专利名称：隧道塌方空腔的回填修复方法
技术领域：
本发明涉及一种工程施工方法，特别涉及一种对隧道塌方形成的空腔进行回填修复的施工方法。
背景技术：
塌方是在隧道开挖施工过程中最常见、最有危害力的现象之一，根据隧道塌方的情况不同必须针对性地采取相应的处理措施。目前国内外在隧道施工中采用超前小导管和超前大管棚预防和处理塌方的工艺已经比较成熟，但在很多情况下，此种处理塌方的方法也有其局限性。例如，在塌方形成了较大的塌方空腔时，由于塌方面积较大，塌方部位的岩石极不稳定，随时有继续塌方可能，人员和设备无法在塌方空腔内采取超前小导管或超前大管棚来稳定塌方部位，对塌方部位进行回填修复，直接导致隧道塌方后存在较大的塌方空腔，塌方区危险隐患仍明显存在或无法确定，造成人员机具无法接近塌方区，增加了隧道的施工难度，同时也极大程度的影响了工程进度。针对上述不足，需要研究出一种新的塌方处理工法，不仅能够克服施工安全隐患的问题，而且保证施工速度快，作业效率高，节约施工时间和经济成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种不仅能够克服施工安全隐患的问题，而且保证施工速度快，作业效率高，节约施工时间和经济成本的隧道塌方空腔的回填修复方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种隧道塌方空腔的回填修复方法， 包括以下施工工序
第一，定位钻孔利用全站仪辅助定位，再利用钻机在空腔上方的地表上钻孔，形成多个连通空腔和地表的通孔；
第二，空腔回填
a，底层回填选用砂、石、砂石水泥混合料或水泥砂浆对拱顶以下的部位进行回填； b，塌方空腔回填选用具有粘聚力并有一定强度的材料对塌方空腔进行回填； 第三，开挖清理待塌方空腔内的回填材料凝结稳定后，对第二步a中的底层填料进行开挖清理，完成塌方空腔的修复。进一步，还包括封堵工序在第二步空腔回填过程中，首先采用砂、石或砂石水泥混合料填至一定高度；在靠近拱顶部位时，用水泥砂浆和砂石水泥混合料交替回填，使之填满缝隙；
进一步，第二步b中，回填高度在距拱顶面!Μ以内的部位，选择具有强粘聚力并具有高强度的材料；回填高度在距拱顶面!Μ以上的部位采用土、砂或石料；
进一步，第二步a中底层回填所采用的砂石水泥混合料或水泥砂浆的强度为5 IOMPa ；
进一步，第一步中，钻孔孔径不小于200mm ；进一步，钻孔的孔间距不超过6米。本发明的有益效果
1、本发明的隧道塌方空腔的回填修复方法，利用各种回填料回填塌方空腔形成一个受力体，承受塌方区不稳定的荷载，确保阻止继续塌方，并为后续支护提供着力点，再进行暗挖施工，降低了施工难度，施工速度快，等同于正常地质条件下的隧道掘进，是一种非常稳妥的塌方处理方法；
2、本发明的隧道塌方空腔的回填修复方法安全性好，处理塌方的人员和机械基本是在安全作业面进行施工，无安全隐患；
3、本发明的隧道塌方空腔的回填修复方法不仅危险性小，而且施工速度快，作业效率
尚；
4、本发明的隧道塌方空腔的回填修复方法，利用钻孔回填材料的工艺，操作简单，劳动强度低。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述 图1为本发明的工艺流程图2为本发明的施工示意图。
具体实施例方式图1为本发明的工艺流程图；图2为本发明的施工示意图。如图所示本发明的隧道塌方空腔的回填修复方法，包括以下施工工序
第一，定位钻孔利用全站仪辅助定位，再利用钻机在空腔上方的地表3上钻孔，形成多个连通空腔和地表的通孔1 ；
第二，空腔回填
a，底层回填选用砂、石、砂石水泥混合料或水泥砂浆对拱顶以下的部位进行回填； b，塌方空腔回填选用具有粘聚力并有一定强度的材料对塌方空腔进行回填； 第三，开挖清理待塌方空腔内的回填材料凝结稳定后，对第二步a中的底层填料进行开挖清理，完成塌方空腔的修复。采用本发明所述的施工方法，由于回填材料的固结作用，塌方段的洞内开挖和支护与一般隧道的暗挖相近，施工速度提高近一倍；比常规塌方处理方法节省时间50%以上。 由于回填料固结后有一定的强度，自稳性较好，便于开挖，可以降低部分超前支护参数，节约支护费用；减少塌方处理措施费和支护工程中的部份费用。回填材料固结后具有较高的自稳能力，人员在支护下施工安全性较高。该工法安全性好，操作简单，提高了劳动作业效率。本工法在中建五局承建的云万高速公路Jl合同段韩婆垭隧道K170+690塌方中得到合理利用，该段在滑坡体堆积物之中，围岩稳定性较差，呈松散颗粒状结构。左洞上半断面掘进到K170+684时，于2006年2月10日大的塌方，塌方段落长度约25米，塌方部位埋深约90m。塌方后形成较大的塌方空腔，项目部应用本工法成功处理该塌方仅用了观天时间。
另外，在红井子隧道大塌方(DK5M+504)处理中也成功运用。红井子隧道塌方高度约15m，塌方宽度约10m，塌方长度约30m，距掌子面约80m，塌方部位埋深约50m。采用此方法成功处理30余米长的大塌方仅花了一个多月时间。该方法安全可靠，人员、机械设备在可靠的安全保障条件下施工，相比其他方法的塌方处理方式有明显的优势。该方法将塌方段转换成了一般地段的暗挖施工，减小了工人的劳动强度，降低了工程成本。作为对上述实施例的进一步改进，还包括封堵工序在第二步空腔回填过程中， 首先采用砂、石或砂石水泥混合料填至一定高度；在靠近拱顶部位时，用水泥砂浆和砂石水泥混合料交替回填，使之填满缝隙。尤其在塌方段离掌子面较远时，为防止注浆材料充填至塌方到掌子面的部位，在距离掌子面的合适部位应做好回填料的封堵工作，减少回填量，降低成本为尽可能节约成本，断面较大和高度超过6米的隧道，需要分层堆填，一般可以利用原来的隧道洞渣从洞外拉进来回填到5米以内的高度。堆填时可以用挖掘机或装载机分层向上堆码。超过5米以上的高度范围，采用人工码砌砂袋2。根据码砌的高度确定码砌的宽度，顶宽不小于1米，按1 :0. 2放坡。断面较小、高度小于6米的隧道，一般可以用机械一次性回填到位，少量空间用人工塞填砂袋封紧。作为对上述实施例的进一步改进，第二步b中，回填高度在距拱顶面:3m以内的部位，选择具有强粘聚力并具有高强度的材料；回填高度在拱顶以上!Μ内的部位，应选择有粘聚力并有一定强度的材料，回填后在拱顶部位，保证开挖时顶部的稳定性，不出现松散塌落。本实施例中选择M7. 5水泥砂浆或ClO混凝土等材料。回填高度在拱顶: 以上时可采用土、砂、石等。该部位对该段回填后开挖过程中影响不大，主要是回填后抑制顶部的继续塌方掉块。作为对上述实施例的进一步改进，第二步a中底层回填所采用的砂石水泥混合料或水泥砂浆的强度为5 lOMPa。强度太高在开挖时需要钻爆，成本增加；而强度太低时导致稳定性差，开挖时支护成本增加，掘进难度增大。作为对上述实施例的进一步改进，第一步中，钻孔孔径不小于200mm，以利于输送回填料。作为对上述实施例的进一步改进，钻孔的孔间距不超过6米。保证回填料下落后自由流动到各个部位，确保不出现空洞和填料不到位的情况。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种隧道塌方空腔的回填修复方法，其特征在于包括以下施工工序第一，定位钻孔利用全站仪辅助定位，再利用钻机在空腔上方的地表上钻孔，形成多个连通空腔和地表的通孔；第二，空腔回填a，底层回填选用砂、石、砂石水泥混合料或水泥砂浆对拱顶以下的部位进行回填；b，塌方空腔回填选用具有粘聚力并有一定强度的材料对塌方空腔进行回填；第三，开挖清理待塌方空腔内的回填材料凝结稳定后，对第二步a中的底层填料进行开挖清理，完成塌方空腔的修复。
2.根据权利要求1所述的隧道塌方空腔的回填修复方法，其特征在于还包括封堵工序在第二步空腔回填过程中，首先采用砂、石或砂石水泥混合料填至一定高度；在靠近拱顶部位时，用水泥砂浆和砂石水泥混合料交替回填，使之填满缝隙。
3.根据权利要求1所述的隧道塌方空腔的回填修复方法，其特征在于第二步b中，回填高度在距拱顶面3m以内的部位，回填材料选择具有强粘聚力并具有高强度的材料；回填高度在距拱顶面:3m以上的部位采用土、砂或石料。
4.根据权利要求1所述的隧道塌方空腔的回填修复方法，其特征在于第二步a中底层回填所采用的砂石水泥混合料或水泥砂浆的抗压强度为5 lOMPa。
5.根据权利要求1所述的隧道塌方空腔的回填修复方法，其特征在于第一步中，钻孔孔径不小于200mm。
6.根据权利要求1所述的隧道塌方空腔的回填修复方法，其特征在于钻孔的孔间距不超过6米。
全文摘要
本发明公开了一种隧道塌方空腔的回填修复方法，是从地表钻孔注浆或回填后的一种塌方处理方法，包括以下施工工序第一，定位钻孔；第二，空腔回填；第三，开挖清理；通过打孔回填的施工方法，利用各种回填料回填塌方空腔形成一个受力体,承受塌方区不稳定的荷载,确保阻止继续塌方,并为后续支护提供着力点，再进行暗挖施工，降低了施工难度，施工速度快,等同于正常地质条件下的隧道掘进，是一种非常稳妥的塌方处理方法；不仅安全性好，处理塌方的人员和机械基本是在安全作业面进行施工,无安全隐患；而且施工速度快，作业效率高。
文档编号E21D11/10GK102182472SQ20111008377
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月2日 优先权日2011年4月2日
发明者刘灿, 寻立新, 袁晏仁 申请人:中国建筑第五工程局有限公司