隧道沖溝段施工方法
1.本技術涉及土木工程技術領域，具體而言，涉及一種隧道沖溝段施工方法。
背景技術：
2.全斷面隧道掘進機(tunnel boring machine，tbm)是機械化施工中常用的智能化設備。在tbm掘進過程中可能會遇到隧道斷層帶，隧道斷層帶多發生在隧道的洞頂為沖溝的位置。發明人發現tbm在通過隧道斷層帶時安全隱患大，掘進時間也長、成本也高，甚至有可能出現tbm設備損壞和難以順利通過的情況。因此，如何降低tbm在隧道沖溝段掘進施工的安全隱患是亟需解決的問題。
技術實現要素：
3.本技術的主要目的在于提供一種隧道沖溝段施工方法，解決如何降低tbm在隧道沖溝段掘進施工的安全隱患是亟需解決的問題。
4.為了實現上述目的，根據本技術提供了一種隧道沖溝段施工方法。
5.根據本技術的隧道沖溝段施工方法包括：s1：在沖溝段地表分序進行注漿孔的孔位放樣，再按照分序加密的原則根據孔位對所述注漿孔進行鉆進；其中，所述注漿孔的排與排之間和同一排注漿孔的孔與孔之間，分為二序施工，所述沖溝段地表為隧道上方的地形表面；s2：根據不同的地質條件以及現場注漿試驗選擇對應的鉆孔沖洗方式進行注漿孔沖洗，根據不同的地質條件選擇對應的裂隙沖洗方式對所述注漿孔的孔內裂隙進行沖洗；s3：在注漿孔沖洗后第一預設時段內進行壓水試驗，其中，在二序施工中的ⅰ序注漿孔中選預設比例的注漿孔進行單點法壓水試驗，除所述預設比例的注漿孔之外所有剩余的注漿孔進行簡易壓水試驗；s4：安裝注漿錨索并對所述注漿錨索進行錨固，當錨固時間達到第二預設時段后安裝止漿塞、錨墩以及索具，通過錨索張拉器對所述注漿錨索進行漲緊；其中，同一排注漿錨索間采用w形鋼帶進行連接；s5：采用分段注漿法進行滯后注漿，當達到預設注漿施工時間后結束注漿；s6：注漿完成后，進行注漿效果檢查。
6.可選的，在通過錨索張拉器對注漿錨索進行漲緊之后，所述方法還包括：對所述注漿錨索的預緊力進行檢測；若在第三預設時段內所述預緊力下降，則對預緊力下降的注漿錨索實施二次漲緊。
7.可選的，在對所述注漿孔進行鉆進后，所述方法還包括：根據鉆孔要求對所述注漿孔進行檢測，所述鉆孔要求包括：實際施工鉆孔軸線與預設鉆孔軸向偏差小于5
°
，注漿錨索實際施工孔位與所述注漿孔對應的放樣孔位偏差小于或等于10cm，鉆孔深度大于或等于預設鉆孔深度且小于或等于預設鉆孔深度加長100mm。
8.可選的，所述鉆孔沖洗方式包括自孔底向孔外敞開水沖洗、壓力風沖洗、風水聯合沖洗，所述裂隙沖洗方式包括壓力水沖洗、壓力風沖洗、風水輪換沖洗。
9.可選的，所述注漿孔和所述孔內裂隙沖洗時的沖洗水壓選擇80％的注漿壓力，若所述沖洗水壓大于1mpa，則所述沖洗水壓選擇1mpa；所述注漿孔和所述孔內裂隙沖洗時的
沖洗風壓選擇50％的所述注漿壓力，若所述沖洗風壓超過0.5mpa，則所述沖洗風壓選擇0.5mpa。
10.可選的，所述單點法壓水試驗和所述簡易壓水試驗時的壓水壓力選擇80％的注漿壓力，若所述壓水壓力大于1mpa，則所述壓水壓力選擇1mpa；所述簡易壓水試驗的時長為20min，每5min測讀一次壓水流量，根據最后一次的壓水流量值計算透水率。
11.可選的，滯后注漿的過程中，水泥為42.5mpa抗硫酸鹽水泥，水泥漿液選擇2：1、1：1、0.5：1三個水灰比級。
12.可選的，所述第一預設時段為24h，所述第二預設時段為30min，所述第三預設時段為48h。
13.可選的，在注漿錨索施工過程中，若所述預緊力小于預設張緊力的90％，則補打新的注漿錨索。
14.可選的，所述分段注漿法中的分段段長為：第一段為3.0m，第二段及以下為5.0m；所述預設注漿施工時間為大于7min且小于或等于8min。
15.可選的，所述預設比例的注漿孔為20％的注漿孔。
16.可選的，所述注漿效果檢查包括：以聲波測量巖體波速進行固結注漿質量檢查，并結合鉆孔壓水試驗、注漿前后物探成果、注漿施工資料以及鉆孔取芯資料進行綜合評定。
17.在本技術實施例的隧道沖溝段施工方法中，首先在沖溝段地表分序進行注漿孔的孔位放樣，再按照分序加密的原則根據孔位對注漿孔進行鉆進；其中，注漿孔的排與排之間和同一排注漿孔的孔與孔之間，分為二序施工，沖溝段地表為隧道上方的沖溝地形表面；然后根據不同的地質條件以及現場注漿試驗選擇對應的鉆孔沖洗方式進行注漿孔沖洗，以及根據不同的地質條件選擇對應的裂隙沖洗方式對注漿孔的孔內裂隙進行沖洗；在注漿孔沖洗后第一預設時段內進行壓水試驗，其中，在二序施工中的ⅰ序注漿孔中選預設比例的注漿孔進行單點法壓水試驗，除預設比例的注漿孔之外所有剩余的注漿孔進行簡易壓水試驗；壓水試驗完成后安裝注漿錨索并對注漿錨索進行錨固，當錨固時間達到第二預設時段后安裝止漿塞、錨墩以及索具，通過錨索張拉器對注漿錨索進行漲緊；其中，同一排注漿錨索間采用w形鋼帶進行連接；最后采用分段注漿法進行滯后注漿，當達到預設注漿施工時間后結束注漿；注漿完成后，進行注漿效果檢查。可以看到，本技術實施例的施工方法中，在遇到隧道沖溝段時，先通過沖溝段地表注漿加固的方式對圍巖進行加固，增強了破碎圍巖的整體性，提高了圍巖的自承能力，并抑制了圍巖的松動坍塌，因此可以有效的預防tbm掘進機在掘進過程中損壞、被埋等問題，降低了施工安全隱患，提高了施工的效率。另外，注漿方式選擇的是錨索注漿的方式，相比于錨桿注漿的方式能夠更加增強圍巖的完整性。另外，本技術實施例具體的注漿施工流程設計構思巧妙，注漿質量易控制，而且應用環境友好。
附圖說明
18.構成本技術的一部分的附圖用來提供對本技術的進一步理解，使得本技術的其它特征、目的和優點變得更明顯。本技術的示意性實施例附圖及其說明用于解釋本技術，并不構成對本技術的不當限定。在附圖中：
19.圖1是根據本技術實施例提供的一種隧道沖溝段施工方法的流程圖；
20.圖2是根據本技術實施例提供的一種隧道沖溝段的斷面圖；
21.圖3是根據本技術實施例提供的一種注漿孔孔位平面示意圖；
22.圖4-圖5是根據本技術實施例提供的漿孔剖面圖；
23.圖6是根據本技術實施例提供的一種注漿錨索施工時的示意圖。
24.圖中，1-沖溝段地表，2-注漿孔，3-孔位，4-隧道，5
?ⅰ
序注漿孔，6-注漿錨索，7-止漿塞，8-錨墩，9-索具，10-洞頂線，11-圍巖，12-軸線，13
?ⅱ
序注漿孔，14-注漿段，15-非注漿段，16-錨固劑，17-注漿泵，18-注漿桶。
具體實施方式
25.為了使本技術領域的人員更好地理解本技術方案，下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本技術一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本技術保護的范圍。
26.需要說明的是，本技術的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這里描述的本技術的實施例。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。
27.需要說明的是，在不沖突的情況下，本技術中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本技術。
28.實施例1：
29.結合圖1-6，對本技術實施例的一種隧道沖溝段施工方法進行具體說明：如圖1所示，該方法包括如下的步驟s1-s6：s1.在沖溝段地表1分序進行注漿孔2的孔位3放樣，再按照分序加密的原則根據孔位對注漿孔2進行鉆進；其中，注漿孔2的排與排之間和同一排注漿孔2的孔與孔之間，分為二序施工，沖溝段地表1為隧道4上方的地形表面；s2.根據不同的地質條件以及現場注漿試驗選擇對應的鉆孔沖洗方式進行注漿孔沖洗，根據不同的地質條件選擇對應的裂隙沖洗方式對注漿孔的孔內裂隙進行沖洗；s3.在注漿孔沖洗后第一預設時段內進行壓水試驗，其中，在二序施工中的ⅰ序注漿孔5中選預設比例的注漿孔2進行單點法壓水試驗，除預設比例的注漿孔2之外所有剩余的注漿孔2進行簡易壓水試驗；s4.安裝注漿錨索6并對注漿錨索進行錨固，當錨固時間達到第二預設時段后安裝止漿塞7、錨墩8以及索具9，通過錨索張拉器對注漿錨索6進行漲緊；其中，同一排注漿錨索6間采用w形鋼帶進行連接；s5.采用分段注漿法進行滯后注漿，當達到預設注漿施工時間后結束注漿；s6.注漿完成后，進行注漿效果檢查。
30.對于步驟s1中的沖溝段地表1，提供了一種隧道沖溝段的斷面圖，如圖2所示，洞頂線10為隧道4的內部頂端所對應的直線，洞頂線10上方凹陷處為沖溝，洞頂線10上方為圍巖11，圍巖11的表面為沖溝狀，即沖溝段地表1。另外，對于注漿孔2孔位3的放樣具體可以采用gps測量儀或者全站儀進行。其中gps測量儀為全球定位系統(global positioning system，gps)測量儀，根據gps測量儀或全站儀可以精準定位并根據設計的放樣點進行孔位
3的放樣。孔位3放樣完成后，就可以進行注漿孔2鉆進。注漿孔2鉆進時是采用地質鉆機進行鉆進，具體的地質鉆機可以選擇氣動鑿巖鉆機或液壓鑿巖鉆機，比如可以選擇gy100鑿巖鉆機。鉆進時從沖溝地表垂直洞頂線10向下鉆進，注漿孔2的深度也是提前設置好的，按照預設鉆孔深度進行鉆進。如圖3所示，為一種注漿孔2孔位3平面示意圖，中間的虛線為隧道4的軸線12，在軸線12方向和軸線12兩邊方向分別分布孔位3，圖3中孔位3與孔位3之間的距離以及排與排之間距離都是示意性的，在實際應用根據實際需求可以調整。步驟s1中的二序施工是將注漿孔2分為ⅰ序注漿孔5和ⅱ序注漿孔13，按照先后順序分別對ⅰ序注漿孔5和ⅱ序注漿孔13進行注漿。另外，在對注漿孔2鉆進后，根據鉆孔要求對注漿孔2進行檢測，鉆孔要求包括：實際施工鉆孔軸線與預設鉆孔軸向偏差小于5
°
，注漿錨索6實際施工孔位3與注漿孔2對應的放樣的孔位3偏差小于或等于10cm，鉆孔深度大于或等于預設鉆孔深度且小于或等于預設鉆孔深度加長100mm。如果不滿足鉆孔需求還需要進行注漿后重新鉆進。鉆孔遇有洞穴、塌孔或掉塊難以鉆進時，可先進行注漿處理，再行鉆進。如圖4和圖5所示，都是注漿孔2剖面圖，圖4是在掘進一部分后才發現沖溝段，所以隧道4上方的注漿孔2只能鉆到隧道4的頂部為止，圖5中是對于前方還沒有掘進的沖溝段的部分，注漿時會貫穿隧道4注漿，即注漿孔2鉆到隧道4下方為止。另外，還需要說明的是，如圖4和圖5中所示，注漿孔2分為注漿段14和非注漿段15，在注漿的時候只對注漿段14注漿，非注漿段15是地表向下預設段，非注漿段15的長度根據行業標準或者地質特征確定，圖4和圖5中的具體的距離值都是示意性的，在實際應用中可以根據實際需求調整。
31.在注漿孔2鉆進完成后，進入步驟s2進行鉆孔(注漿孔2)的沖洗，步驟s2中鉆孔沖洗方式包括自孔底向孔外敞開水沖洗、壓力風沖洗、風水聯合沖洗，裂隙沖洗方式包括壓力水沖洗、壓力風沖洗、風水輪換沖洗。進一步的，注漿孔2和孔內裂隙沖洗時的沖洗水壓選擇80％的注漿壓力，若沖洗水壓大于1mpa，則沖洗水壓選擇1mpa；注漿孔2和孔內裂隙沖洗時的沖洗風壓選擇50％的注漿壓力，若沖洗風壓超過0.5mpa，則沖洗風壓選擇0.5mpa。本實施例中注漿壓力需要根據圍巖的抗壓輕度選擇適合的注漿壓力，另外，對于“80％、1mpa、50％、0.5mpa”這些數值的選擇，都可以根據實際的需求和行業標準進行小范圍的調整。
32.按照步驟s2的沖洗方式對注漿孔2和孔內裂隙沖洗完成后，進入步驟s3進行壓水試驗。步驟s3中，第一預設時段為24h，即在沖洗完成后24h內要做壓水試驗，如果沒有在24h內做壓水試驗，則在壓水試驗前還需要再進行注漿孔2和孔內裂隙沖洗。另外，步驟s3中具體是在ⅰ序注漿孔5中選20％的注漿孔2進行單點法壓水試驗，剩余80％的ⅰ序注漿孔5和全部的ⅱ序注漿孔13進行簡易壓水試驗。其中，單點法壓水試驗和簡易壓水試驗時的壓水壓力選擇80％的注漿壓力，若壓水壓力大于1mpa，則壓水壓力選擇1mpa；簡易壓水試驗的時長為20min，每5min測讀一次壓水流量，根據最后一次的壓水流量值計算透水率，壓水試驗成果用透水率表示。具體透水率的計算公式如下：q＝q/(p
·
l)；其中，q為透水率，q為壓水流量，p為水壓，l為試驗段長度。另外，對于“20％、80％、1mpa、20min、5min”這些數值的選擇，都可以根據實際的需求和行業標準進行小范圍的調整。
33.在壓水試驗完成后，應及時進入步驟s4，步驟s4中，具體的使用錨固劑16對注漿錨索6進行錨固，當錨固時間達到第二預設時段后安裝止漿塞7、錨墩8以及索具9，其中第二預設時段為30min，表示錨固時間至少要達到30min才可以進行止漿塞7、錨墩8以及索具9的安裝。在止漿塞7、錨墩8以及索具9的安裝，要通過錨索張拉器對所述注漿錨索6進行漲緊，而
且在通過錨索張拉器對注漿錨索6進行漲緊之后，還需要對注漿錨索6的預緊力進行檢測；若在第三預設時段內預緊力下降，則對預緊力下降的注漿錨索6實施二次漲緊。其中第三預設時段為48h。安裝注漿錨索6即后續使用錨索方式進行注漿，本技術實施例選擇錨索而不用錨桿注漿，是因為錨索可以提高圍巖的完整性，從根本上改善圍巖力學性能，有效地控制圍巖的位移，促使其穩定。
34.步驟s5中，分段注漿法中的分段段長為：第一段為3.0m，第二段及以下為5.0m；預設注漿施工時間為大于7min且小于或等于8min。預設注漿施工時間是通過下述方式確定的：當注漿開始后盡快使壓力達到設計值，接觸段和注入率大的孔段逐級升壓，注漿過程中，漿液變換及注漿結束時必須測記漿液密度，其測值應反映在注漿原始記錄中，經實驗分析，在注漿施工時間達到7min以上時漿液擴散半徑的增長比例在10％以下，因此結合現場施工時間的不可控性，最終確定合理注漿時間為7～8min，符合規定時即可結束注漿。滯后注漿的過程中，水泥為42.5mpa抗硫酸鹽水泥，水泥漿液選擇2：1、1：1、0.5：1三個水灰比級。另外，注漿漿液配制階段，應嚴格按照設計材料配比進行加料，攪拌均勻，在進行注漿作業時，在出漿口布設過濾網，防止配料結塊對注漿孔2造成堵塞。如圖6所示，為一種注漿錨索6施工時的示意圖，圖6中包括錨固劑16、止漿塞17、錨墩8、索具9、注漿泵17、注漿桶18，錨固劑16和止漿塞17都覆在注漿錨索6上。在施工時，注漿桶18中的注漿漿液通過注漿泵17向注漿孔2中注漿。另外，對于“42.5mpa、2：1、1：1、0.5：1”都可以根據實際的施工需求按照行業標準進行小范圍調整。
35.進一步的，在注漿錨索6施工過程中，還需要對注漿錨索6的預緊力進行檢測，如果檢測到預緊力小于預設張緊力的90％，則表示錨索質量有問題，需要及時在有問題的錨索的附近補打新的注漿錨索6，并且施工完成后也要定期對錨索預緊力進行檢測，檢測出問題后也需要及時進行補救。
36.步驟s6中，注漿效果檢查包括：以聲波測量巖體波速進行固結注漿質量檢查，并結合鉆孔壓水試驗、注漿前后物探成果、注漿施工資料以及鉆孔取芯資料進行綜合評定。評定結果符合施工需求后，完成隧道沖溝段加固，之后tbm就更安全的進行掘進了。
37.基于以上描述，總結本技術實施例的有益效果如下：
38.1、隧道沖溝段由于地質情況較差，圍巖穩定性較差，先進行地表預注漿加固可增強破碎圍巖的整體性和穩定性，提高了圍巖的自承能力，并抑制了圍巖的松動坍塌，保障tbm機順利掘進，有效預防tbm機被埋或卡機等情況；
39.2、地表預注漿加固效果穩妥可靠，注漿質量易控制；
40.3、采用注漿錨索超前支護方式，可大幅降低勞動強度，提高機械化程度，提高施工效率，減少支護成本；錨索注漿相比于錨桿注漿方式能夠更好增強圍巖的完整性，提高施工的安全性；
41.4、施工方案設計構思巧妙，施工效率高、安全性好，并且應用環境友好，市場前景廣闊。
42.以上所述僅為本技術的優選實施例而已，并不用于限制本技術，對于本領域的技術人員來說，本技術可以有各種更改和變化。凡在本技術的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本技術的保護范圍之內。
