11间进行固定，套筒12端部内壁上与注浆管11外壁间设有与插销6相匹配的容纳槽121，通过将插销6插入对应的容纳槽121内对注浆管11与套筒12间进行固定。

本申请实施例一种软弱围岩小净距隧道中夹岩固定结构的实施原理为：对中夹岩3进行加固的过程中，首先通过转动套筒12使得注浆管11上的溢浆孔111进行封堵，然后通过将插销6插入对应的容纳槽121内对注浆管11与套筒12间进行固定，再将尖端4螺纹连接于注浆管11的一端，通过将注浆管11以及套筒12打入中夹岩3内，注浆管11靠近尖端4的一端伸出中夹岩3的另一侧，将尖端4拆下用于安装先一个对拉组件1，然后通过固定螺母13将加强板2通过注浆管11固定在中夹岩3的两侧，最后通过向注浆管11内注入水泥浆液，使得水泥浆液渗入到中夹岩3内部提高中夹岩3内部的稳定性。

本申请实施例还公开一种软弱围岩小净距隧道中夹岩加固施工方法，参照图1与图2，采用上述的一种软弱围岩小净距隧道中夹岩固定结构，包括如下步骤：

S1：确定中夹岩3的厚度以及高度，通过中夹岩3的厚度定制不同规格的对拉组件1，将对拉组件1均匀分布在中夹岩3上；

S2：在中夹岩3上开设注浆孔31，注浆孔31的直径小于套筒12的外径，注浆孔31的直径与套筒12的外径差值大于2mm且小于4mm，注浆孔31贯穿中夹岩3的两侧；

S3：首先通过转动套筒12，使得套筒12与注浆管11上的溢浆孔111错开封堵，然后将对拉组件1安装在注浆孔31内，再通过转动套筒12使得套筒12与注浆管11上的溢浆孔111对正相通，然后将加强板2连接在相邻的对拉组件1之间，再通过固定螺母13对注浆管11的两端进行固定；

S4：最后通过注浆管11两端进行注入水泥浆液，注浆完成后将注浆管11两端通过端盖113进行封堵；在对其中一个注浆管11进行注浆时，将除此以外其他注浆管11的两端均进行封堵。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。