1.本發(fā)明涉及隧洞施工技術領域，尤其涉及一種巖石隧洞的回填襯砌結(jié)構(gòu)及施工方法。

背景技術：

2.當前水利水電工程中，巖石隧洞支護根據(jù)圍巖類型，分為素混凝土或鋼筋網(wǎng)片混凝土噴錨支護、錨桿支護，鋼拱架與上述一種或幾種支護形式的聯(lián)合支護，以及混凝土襯砌支護等。對于鋼拱架聯(lián)合支護形式，受開挖方法或巖石條件影響，將會導致隧洞斷面開挖不規(guī)則、設計隧洞斷面尺寸存在較大出入的情況。傳統(tǒng)的施工處理措施為定制鋼拱架，或鋼拱架上加焊支撐副拱，空腔處澆筑混凝土等方式，但這種方式施工過程周期長，無法及時形成支護穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，且成本費用大，使用不便。

技術實現(xiàn)要素：

3.本發(fā)明的目的是解決上述問題而提供的一種通過用塊石填充空腔，取代了鋼拱架副拱，并減少噴錨支護厚度，水泥漿灌漿回填塊石、鋼拱架和鋼筋網(wǎng)片空隙，與圍巖形成致密聯(lián)接整體，縮短支護周期并增強支護效果，滿足施工需求的巖石隧洞的回填襯砌結(jié)構(gòu)及施工方法。

4.為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為：一種巖石隧洞的回填襯砌結(jié)構(gòu)，包括隧洞本體，該隧洞本體內(nèi)設有鋼拱架，所述鋼拱架的最外側(cè)設有混凝土層，所述混凝土層內(nèi)設有系統(tǒng)錨桿，隧洞本體的頂部圓弧上設有塊石，所述塊石的頂部與隧洞巖面相接觸，所述塊石與隧洞巖面之間的間隙內(nèi)填充水泥漿液，隧洞本體的頂部圓弧上還設有排水孔，底面圓弧上設有注漿孔，所述水泥漿液通過注漿孔注入塊石與隧洞巖面之間的間隙內(nèi)。

5.優(yōu)選的，所述隧洞本體的兩側(cè)及頂部圓弧內(nèi)分別設有鋼筋網(wǎng)片和縱向聯(lián)接鋼筋，所述鋼筋網(wǎng)片敷設至縱向聯(lián)接鋼筋上。

6.優(yōu)選的，所述系統(tǒng)錨桿包括頂拱錨桿和側(cè)墻錨桿，所述頂拱錨桿均勻的設在隧洞本體的頂部圓弧上，所述側(cè)墻錨桿均勻的設在隧洞本體的兩側(cè)，所述頂拱錨桿和側(cè)墻錨桿的端部均與鋼筋網(wǎng)片向勾連。

7.一種巖石隧洞的回填襯砌結(jié)構(gòu)的施工方法，包括如下步驟：（1）沿圍巖徑安裝頂拱錨桿和側(cè)墻錨桿，其中頂拱錨桿和側(cè)墻錨桿呈梅花型布置，且與回填襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋網(wǎng)片相勾連；（2）沿頂拱徑向90

°

范圍內(nèi)布置排水孔，排水孔布置梅花型布置，排水孔內(nèi)安裝pvc排水管，排水管端露出回填襯砌結(jié)構(gòu)；（3）安裝鋼拱架，錨桿與鋼拱架焊接；（4）相鄰鋼拱架安裝縱向聯(lián)接鋼筋，鋼筋網(wǎng)片敷設于縱向聯(lián)接鋼筋上，全斷面滿敷；（5）隧洞巖面與鋼筋網(wǎng)片間距大于150mm的空腔內(nèi)填充塊石，間距小于150mm部位，

直接分層噴射混凝土；（6）塊石填充區(qū)域在注漿孔內(nèi)安裝鍍鋅灌漿管，灌漿管伸入距巖面100mm位置，外露長度150mm，并安裝開閉閥門，排氣孔設在灌漿區(qū)域的頂部；（7）采用濕噴法噴錨噴射c20混凝土；（8）噴錨結(jié)束2h后開始灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護期14天；（9）向填充塊石區(qū)域灌注水泥漿液，水泥漿水灰比為0.6：1，灌漿壓力0.2mpa～0.3mpa；（10）回填灌漿結(jié)束7天后，灌漿區(qū)域鉆孔進行質(zhì)量檢查。

8.本發(fā)明公開的一種巖石隧洞的回填襯砌結(jié)構(gòu)及施工方法，包括隧洞本體，該隧洞本體內(nèi)設有鋼拱架，所述鋼拱架的最外側(cè)設有混凝土層，所述混凝土層內(nèi)設有系統(tǒng)錨桿，隧洞本體的頂部圓弧上設有塊石，所述塊石的頂部與隧洞巖面相接觸，所述塊石與隧洞巖面之間的間隙內(nèi)填充水泥漿液，隧洞本體的頂部圓弧上還設有排水孔，底面圓弧上設有注漿孔，所述水泥漿液通過注漿孔注入塊石與隧洞巖面之間的間隙內(nèi)；該發(fā)明巖石隧洞的回填襯砌結(jié)構(gòu)及施工方法通過用塊石填充空腔，取代了鋼拱架副拱，并減少噴錨支護厚度，水泥漿灌漿回填塊石、鋼拱架和鋼筋網(wǎng)片空隙，與圍巖形成致密聯(lián)接整體，縮短支護周期并增強支護效果，滿足施工需求。

附圖說明

9.圖1為本發(fā)明一種巖石隧洞的回填襯砌結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

10.其中：1、鋼拱架；2、混凝土層；3、頂拱錨桿；4、塊石；5、水泥漿液；6、隧洞巖面；7、排水孔；8、注漿孔；9、鋼筋網(wǎng)片；10、縱向聯(lián)接鋼筋；11、側(cè)墻錨桿。

具體實施方式

11.現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。附圖為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構(gòu)成。

12.請參照圖1，本發(fā)明的技術方案為：一種巖石隧洞的回填襯砌結(jié)構(gòu)，包括隧洞本體，該隧洞本體內(nèi)設有鋼拱架1，所述鋼拱架1的最外側(cè)設有混凝土層2，所述混凝土層2內(nèi)設有系統(tǒng)錨桿，隧洞本體的頂部圓弧上設有塊石4，所述塊石4的頂部與隧洞巖面6相接觸，所述塊石4與隧洞巖面6之間的間隙內(nèi)填充水泥漿液5，隧洞本體的頂部圓弧上還設有排水孔7，底面圓弧上設有注漿孔8，所述水泥漿液5通過注漿孔8注入塊石4與隧洞巖面6之間的間隙內(nèi)，其中塊石4為毛石，選料為非風化巖石，通過用塊石4填充空腔，取代了鋼拱架副拱，并減少噴錨支護厚度，水泥漿灌漿回填塊石、鋼拱架和鋼筋網(wǎng)片空隙，與圍巖形成致密聯(lián)接整體。

13.在本發(fā)明方案中，所述隧洞本體的兩側(cè)及頂部圓弧內(nèi)分別設有鋼筋網(wǎng)片9和縱向聯(lián)接鋼筋10，所述鋼筋網(wǎng)片9敷設至縱向聯(lián)接鋼筋10上，所述系統(tǒng)錨桿包括頂拱錨桿3和側(cè)墻錨桿11，所述頂拱錨桿3均勻的設在隧洞本體的頂部圓弧上，所述側(cè)墻錨桿11均勻的設在隧洞本體的兩側(cè)，所述頂拱錨桿3和側(cè)墻錨桿11的端部均與鋼筋網(wǎng)片9向勾連。

14.一種巖石隧洞的回填襯砌結(jié)構(gòu)的施工方法，包括如下步驟：（1）沿圍巖徑安裝頂拱錨桿3和側(cè)墻錨桿11，其中頂拱錨桿3和側(cè)墻錨桿11呈梅花

型布置，布置間距為2m

×

2m，錨桿直徑為φ25mm，側(cè)墻錨桿11長度2m～3m，頂拱錨桿3長度4.5m，錨桿外露長度200mm～300mm,且與回填襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋網(wǎng)片相勾連。

15.（2）沿頂拱徑向90

°

范圍內(nèi)布置排水孔7布置間距為3m

×

3m，鉆孔設備為yt28氣腿式鑿巖機，排水孔深度3m，孔徑50mm，排水孔7布置梅花型布置，排水孔7內(nèi)安裝pvc排水管，排水管端露出回填襯砌結(jié)構(gòu)；pvc排水管鉆φ10mm排水孔，排水孔沿長度每500mm布置一組，相鄰組排水孔位交錯布設，一組四個，對稱鉆孔。

16.（3）安裝鋼拱架1，安裝間距0.8m～1.5m，具體安裝間距根據(jù)圍巖類型和裂隙發(fā)育程度調(diào)整，單榀鋼拱架按先立柱后頂拱的順序分段組裝，高強螺栓聯(lián)接，立柱安裝于堅硬巖石基礎上。隨時施打定位錨桿，錨桿直徑φ25mm，入巖深度1.5m，錨桿與鋼拱架1焊接，用于固定鋼拱架1。

17.（4）相鄰鋼拱架安裝縱向聯(lián)接鋼筋10，直徑φ25mm，安裝間距1.5m，鋼筋網(wǎng)片敷設于縱向聯(lián)接鋼筋上，網(wǎng)片規(guī)格為200mm

×

200mm，φ6mm直徑，全斷面滿敷；相鄰鋼筋網(wǎng)片按照鋼筋規(guī)范要求搭接。

18.（5）隧洞巖面6與鋼筋網(wǎng)片間距大于150mm的空腔內(nèi)填充塊石4，塊石4采用毛石填充，選料為非風華巖石，干凈無泥屑，毛石塊4徑為150mm～300mm，毛石充填體積均勻密實，間距小于150mm部位，直接分層噴射混凝土層2。

19.（6）塊石填充區(qū)域在注漿孔內(nèi)安裝鍍鋅灌漿管，灌漿管伸入距巖面100mm位置，外露長度150mm，并安裝開閉閥門，單個灌漿管注漿區(qū)域不大于10m2，排氣孔設在灌漿區(qū)域的頂部，對于貫通毛石填充區(qū)域，可按3m

×

3m間距設置灌漿管，排氣孔由相鄰灌漿部位孔替代。

20.（7）采用濕噴法噴錨噴射c20混凝土，設備選用tk800轉(zhuǎn)子式濕噴機，混凝土坍落度大于10mm，噴錨厚度不小于150mm。噴射工作風壓0.4mpa～0.7mpa,自下而上分層噴射。側(cè)墻單層噴射厚度不超80mm。頂拱單層噴射厚度不超過50mm。分層噴射混凝土層2時,后一層噴射應在前一層混凝土終凝后進行。

21.（8）噴錨結(jié)束2h后開始灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護期14天，外界氣溫較高時，可增加灑水遍數(shù)，灑水遍數(shù)以保證噴射混凝土面濕潤為準。當氣溫低于5℃時，停止灑水養(yǎng)護。

22.（9）向填充塊石區(qū)域灌注水泥漿液5，水泥漿水灰比為0.6：1，灌漿壓力0.2mpa～0.3mpa，灌漿設備采用3sns灌漿泵，純壓式灌漿?；靥罟酀{分區(qū)分段進行，每區(qū)段長度不大于50m，且區(qū)段端部用混凝土封堵嚴密。單個區(qū)段灌漿分兩個次序進行，先灌ⅰ序孔，后灌ⅱ序孔，按照自下而上，由低向高的原則分序灌注。頂端排氣孔排出水泥漿時，關閉排氣管閥門，在設計壓力下持續(xù)灌漿10min后關閉灌漿管閥門，停止灌漿。完成回填襯砌所有工序操作。

23.（10）回填灌漿結(jié)束7天后，灌漿區(qū)域鉆孔進行質(zhì)量檢查，向孔內(nèi)注入水灰比為2：1的水泥液，在設計壓力下，初始注漿量不超10l即為合格。不合格部位仍按步驟9進行補強灌漿，進一步地完成所有回填襯砌所有施工工序。

24.該發(fā)明巖石隧洞的回填襯砌結(jié)構(gòu)的施工方法成功解決隧洞開挖不規(guī)則導致聯(lián)合支護周期長和支護效果不理想的問題，通過用塊石填充空腔，取代了鋼拱架副拱，并減少噴錨支護厚度，水泥漿灌漿回填塊石、鋼拱架和鋼筋網(wǎng)片空隙，與圍巖形成致密聯(lián)接整體，從而提高整體穩(wěn)定性。

25.顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。技術特征：

1.一種巖石隧洞的回填襯砌結(jié)構(gòu)，包括隧洞本體，其特征在于，該隧洞本體內(nèi)設有鋼拱架，所述鋼拱架的最外側(cè)設有混凝土層，所述混凝土層內(nèi)設有系統(tǒng)錨桿，隧洞本體的頂部圓弧上設有塊石，所述塊石的頂部與隧洞巖面相接觸，所述塊石與隧洞巖面之間的間隙內(nèi)填充水泥漿液，隧洞本體的頂部圓弧上還設有排水孔，底面圓弧上設有注漿孔，所述水泥漿液通過注漿孔注入塊石與隧洞巖面之間的間隙內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖石隧洞的回填襯砌結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述隧洞本體的兩側(cè)及頂部圓弧內(nèi)分別設有鋼筋網(wǎng)片和縱向聯(lián)接鋼筋，所述鋼筋網(wǎng)片敷設至縱向聯(lián)接鋼筋上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的巖石隧洞的回填襯砌結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述系統(tǒng)錨桿包括頂拱錨桿和側(cè)墻錨桿，所述頂拱錨桿均勻的設在隧洞本體的頂部圓弧上，所述側(cè)墻錨桿均勻的設在隧洞本體的兩側(cè)，所述頂拱錨桿和側(cè)墻錨桿的端部均與鋼筋網(wǎng)片向勾連。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的巖石隧洞的回填襯砌結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，包括如下步驟：（1）沿圍巖徑安裝頂拱錨桿和側(cè)墻錨桿，其中頂拱錨桿和側(cè)墻錨桿呈梅花型布置，且與回填襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋網(wǎng)片相勾連；（2）沿頂拱徑向90

°

范圍內(nèi)布置排水孔，排水孔布置梅花型布置，排水孔內(nèi)安裝pvc排水管，排水管端露出回填襯砌結(jié)構(gòu)；（3）安裝鋼拱架，錨桿與鋼拱架焊接；（4）相鄰鋼拱架安裝縱向聯(lián)接鋼筋，鋼筋網(wǎng)片敷設于縱向聯(lián)接鋼筋上，全斷面滿敷；（5）隧洞巖面與鋼筋網(wǎng)片間距大于150mm的空腔內(nèi)填充塊石，間距小于150mm部位，直接分層噴射混凝土；（6）塊石填充區(qū)域在注漿孔內(nèi)安裝鍍鋅灌漿管，灌漿管伸入距巖面100mm位置，外露長度150mm，并安裝開閉閥門，排氣孔設在灌漿區(qū)域的頂部；（7）采用濕噴法噴錨噴射c20混凝土；（8）噴錨結(jié)束2h后開始灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護期14天；（9）向填充塊石區(qū)域灌注水泥漿液，水泥漿水灰比為0.6：1，灌漿壓力0.2mpa～0.3mpa；（10）回填灌漿結(jié)束7天后，灌漿區(qū)域鉆孔進行質(zhì)量檢查。

技術總結(jié)

本發(fā)明公開了一種巖石隧洞的回填襯砌結(jié)構(gòu)及施工方法，包括隧洞本體，該隧洞本體內(nèi)設有鋼拱架，所述鋼拱架的最外側(cè)設有混凝土層，所述混凝土層內(nèi)設有系統(tǒng)錨桿，隧洞本體的頂部圓弧上設有塊石，所述塊石的頂部與隧洞巖面相接觸，所述塊石與隧洞巖面之間的間隙內(nèi)填充水泥漿液，隧洞本體的頂部圓弧上還設有排水孔，底面圓弧上設有注漿孔，所述水泥漿液通過注漿孔注入塊石與隧洞巖面之間的間隙內(nèi)；該發(fā)明巖石隧洞的回填襯砌結(jié)構(gòu)及施工方法通過用塊石填充空腔，取代了鋼拱架副拱，并減少噴錨支護厚度，水泥漿灌漿回填塊石、鋼拱架和鋼筋網(wǎng)片空隙，與圍巖形成致密聯(lián)接整體，縮短支護周期并增強支護效果，滿足施工需求。滿足施工需求。滿足施工需求。

技術研發(fā)人員：陳詠梅 嚴海波

受保護的技術使用者：中國水利水電第十一工程局有限公司 中電建十一局（重慶）建設有限公司

技術研發(fā)日：2022.03.19

技術公布日：2022/5/10