强蚀变富水岩工况下的隧道组合支护方法及系统

本发明属于建筑，尤其涉及强蚀变富水岩工况下利用人工冻结法的隧道组合支护方法及系统。

背景技术：

1、强蚀变岩是我国西北地区重要的一种岩石构成，强蚀变岩一般承载力薄弱，稳定性极差，岩体较为破碎，无论是超前小导管还是锚杆等常规支护方法均无法达到良好支护效果，且成孔率低、塌孔率高。另外，由于蚀变带含水率较高，在普通导管注浆支护过程中，浆液中的水会增加蚀变带的含水率，导致整个蚀变带承载力下降，从而引起塌方。此外，强蚀变岩形成过程复杂，其周围大多有地下径流，地下水地带，开挖过程中容易造成地下涌水现象，对工程施工带来影响，因此在隧洞施工过程中，强蚀变岩等不良地质会大大降低施工效率，给施工工期的实现带来较大的困难，所以，针对蚀变岩这类不良地质，需要选择合适的开挖方式和支护方式来保证施工的质量和工期。

2、强蚀变岩存在的环境大多为高地应力、高地温的深埋岩层，由于此类岩层地应力高，所以施工作业过程中地应力带来的大变形作用十分明显，且地应力释放往往瞬时发生，如果支护质量不足或支护时机不对，会对施工安全造成极大隐患，初期支护强度质量达不到围岩地应力释放要求，会造成支护大变形乃至初期支护完全失效，如果支护时机过早，地应力得不到充分释放，会对后期衬砌造成永久性损伤。

3、人工地层冻结技术在隧道中的作用是利用低温冷媒，把隧道周围冻结加固成冻结壁的形式，形成类冻土环境，使隧道周围富水环境冻结加固，提高隧道周围岩体或者土体的承载力和稳定性，同时，形成的冻结帷幕还能隔绝地下径流和地下水，将极大减少地下涌水对施工的困扰。

4、单向冻结管是人工冻结法中冻结工序中冻结管的一种，其特征是不再形成常规双管或者多管构成u形、口字形、工字型、o形回路，而是在一个管内通过隔板等方式形成单管冻结回路。

5、现有技术：传统地下冻结法

6、1)应用场景：通常用于地下建设工程，如隧道、矿井和地铁施工，尤其在水文地质条件复杂或不稳定的区域。

7、2)技术原理：通过在地下注入制冷剂(如液氮或盐水溶液)，冻结周围的土壤和水分，从而临时增强围岩的稳定性。

8、3)主要优势：提供了一种在不稳定或水富含环境中进行施工的可行方法，能有效防止水和泥沙的渗入。

9、现有技术存在的技术问题：

10、1)环境影响：地下冻结法会对周围环境产生负面影响，特别是对地下水流的改变和生态系统的干扰。

11、2)能耗高：这种方法通常需要大量的能源来维持土壤冻结状态，尤其是在大规模施工项目中。

12、3)施工复杂性：正确地实施冻结法需要精确的计算和监控，包括冻结区域的大小和温度的控制，这增加了施工的复杂性。

13、4)冻融循环问题：在冻结和随后的融化过程中，土壤的物理性质发生变化，这导致围岩结构稳定性的长期问题。

14、5)成本问题：与其他传统的隧道支护方法相比，地下冻结法通常成本较高，特别是在长期项目中。

15、6)施工时间延长：为了建立和维持冻结环境，需要额外的时间，这导致整体施工时间的延长。

16、虽然传统地下冻结法提供了一种在特殊地质条件下进行隧道施工的有效手段，但它也带来了环境影响、高能耗、施工复杂性、冻融循环问题和成本等技术挑战。相比之下，本技术的使用人工冻结法的隧道组合支护方法在某些方面进行了改进，以解决现有技术中存在的一些问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种强蚀变富水岩工况下利用人工冻结法的隧道组合支护方法及系统。

2、本发明是这样实现的，一种强蚀变富水岩工况下利用人工冻结法的隧道组合支护系统，包括：

3、冻结系统，包括多个布置于隧道周围围岩中的冻结管，以及连接至冻结管且用于循环冷媒的冻结循环设备，用于形成围岩中的止水冻结帷幕；

4、注浆系统，设有注浆管道，用于在冻结帷幕外侧的围岩中注入加固材料，形成加固层；

5、钢拱架结构，包括在隧道内侧设置的钢拱架以及用于固定钢拱架的锚固装置，钢拱架外侧铺设有用于喷浆作业的钢筋网；

6、超前小导管系统，包括设置在钢拱架前方的小导管，用于地质、未开挖岩体预处理操作；

7、中空注浆锚杆，设置于围岩中，用于进一步加固围岩并提供外部围岩注浆与锚固作用；

8、防水减震装置，包括在隧道顶部弧形导坑及侧面围岩二次衬砌外侧铺设的高密度闭孔橡胶海绵板；

9、冻结-注浆孔，布置于围岩和隧道底部，用于围岩和底部台阶的冻结与注浆处理。

10、进一步，钢拱架上具有用于安装其他设施或进行检测的开孔；

11、冻结管具有管头、内壁和内管头导水板，用于有效地进行冷媒循环，以保持围岩的冻结状态；

12、冻结循环设备，用于控制冷媒的循环，以便维持围岩的冻结状态；

13、土体管理模块，用于控制隧道开挖过程中待开挖土体、弧形导坑核心土和台阶核心土的移除；

14、以确保施工过程的安全性和最终形成的隧道结构符合设计要求，其中，所述系统的各个部分协同作业，提高施工过程的效率并确保最终结构的稳定性和安全性。

15、本发明还提供了一种隧道组合支护方法，包括以下步骤：

16、在隧道开挖区域的围岩(5)中实施冻结操作，通过设置冻结管(16)并通过冻结管内部循环冷媒以形成近层围岩止水冻结帷幕(6)；

17、在所述冻结帷幕外侧进一步对围岩实施注浆加固，形成外围围岩注浆层(7)；

18、在开挖区域上部和下部台阶位置分别保留核心土(上部弧形导坑核心土8-1；下部台阶核心土,8-2)，并在上部弧形导坑顶部安装弧形导坑二次衬砌(2)；

19、在所述弧形导坑二次衬砌(2)外侧铺设高密度闭孔橡胶海绵板(3)以实现防水和减震功能；

20、在隧道开挖区域内侧设置钢拱架(17)并与钢筋网结合，在其外侧喷浆以形成钢拱架钢筋网喷浆面(4)；

21、在钢拱架(17)前方使用超前小导管(14)进行地质、未开挖岩体预处理，并通过超前小导管开孔(15)实施注浆或其他目的的预处理；

22、在围岩(5)中安装中空注浆锚杆(11)，并在锚杆末端安装锚杆端头保护罩(12)以保护锚杆端头(13)；

23、通过围岩冻结-注浆孔(10-1)和下部台阶冻结-注浆孔(10-2)实施两侧围岩和下部台阶的冻结与注浆处理。

24、其中，所述步骤形成的支护结构能够在隧道开挖过程中提供稳定性，并在隧道运行期间提供长期稳定的支护。

25、其中所述隧道组合支护方法进一步包括：

26、在钢拱架(17)上设置开孔(17-1)，以便安装其他设施或进行检测；

27、利用冻结管管头(16-1)、冻结管内壁(16-2)和冻结管内管头导水板(16-3)的配置进行有效的冻结循环，以确保冻结帷幕(6)在所需区域内形成有效的止水屏障；

28、使用冻结冷媒循环设备(18)维持围岩冻结状态，以确保在隧道开挖和施工期间围岩的稳定；

29、将弧形导坑待开挖土体(1)、下部台阶未开挖土(9)、上部弧形导坑核心土(8-1)和下部台阶核心土(8-2)的管理纳入支护方法的调控范畴，以实现在隧道开挖过程中对土体移除的逐步和有序控制，从而保障施工安全并最终形成设计的隧道结构。

30、本发明还在于提供一种强蚀变富水岩工况下利用人工冻结法的隧道组合支护方法，该方法包括：

31、s1：准确探明隧道各个隧道段的围岩情况，确定各个岩段的围岩等级，提前采取合适的开挖施工方法。初开挖隧道时，采取三台阶七步开挖法或大断面二台阶开挖法，即以弧形导坑开挖，留核心土为基本模式，分上、中、下三个台阶，或者上、下两个台阶，数个开挖面，各部位的开挖与支护沿隧道纵向展开，平行推进；

32、s2：前一开挖段底层台阶竖直冻结、注浆及支护，待冻结完成后，撤出冻结管以便后期重复使用；

33、s3：掌子面进行初喷浆，然后待喷浆完成且强度验收合格后，进行施工掌子面上部弧形导坑开挖、冻结和锚杆组合支护，待冻结完成后，撤出冻结管以便后期重复使用；

34、s4：底部台阶侧面围岩进行步骤s2～s3相同的操作，待冻结完成后，撤出冻结管以便后期重复使用；

35、s5：重复步骤s1。

36、进一步，所述s2具体包括：

37、在底层台阶率先开始竖直向下的人工冻结并注浆，在开挖仰拱前，先在隧道底部向两侧斜插冻结管形成冻结帷幕，同时解冻时由于冻结管所产生的冻结孔的存在，在冻结孔变形超过其直径1/3后可进行注浆导管注浆作业，增强围岩承载力；一般情况下形成可靠冻结帷幕，撤出冻结管后方可进行下部仰拱开挖，开挖完成后，继续进行底部竖直冻结-注浆作业，底部冻结时可稍微深挖冻结，预留出喷浆和防水层深度，冻结孔与注浆孔两孔合并一孔，且冻结孔及注浆孔的布置方式依旧沿边界展开，呈八字形斜向内、外展开，冻结孔长度50-80cm,且大于冻结管长度，冻结孔采用倾斜式打孔，待打孔完成后，将冻结管插入冻结孔中；冻结过程中利用温度监测装置实时监控冻结区温度，温度达到规定冻结温度、冻结帷幕交圈后，开始撤出冻结管开始朝冻结孔灌浆，浆液流入冻结孔底部未冻结区自密实，上部浆液待上层围岩解冻后自密实；同时注浆浆液采用防冻胀浆液，防止注浆后底部平台产生严重的冻胀融沉现象，防止低温“假终凝”现象影响对底部围岩承载力的判断；冻结完成后进行侧向围岩冻结注浆，与底层台阶注浆操作步骤相同，侧向围岩也会形成冻结帷幕；注浆过程中需要注意按照一定顺序注浆，如从外到内，或从内到外注浆，注浆完成后需要对底部平台进行承载力实验，实验验收合格后，才能及时安装仰拱，仰拱安装作业过程中需严格按照规范进行，宜跳格开挖，防止开挖宽度过大导致的隧道侧墙部位收敛变形过大，随后铺设混凝土找平层，此时需严格清除底部积水，随后铺设钢拱架以及连接筋，钢拱架及连接筋的具体规格和布设方式需符合设计要求，随后配筋-支模养护，当仰拱混凝土强度达到设计强度70％后，仰拱以上用片石混凝土或其他混凝土开始浇筑；强度满足设计要求后可允许车辆通行，需注意仰拱作业面需跟开挖作业面拉开一定的距离。

38、进一步，所述s3具体包括：在开挖过程中需注意，由于强蚀变岩的不稳定性和易塌陷性，含水量大等特点，在开挖掘进前应做相关拱形塌落实验，确定合理开挖距离，在开挖掘进时严格按照规定开挖距离进行开挖，预留核心土，核心土长度宜为3-5m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3-1/2，开挖完成后需注意应立即初喷3-5cm混凝土进行初期支护，需要注意的是，若是三台阶开挖方式，第二台阶不宜过大，必要时也可进行人工冻结提升第二台阶整体性和承载力，在上部弧形导坑开挖完成后，立即喷射3-5cm混凝土进行初期支护。

39、进一步，所述s4具体包括：首先进行钻孔作业，由于蚀变岩的松散性和透水性，钻孔时需时刻注意围岩变形以及钻孔质量等情况，钻孔共分为冻结孔和锚杆孔，长度随具体工况确定，但冻结孔长度需小于锚杆孔的长度，方便后期形成远处围岩注浆-进处围岩冻结帷幕模式；待钻孔机钻孔完成后，采用高压风进行清孔，并快速插入锚杆与冻结管系统进行冻结与注浆作业，远处围岩注浆锚杆注浆完成后，近处围岩冻结帷幕也会初步形成，可防止远处围岩锚杆注浆跑浆漏浆的同时也能提高整体围岩的承载力和隔水性能；且冻结过程中，地应力也会相应得到释放，同时冻结形成的冻结帷幕也会有效抵抗一部分的水平应力；可有效控制围岩的整体大变形，体现高地应力隧洞支护“放抗结合”的支护原则。冻结孔的特殊布置方式为沿隧道周向布置，这样布置刚好能使冻结作用效果更好，冻结面更大，保证围岩承载力，后期注浆也能更均匀且注浆面积更大；同时锚杆采用中空砂浆注浆锚杆，材质为无缝低碳钢，它具有强度高，耐腐蚀，施工方便等优点；进行冻结作业时，冻结孔与冻结管端口处需用橡胶圈密封，使冻结低温不过度泄露，保证冻结效率，冻结管长度小于冻结孔，方便后期拔出；冻结施工开始前需在围岩不同部位插设温度监测装置，实时监测围岩温度变化，达到冻结温度要求、冻结帷幕交圈后及时进行下一工序的施工，避免过度冻结造成不必要的浪费；注浆锚杆-冻结法组合支护所用的冻结管为单向冻结管，单向冻结管可缩小冻结回路，在一个管内完成冻结循环，适合本发明所用到的冻结孔有限、冻结系统布置方式和空间局限的情况。而中空注浆锚杆则需采用抗冻拔锚杆，防止冻结区解冻时，周围注浆锚杆发生冻拔现象影响支护质量；同时考虑到冻结时，上部弧形导坑的上半冻结孔部分是斜向上的，水平部分是水平冻结的，因此在冻结时，冻结孔内的冻结管冻结冷媒由于压力不足导致在冻结管内的流动受阻，此时可用加压器械加压，保证冻结冷煤顺利形成回路，确保冻结质量和效率；冻结过程中，采用温度监测设备，可时刻监视冻结情况，若发现围岩有局部变形，塌陷情况及时处理。

40、进一步，所述s5具体包括：撤出冻结管后，利用中空注浆锚杆开始向围岩深层注浆，此过程也可在冻结帷幕初步形成时，与冻结作业同步进行，进行环向注浆锚杆支护，待锚杆注浆支护完成，且混凝土完成终凝后，此时冻结区开始解冻，冻结层开始释放原有地应力以及深层锚杆注浆产生的压力，但是解冻过程是一个持续的过程，故地应力的释放也不会瞬时发生，极大提高施工安全性，在此期间根据地应力释放情况，围岩以及初期支护都会伴有不同程度的变形，此时实时监测围岩以及支护变形量，可及时进行针对单个锚杆支护等措施，或是冻结孔补浆；提高支护效果及围岩承载力，前期预留的冻结孔此时也能提供一定的围岩变形量，当冻结孔变形超过1/3时，可进行冻结孔填浆作业，由于冻结孔相较于注浆锚杆钻孔深度较浅，注浆后与注浆锚杆形成深-浅层注浆联合衬砌，共同控制围岩变形；在冻结孔注浆工序完成后，进行围岩隧道表面喷浆作业，需要注意:注浆锚杆外漏长度需要小于等于混凝土喷层厚度，注浆时由下向上注浆，且需要两侧同时向上注浆，这样做的好处是：尽让浆液均匀分布避免局部出现不均匀应力；单个中空注浆管注浆时，需将注浆锚杆插入孔底，随后安装止浆塞，后连接注浆管，用注浆泵通过尾部向孔内注浆，注浆压力合理控制；因为提前使用人工冻结法的缘故，注浆环境为较低温环境，需提前对浆液进行相关低温固结实验，低温承载力实验，合理调整水灰比，以此保证注浆衬砌效果以及注浆过程安全；避免出现浆液不凝固就继续开挖的情况。待注浆完成后，安装垫板，螺母；需要注意的是，垫板应与围岩岩面贴合，如果不贴合，应对岩面进行俢凿或砂浆抹平，垫板与螺母之间切勿采用焊接方式。锚杆尾部需预留足够长度，确保锚杆垫板能够在复喷完成后安装，锚杆头采用专用防护套保护，避免生锈；锚杆位置需要显著标识，以便锚杆后期质量检测。如有围岩解冻变形时临时增加的针对性锚杆或是其他针对性支护，在质量检测时，除原有锚杆需要测量锚杆拉拔力且不小于三根，针对性锚杆等支护措施也要进行相关承载力实验。

41、进一步，所述s2中，钢拱架根据实际工况，可采用单层，或是双层钢筋网，以单层钢筋网为例，在锚杆支护完成后，开始挂设钢拱架和钢筋网，钢拱架、钢筋网的规格、材质需满足设计要求，使用前需除锈，铺设时需按照设计要求铺设，合理控制与受喷面的间距；其次，钢拱架破设完毕后，钢筋网应与锚杆或其它固定装置连接牢固，确认布设要求合格后开始喷射混凝土，在喷射混凝土时不得晃动。钢拱架宜采用集中制作，在钢拱量腹部预先开设超前小导管钻孔孔位，以便后期进行超前小导管支护作业；开孔时采用机械钻孔，孔口采用砂轮机清除毛刺和钢渣，钻孔时预留的孔径应大于超前小导管的管径，以便后期顺利插孔，孔位间距根据设计要求及超前小导管环向间距而定，钢拱架在加工厂制作完成后运输至现场，进行预拼装作业，要求为钢拱架每榀连接头可互换，检查合格后投入使用；由于冻结-注浆组合支护方法使周围围岩提高了一定的承载力，钢拱架安装施工时可适当减小沉降预留量，但安装前仍需测量放样；安装时钢拱架应紧贴围岩，也可安装马鞍垫块，同时分节安装；必要时可添加局部系统锚杆进行焊连定位；安装完成后焊接纵向连接筋提高支护整体性的同时方便后期二次挂网喷浆。

42、进一步，所述s3中，超前小导管按照设计要求制作，同时采用单向冻结管和注浆管的“管套管”方式，冻结管，超前小导管，以及注浆锚杆等都采用无缝低碳钢；在超前小导管施工中，导管的直径长度根据设计要求制作，通常导管孔径需大于冻结管孔径4-5cm，冻结管外管壁涂抹抗低温润滑剂，方便冻结完毕后拔出，冻结管循环使用；此外超前小导管前部管壁开溢浆孔，尾部作为不钻孔的止浆段，尾部焊接一道加劲箍；超前小导管--冻结--钢架联合支护施工开始时，沿着隧道环向开挖轮廓线，斜向外钻孔，由于前期锚杆注浆支护和冻结法施工使隧道围岩具有了一定的承载力和稳定性，所以即使是强蚀变围岩，钻孔后的成孔率也会有显著改善；钻孔完成后，将超前小导管从预先开设钢架腹部的孔位穿过，到达合适位置后，导管尾端与钢架焊接，孔口漏出混凝土喷射面一定距离，由于是强蚀变岩的特殊工况，导管支护范围可适当增大。

43、进一步，向超前导管中插入单向冻结管，且冻结管与导管端口处需用橡胶圈密封，如果冻结冷媒在冻结管内由于位置、注浆压力等原因不能很好的完成冻结循环，需要加压机械及时加压，确保冷媒在整个冻结系统顺利完成回路，使冻结工作保质进行；冻结完成后在浅层围岩会形成一层止水冻结帷幕，在抵抗一部分地应力的同时也能起到防突涌的作用。

44、进一步，待冻结工作完成并验收合格后，抽出冻结管以便下次循环使用；超前导管开始注浆施工，注浆时需注意顺序由下到上依次进行，合理控制注浆压力，根据设计要求，因为提前使用人工冻结法的缘故，注浆环境为较低温环境，需提前对浆液进行相关低温固结实验，低温承载力实验，合理调整水灰比，以此保证注浆衬砌效果以及注浆过程安全，避免出现浆液不凝固就继续开挖的情况；深层围岩注浆完成后，待冻结区解冻时就可进行适当浅层围岩注浆，直至冻结区完全解冻，浅层围岩注浆工作也即完成。

45、进一步，在所述超前导管注浆完毕并相关验收工作完成合格后，对钢拱架-纵向连接筋-超前导管组合支护系统进行复喷工作，喷射混凝土采用湿喷工艺，混凝土应充分搅拌，喷射作业也应自下而上进行，合理控制作业区段，不应太长；喷射混凝土时采用分层喷射，后一层喷射应该在前一层混凝土终凝后进行；复喷工作完成后，待混凝土终凝后，需用喷雾养护，时间不小于七天，喷射完成后需人工检查混凝土外观情况，外观均匀密实，表面平顺光亮，没有塌落出现，可以用锤子敲击检查；自此，隧道顶部弧形导坑开挖组合支护初步完工。

46、进一步，围岩两侧注浆-冻结支护，待所述隧道顶部弧形导坑支护完成并验收合格后，开始进行隧道下部台阶及围岩两侧开挖支护施工，以两台阶隧道开挖法为例，隧道两侧的沟槽及土体部分一次开挖成型，下部台阶分界线不能超越起拱线。

47、进一步，底部冻结-注浆组合支护工序与所述隧道顶部弧形导坑开挖基本一致，下台阶马口落底长度不得大于两榀上部钢拱架的长度，上部钢拱架拱脚长度应低于上部台阶断面底线，初喷混凝土待混凝土终凝后及时钻孔，按照上台阶初期支护方式安装注浆锚杆，依次钻孔(包括冻结孔与注浆锚杆孔)-安装冻结管进行冻结-安装注浆锚杆-注浆-撤出冻结管解冻-观察围岩变形进行针对性支护加固-冻结孔填浆；需注意，这时由于中部核心土还未开挖，施工岩体空间呈现“山”字形特点，因此进行围岩人工冻结时，可分左右，先后冻结核心土两边的侧面围岩，但是根据工况不同，如果周围强蚀变岩极不稳定，或者围岩两侧地下水分布极不平均，利用人工冻结法冻结一侧围岩时，会因为低温导致一侧富水多的围岩地下水冻结膨胀，导致整个隧道周围围岩扰动过大，产生大量不良应力，影响整个隧道围岩稳定性进而影响正整个隧道的安全；因此如果隧道围岩周围地下水分布不平均或是围岩力学性质差异很大(如隧道出在岩石断裂带上)，尽量在隧道两侧同时冻结，保证围岩稳定性。注浆完成后待浆体终凝并验收合格后，布设钢架，钢筋网及喷射混凝土，钢拱架，钢筋网支护应一次落底并尽快封闭成环；待喷射的混凝土终凝之后进行质量验收。此时，该掌子面的围岩初期支护部分已经全部结束，进入下一个掌子面支护施工并循环重复以上步骤。

48、进一步，围岩防水施工进行前应初步检查围岩第一次衬砌混凝土基面的平整度，混凝土应密实，曲线光滑并圆顺；检查合格后，初期支护上吊挂无纺布，再利用无纺布上设置的粘结点把防水板固定到无纺布上。无纺布由拱顶向两侧布设，可用直径80mm的塑料垫圈压在无纺布上，射钉锚固，锚固点用梅花形，垫圈间距：上部弧形导坑0.5m，边墙为1m，土工布搭接需5cm，无纺布上要有垫圈，具体垫圈数量由设计要求规定铺设，防水板的厚度，层数根据设计要求铺设，需注意三层以上防水板的搭接形式必须是t形接头，防水板-无纺布铺设完成后，要用充气法检查防水板铺设质量。

49、进一步，待所有防水板铺设完成后，在防水板上层可以再铺装3-6cm高密度闭孔橡塑海绵板，目的是：巩固防水板的防水效能，二是在高地应力围岩工况下，初期支护后围岩变形还在继续，海绵板能有效缓冲二次衬砌完成后，围岩变形对二衬的破坏；

50、待高密度闭孔橡塑海绵板完成施工并检查合格后，可以进行二次衬砌，如混凝土管片或支模注浆衬砌，至此，整个强蚀变岩富水工况下利用人工冻结法的此施工段的隧道初期支护方法及过程完成。

51、结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

52、第一、针对上述现有技术存在的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果，具体描述如下：

53、1.在注浆锚杆支护，超前小导管注浆支护，混凝土管片支护等支护手段开展前利用人工冻结法对开挖掘进段方向、隧道径向进行预冻结加固，提高强蚀变岩稳定性和承载力，同时改善了后续注浆锚杆支护和超前小导管注浆支护的孔洞塌陷情况。同时形成的冻结帷能有效隔水，防止地下涌水现象。同时，冻结壁的存在也会避免注浆锚杆产生跑浆漏浆的情况。

54、2.由于强蚀变岩大多是存在于高地应力、高地温深埋隧道处，其极高地应力也是不得不考虑的因素，利用人工冻结法进行浅层围岩冻结，冻结期间会释放一部分的地应力，同时也将有效控制围岩的变形量过度和坍溜塌方问题，为后续支护提供较为安全的作业环境；浅层围岩进行解冻-注浆作业时也会释放一部分的地应力，这是因为解冻是一个持续的过程，故地应力的释放也会是一个持续但不剧烈的过程，同样一定程度上避免了地应力释放过快导致的大变形，坍、溜塌等方面问题。在解冻过程中可实时监控围岩变形情况，并进行针对性的永久或临时的加强支护措施，如冻结孔填浆等。此外高地温问题对施工器械和施工环境的影响也会随着人工冻结法的应用得到改善。

55、3.冻结完成后利用锚杆和超前小导管注浆，能有效防止围岩由冻结产生的冻胀融沉现象，从而引起地层变形。

56、4.锚杆支护和超前小导管支护完成后又采用钢拱架支护，挂网支护等措施，利用混凝土管片等对强蚀变岩工况下的隧道进行二次衬砌。这种多次衬砌，多次支护，符合隧道“强支护”的原则。

57、5.本发明在施工过程中对地层也进行了人工冻结和注浆，插入注浆管及冻结管后提高强蚀变岩承载力，注浆后承载力再次大幅度提高，为施工期间工程器械经过，以及后期铺设道路提供基础。

58、6.利用人工地层冻结技术，开挖隧道时，开挖区域形成冻结区，整体性较好，显著减少对周围岩体的扰动，在强蚀变岩工况下，能有效降低塌陷沉降风险，对后期支护工程及更进一步的超前施工有一定的保护，提高施工容错率。

59、第二，本发明利用人工冻结法处理强蚀变富水岩工况下的隧道施工，展现了若干显著的技术进步：

60、1)提高了施工安全性：通过使用人工冻结技术，能有效地控制围岩的稳定性，尤其是在水富含、地质条件复杂的环境中。这种方法减少了坍塌和水害的风险，使隧道施工更加安全。

61、2)改善了施工效率：传统隧道施工在遇到复杂地质时常遭遇困难，效率低下。采用这种综合支护方法，尤其是在初始阶段实施人工冻结和注浆，可以加速施工进程，减少由于地质不确定性造成的延误。

62、3)地质适应性强：这种方法特别适用于强蚀变富水岩这种难以处理的地质条件。通过精确的地质调查和针对性的支护策略，提高了在复杂地质条件下施工的可行性。

63、4)综合多种技术：结合了地质调查、人工冻结、注浆、锚固技术等多种工程手段，形成了一个综合性的支护系统。这种多技术集成的方法提高了结构的整体稳定性和可靠性。

64、5)环境影响减少：相比于传统开挖和支护方法，这种方法减少了对周围环境的影响，特别是在敏感地区，如城市地下或生态脆弱区域。

65、6)创新性设计：这种支护方法的设计考虑到了地质条件、施工安全和效率的多重因素，展现了在隧道工程领域的创新思维。

66、7)经济效益：虽然初期投入较高，但长远来看，提高的施工效率和安全性可以减少维修和延误成本，从而提升整个项目的经济效益。

67、本发明利用隧道组合支护方法在技术上的进步主要体现在安全性、效率、适应性、综合性和创新性方面，对隧道工程领域的发展有重要意义。