CN107642360B - 全断面超前预注浆施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种全断面超前预注浆施工方法，包括：用混凝土在掌子面内浇筑厚度为2.5～5米止浆墙，止浆墙的周缘采用2～4排砂浆锚杆嵌入围岩。将止浆墙后方预留的8～10米范围整平压实后浇筑砼层作为施做平台。在径向加固范围轮廓线外确定注浆孔，外圈注浆孔终孔在开挖轮廓线外4～6米，注浆孔的开孔位置和终孔位置均按环形方式布孔。钻设注浆孔，注浆孔的直径设定为40～70毫米，孔深设定为5～30米，继续顶入多根直径为35～50毫米的无缝钢管，无缝钢管的长度为3～5米，外露20～30厘米，注浆孔的排距为1～1.5米，注浆孔呈梅花形布置。测量单孔出水量并根据单孔出水量确定采用钻杆后退式注浆或分段前进式注浆。

Description

全断面超前预注浆施工方法

技术领域

本发明涉及一种隧道施工方法，尤其涉及一种帷幕注浆施工方法。

背景技术

当前，突水突泥处的地质具有多期性、次级构造发育、岩性成分复杂、胶结松散、岩体破碎等特性，饱和水常使岩土性态恶化。构造裂隙发育，透水性较强，中间核心地带以类似于含碎石粉质粘土或碎石状的松软物质为主，透水导水能力较弱。工程性质表现为围岩强度低，稳定性差，在隧道的施工开挖中会面临大型塌方和泥石流等灾害。岩体大部分处于褶皱、断层等构造带附近，岩体中存在着一定数量和规模不等的结构面，使得岩体的完整性受到极大破坏。

如中国专利申请第201110451009.0号揭示的一种通过富水断层影响带的隧道的全断面超前预注浆施工方法，包括以下步骤：a、止浆墙施工；在掌子面内部修筑止浆墙，所述止浆墙与掌子面沿径向设置有2m～5m的间隙；b、对止浆墙与掌子面之间的间隙进行回填；c、在止浆墙上标出钻孔位置及孔号。然而，该专利申请揭示的通过富水断层影响带的隧道的全断面超前预注浆施工方法对地下水以堵为主的处理原则对隧道进行帷幕注浆，该方法工艺复杂、成本高，对地下水的封堵易造成渗水、甚至需要二次返工。

又如中国专利申请第201010525216.1号揭示的一种上半断面完成全断面帷幕注浆隧道施工方法，包括首先进行上半断面开挖并对掌子面进行加强支护；上半断面临时仰拱及止浆墙施工；下半断面开挖到位并对掌子面进行加强支护；下半断面止浆墙施工；在上半断面上布设注浆孔：最大仰角α为25°～45°，最大俯角β为30°～70°，纵向加固长度15～30m；注浆作业；超前大管棚施工；止浆墙开挖；隧道洞身开挖施工；以15m～30m为一个注浆加固循环段，不断循环，实现上半断面帷幕注浆隧道的施工。然而，该专利申请揭示的上半断面完成全断面帷幕注浆隧道施工方法对于松散、易突泥突水的工程土质不适用。

再如中国专利申请第201120558829.5号揭示的一种富水流砂及断层地段隧道的全断面注浆孔及止浆墙，包括在隧道开挖断面上沿隧道轮廓线间隔地设置有外圈钻孔，在外圈钻孔内设置有内圈钻孔，在内圈钻孔中设置有中心点钻孔，外圈钻孔、内圈钻孔和中心点钻孔均为30米深，在每个钻孔中填充有水泥水玻璃双液浆，在初始段的隧道开挖断面上设置有采用锚杆挂网喷射混凝土构成的初始止浆盘，在隧道开挖方向上连续设置有分段注浆段，在相邻的注浆段之间均设置有相邻止浆盘。然而，该专利申请揭示的富水流砂及断层地段隧道的全断面注浆孔及止浆墙无法解决注浆过程中出现的涌水等突发情况，施工质量不稳定、存在安全隐患。

因此，提供一种针对松散、易突泥突水的工程土质的全断面超前预注浆施工方法成为业内急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对松散、易突泥突水的工程土质的全断面超前预注浆施工方法。

根据本发明的一个方面，提供一种全断面超前预注浆施工方法，包括：(1)用混凝土在掌子面内浇筑厚度为2.5～5米止浆墙，止浆墙的周缘采用2～4排砂浆锚杆嵌入围岩，嵌入深度为0.8～1.5米，砂浆锚杆的环向间距为1～2米，排间距为1～2米；(2)将止浆墙后方预留的8～10米范围整平压实后浇筑砼层作为施做平台，砼层厚度设定为20～30厘米；(3)在径向加固范围轮廓线外确定注浆孔，外圈注浆孔终孔在开挖轮廓线外4～6米，注浆孔的开孔位置和终孔位置均按环形方式布孔；(4)钻设注浆孔，注浆孔的直径设定为40～70毫米，孔深设定为5～30米，继续顶入至少一根直径为35～50毫米的无缝钢管，每根无缝钢管的长度为1～3米，外露20～30厘米，注浆孔之间的间距为1～1.5米，注浆孔的排距为1～1.5米，注浆孔呈梅花形布置；(5)准备注浆材料；以及(6)测量单孔出水量并根据单孔出水量确定采用钻杆后退式注浆或分段前进式注浆，注浆压力设定为1.0～3.0兆帕。

可选择地，采用若干直径为100～120毫米的钢管焊接成法兰盘，浇筑止浆墙前通过法兰盘对掌子面进行股状水集中引排、清理虚渣以便于径向注浆施工结束后对掌子面涌水进行顶水注浆。

可选择地，注浆孔的钻进过程为：(1)标定孔位并确定钻进外插角，外插角设定为5～10度；(2)钻头低速钻进2～3米；(3)准备孔口管，孔口管为直径100～120毫米、厚度3～8毫米的无缝钢管，孔口管的管长2～3米；(4)在孔口管前端安设高压闸阀以防止钻孔过程中突发涌水，增大抽排水负荷，孔口管的外壁缠绕50～80厘米长的麻丝成纺锤型；以及(5)用钻机冲击孔口管到要求深度，用水泥基锚固剂锚固孔口管使孔口管安设牢固。

可选择地，注浆顺序按由外到内、由下到上、间隔跳孔的原则进行。

可选择地，在钻孔过程中出现涌水，测定单孔出水量，单孔出水量小于2立方米每小时，继续钻进并采用分段前进式注浆；若水量在2～5立方米每小时，采用钻杆后退式注浆；若水量大于5立方米每小时，则停止钻进。

可选择地，注浆施工结束后在止浆墙的纵深方向开挖轮廓线内布设大管棚作为初期支护。

具体的，大管棚的施作流程如下：(1)测量放线，根据设计孔位标出开孔位置；(2)调整好钻孔角度，先采用地质钻机引孔，成孔后再下入大管棚至设计深度；(3)为防止管棚安设过程中泥浆进入管棚内，影响注浆施工，管棚布设完成后，对管棚进行全孔一次性注浆；(4)注浆材料硫铝酸盐水泥单液浆，液浆配比同帷幕注浆；(5)注浆终压设定为2～4兆帕。

优选地，大管棚沿开挖轮廓线向内20～40厘米环向布置，开孔环向间距20～50厘米，外插角5～7度。

可选择地，管棚孔可兼作上断面补充注浆孔。

可选择地，大管棚在掌子面拱部120～150度范围内沿开挖轮廓线布置，大管棚采用外径80～100毫米、壁厚5～8毫米热轧无缝钢管制得，每根管棚长8～10米，沿管壁布设4～6排直径为5～8毫米的对称溢浆孔，溢浆孔呈梅花形布设，孔间距40～60厘米，每根管棚的前端为封闭的椎形尖端。

可选择地，采用外径70～80毫米、壁厚3～6毫米的热轧无缝钢管套入外径80～90毫米的管棚，将热轧无缝钢管和管棚焊接后顶入注浆孔内，管棚安设完成后通过管棚进行全孔一次性注浆。

可选择地，浇筑止浆墙前在止浆墙周边预埋一根导管，止浆墙浇注完成后，通过导管注浆以封闭止浆墙与初期支护间的裂隙，导管的长度为2米、导管的直径为50毫米。

可选择地，大管棚在掌子面拱部120～150度范围内沿开挖轮廓线布置，大管棚采用外径80～100毫米、壁厚5～8毫米热轧无缝钢管制得，每根管棚长8～10米，沿管壁布设4～6排直径为5～8毫米的对称溢浆孔，溢浆孔呈梅花形布设，孔间距40～60厘米，每根管棚的前端为封闭的椎形尖端。

可选择地，注浆材料为硫铝酸盐水泥单液浆和水泥—水玻璃双液浆混合配制，硫铝酸盐水泥单液浆中水与硫铝酸盐水泥的配比为0.8～1:1，水泥—水玻璃双液浆中水泥和砂的配比为1:1。优选地，水泥—水玻璃双液浆中的水玻璃浓度为30～35波美度。

可选择地，分段前进式注浆过程中，每次钻深5～10米后安设注浆堵头进行注浆施工，当该段注浆达到设计结束标准后，拆除注浆堵头在原孔深基础上再钻进5～10米，注浆到设计标准，再钻孔，如此循环直到钻注到设计深度。

优选地，前进式注浆的注浆压力超过水压2～4倍则停止注浆，止浆塞定位注浆超过水压倍停止注浆。

可选择地，钻杆后退式注浆过程中，自掌子面向内部钻孔至设计孔深，插入注浆管至设计孔深的标注浆位置，将配置好的注浆液通过注浆管向第一设计注浆段注浆，注浆压力达到设计值并稳压8～15分钟后后退2～4米，进行下一设计注浆段注浆，重复以上步骤，直至结束该孔注浆。

可选择地，后退式注浆钻孔过程的注浆分段步距设定为60～120厘米，目标注浆位置的注浆压力达到注浆设计终压，则结束目标注浆位置的注浆，后退实施下一目标注浆位置注浆。其中，注浆起始压力膨胀起始压力设定为至少2兆帕，注浆设计终压不超过6兆帕。

可选择地，后退式注浆钻孔过程的钻孔孔深应正确测定，每约20～30米及终孔时应进行一次孔深校正，并予记录，保证孔深误差不大于0.2％。

可选择地，分段后退注浆过程中注浆管起拔造成注浆管外露长度超过2米则停止注浆，拆除过长的注浆管后再次连接注浆管路继续注浆。

优选地，注浆材料采用硫铝酸盐水泥单液浆为主，水泥—水玻璃双液浆为辅，施工过程中根据涌水情况及地层吸浆情况进行材料种类及配比选择调整。

其中，硫铝酸盐水泥单液浆以早强快硬的硫铝酸盐水泥为原材料。水泥—水玻璃双液浆以普通硅酸盐水泥、浓度为40波美度的水玻璃为原材料配制得到。

其中，单孔注浆结束的判断标准如下

(1)单孔结束标准

注浆过程中，压力逐渐上升，流量逐渐下降，当注浆压力达到设计压力并稳压10～15分钟后，即可结束该孔注浆。

(2)全段结束标准

设计的所有注浆孔均达到注浆结束标准，无漏注现象。

按总注浆孔的5％设计检查孔，检查孔满足设计要求。

其中，注浆效果检查及评定标准

(1)根据现场钻孔所揭示的地质状况，注浆结束后，可采取分析法即结合注浆过程中P-Q-t曲线分析及反算注浆后地层的浆液填充率判断注浆效果。

(2)选择可能出现的薄弱环节进行钻孔检查，检查孔钻不坍孔，不涌泥，涌水量小于2L/m·min。检查孔另行设计。

未达到目标注浆效果应进行补孔注浆。

可选择地，在注浆施工结束后根据现场实际情况选择在止浆墙钻设泄水孔。具体地，在帷幕注浆施做完毕后在止浆墙退后2～3米钻设3～5个泄水孔，首先钻设3米长的孔径为130毫米孔，安设孔径为108毫米的钢管焊接法兰盘并安装高压闸阀，然后通过孔口管钻设孔径为90毫米的孔，孔深30米，终孔位置在注浆加固范围外1.5米。将前方围岩内水压卸掉，以降低开挖安全风险，开挖通过后可根据围岩情况关闭闸阀或者进行顶水注浆，达到减少抽排水量的目的。

其中，为避免突然停电水淹掌子面，须配备一套备用电源，保证突然停电时的临时抽水等。施工过程中须预留足够宽的安全通道，以便在施工期间留出足够的安全通道空间，确保发生突发情况时能人员设备能尽快撤离。

其中，配制浆液严格按照制浆要求按顺序投料，不得随意增减数量；水泥在倒入搅拌桶前捡去其中的水泥纸及包装线等杂物，要在倒入口安装过滤筛。水泥浆搅拌好放入储浆桶后，在吸浆过程中要不停地搅动，注意观察，防止浆液离析，影响配比参数。

可选择地，注浆泵水泥浆吸浆头安设吸浆笼头，水玻璃吸浆头用纱网包裹，防止大颗粒吸入卡在注浆泵的圆球与胶圈间造成吸浆能力减弱，并间隔一定时间提起吸浆头晃动，防止浆液堵塞吸浆头。

可选择地，注浆管路连接完毕后，关闭进浆阀，打开泄压阀先压水检查注浆管路的密闭性，各种连接应连接牢固，防止高压下脱开伤人。注浆开始时，先打开进浆阀，再关闭泄浆阀，注浆结束时，先关闭进浆阀，再打开泄浆阀，待泄压后清洗管路并拆卸注浆管路。

可选择地，注浆过程中遇到突然停电时，要立即拆卸下注浆胶管，用高压水冲洗干净管内的浆液，与洞外联系后如停电时间较长时，注浆管全部拆下冲洗，注浆泵也要拆洗，将搅拌机中浆液放入储浆桶后清洗搅拌机。

可选择地，注浆过程中，若地层吸浆量很大时，注浆压力长时间不上升，可通过调整浆液配比，缩短浆液凝胶时间，以达到控制注浆范围的目的。

可选择地，注浆过程中，如注浆压力突然上升，立即停止注浆泵工作，打开泄浆阀泄压，找明原因后再决定该孔是否继续注浆，如是管路堵塞，则清除故障后继续注浆，如管路未堵塞，接管注浆时仍旧出现压力突然上升，可结束该孔注浆。

可选择地，注浆过程中，如发生其它孔串浆，可关闭该串浆孔继续注浆，但若发生频繁时，应加大钻孔与在注浆孔的间隔或钻一孔注一孔，减少串浆现象。

可选择地，注浆过程中，跑浆、漏浆现象严重，可通过间歇注浆技术或通过调整浆液配比缩短凝胶时间的方法进行封堵，若封堵无效时，可暂停该孔注浆，分析原因，采取其它措施。

可选择地，注浆过程中要保持注浆管路畅通，防止因管路堵塞而影响注浆结束标准的判断。注浆连接件、注浆变头应经常清洗干净，注浆结束后，一定要清洗管路，清洗完以后，把注浆管从注浆法兰盘上拆掉，并及时把注浆法兰盘从孔口管上拆掉，以便下一次扫孔。

可选择地，严格按照设计的段长进行分段注浆，不得任意延长分段长度，必要时可进行重复注浆，以确保注浆质量。

可选择地，钻孔时应注意出水量，并按时测定出水量。

须注意地，1)注浆压力从低到高逐渐加压，但注浆压力不易过高，达到设计注浆压力即可停止注浆，避免过多的扰动地层；2)施工时项目部应安设有一定排水能力的排水系统，施工中应做好排水准备工作，以防止施工中大量涌水形成危害；准备好抢险材料，做好抢险准备工作；3)注浆泵及管路内压力未降至零时，不拆除管路或松开管路接头，以免浆液喷出伤人；4)每一孔注浆完成后，先泄压，再拆管，防止注浆管内高压伤人；5)在钻孔、注浆过程中加强洞洞内量测和检查，随时掌控围岩变形情况，如发现围岩变形异常，立即采取措施；6)洞内掌子面后方30m范围内要加固，注浆期间洞内要加强监测；7)掌子面应有安全警报系统和通信系统，并配备足够内力的排水系统和应急材料，防止涌水、突泥，一旦其它掌子面出现险情，立即报警，组织现场人员撤离。

本发明的有益效果是：(1)、根据本发明在掌子面修筑止浆墙，采用钻杆后退式注浆和分段前进式注浆结合，降低了注浆过程中出现的涌水等突发情况的概率，施工方案更加安全；(2)、施工质量更加稳定，适用于松散、易突泥突水、高含水率的工程土质的帷幕注浆；(3)、工程土质的地下水改变传统的封堵处理原则，对地下水改为以排为主的策略进行帷幕注浆，工艺简单、成本较低，降低了二次返工几率的同时提高施工过程的安全性；(4)、施工工程量减少，同时考虑到普通水泥单液浆在该地层无法扩散，采用双液浆能达到降低地层含水率和加固地层的需求。

附图说明

图1为本发明的全断面超前预注浆工艺流程图。

图2为本发明的径向注浆加固布孔示意图。

图3为本发明的全断面超前预注浆终孔位置图。

图4为本发明的全断面超前预注浆钻孔示意图。

图5为本发明的全断面超前预注浆加固纵断面图。

图6为本发明的注浆施工过程绘制的P-Q-T曲线图。

具体实施方式

请参照图1、图2，根据本发明的一种全断面超前预注浆施工方法，该方法包括以下步骤。

步骤S1：采用若干直径为108毫米的钢管焊接成法兰盘，通过法兰盘对掌子面100进行股状水集中引排、清理虚渣以便于径向注浆施工结束后对掌子面100涌水进行顶水注浆。

步骤S2：在掌子面100预埋一根长度为2米、直径为50毫米的导管(图未示)。

步骤S3：用混凝土在掌子面100内浇筑厚度为3米止浆墙200，止浆墙200的周缘采用二排砂浆锚杆(图未示)嵌入围岩，嵌入深度为1米，砂浆锚杆的环向间距为1.5米，排间距为1米。

步骤S4：将止浆墙200后方预留的9米范围整平压实后浇筑砼层作为施做平台300，砼层厚度设定为25厘米。

步骤S5：在径向加固范围轮廓线500外确定注浆孔400，外圈注浆孔终孔设置于外圈注浆线550上，外圈注浆线550距离径向加固范围轮廓线500外5米，注浆孔400的开孔位置和终孔位置均按环形方式布孔。

步骤S6：钻设孔径50毫米、孔深3米的注浆孔400，继续顶入直径为42毫米的无缝钢管，无缝钢管的长度为3米，外露20厘米，相邻两个注浆孔400之间的间距为1.2米，相邻两排注浆孔400的排距为1.2米，注浆孔400呈梅花形布置。

注浆孔的挖掘过程为：步骤S61标定孔位并确定钻进外插角，外插角设定为8度。步骤S62钻头低速钻进3米。步骤S63准备孔口管，孔口管为直径108毫米、厚度3～8毫米的无缝钢管，孔口管的管长3米。步骤S64在孔口管前端安设高压闸阀以防止钻孔过程中突发涌水，增大抽排水负荷，孔口管的外壁缠绕约80厘米长的麻丝成纺锤型。步骤S65用钻机冲击孔口管到要求深度，用水泥基锚固剂锚固孔口管使孔口管安设牢固。

步骤S7：如图3所示，按照由外到内、由下到上、间隔跳孔的顺序对注浆孔400进行标号，确定注浆顺序。在径向加固范围轮廓线500上的第一圈注浆孔中取一个注浆孔400标号为A1，自注浆孔A1起在顺时针方向间隔一个注浆孔依次标注为A2、A3…A19。将径向加固范围轮廓线500内的第二圈注浆孔顺时针依次标注为B1、B2、B3…B19(图未示)。径向加固范围轮廓线500内的第三圈注浆孔按顺时针方向依次标注为C1、C2、…C13(图未示)，向加固范围轮廓线500内的第四圈注浆孔按顺时针方向依次标注为D1、D2…D6(图未示)。径向加固范围轮廓线500内的第五圈注浆孔顺时针方向依次标注E1(图未示)、E2(图未示)…E6(图未示)。径向加固范围轮廓线500内的第六圈注浆孔顺时针方向依次标注F1(图未示)、F2(图未示)…F4(图未示)。步骤S8：准备硫铝酸盐水泥，按水与硫铝酸盐水泥1:1的比例配制得到硫铝酸盐水泥单液浆。准备普通硅酸盐水泥、浓度为40波美度的水玻璃，按水与普通硅酸盐水泥1:1的比例、普通硅酸盐水泥和砂1:1的比例，配制得到水玻璃浓度约为35波美度的水泥—水玻璃双液浆。

步骤S9：测量单孔出水量并根据单孔出水量确定选择钻杆后退式注浆或分段前进式注浆，当选择分段前进式注浆时，注浆压力设定为1.8兆帕、注浆速度设定为约80升/分钟。

步骤S10：如图4所示，按照注浆孔A1～A19的顺序依次进行第一组注浆，按照注浆孔B1～B19的顺序进行第二组注浆，按照注浆孔C1～C13的顺序依次进行第三组注浆，按照注浆孔D1～D6的顺序依次进行第四组注浆，按照注浆孔E1～E6的顺序依次进行第五组注浆，按照注浆孔F1～F4的顺序依次进行第六组注浆。

在分段前进式注浆过程中，每次钻深5米后安设注浆堵头进行注浆施工。拆除注浆堵头在原孔深基础上再钻进5米，注浆到设计标准，再钻孔，如此循环直到钻注到设计深度，施工中可根据地质情况适当调整钻注分段长度。每个单孔结束，压力逐渐上升，流量逐渐下降，当注浆压力达到设计压力并稳压约10分钟后，即可结束该孔注浆，开始下一注浆孔注浆直至注浆完成。设计的所有注浆孔均达到注浆标准则结束注浆结束，无漏注现象，整体注浆效果满足要求，则停止注浆，否则进行补孔注浆。

在钻杆后退式注浆过程中，自掌子面100向内部钻孔至设计孔深，插入直径108毫米、厚度5毫米的注浆管至设计孔深的目标注浆位置，利用注浆机将配置好的注浆液通过注浆管连接注浆机管路后注浆，注浆达到注浆设计终压6MPa，停止注浆，起拔注浆管后退2m。重复以上步骤，依次实施所有设定目标注浆位置注浆，以完成单孔后退式注浆。

在该非限制性实施方式中，后退式注浆钻孔过程的钻孔孔深应正确测定，每约20m及终孔时应进行一次孔深校正，并予记录，保证孔深误差不大于0.2％。

在该非限制性实施方式中，分段后退注浆过程中注浆管起拔造成注浆管外露长度超过2m则停止注浆，拆除过长的注浆管后再次连接注浆管路继续注浆。

作为一种可替代实施方式，进一步包括如下步骤，如图5所示，注浆施工结束后在止浆墙200的纵深方向开挖轮廓线500内布设大管棚700作为初期支护。在拱部开挖轮廓线500内20cm环向布设超前大管棚700，开孔环向间距40cm，外插角7°，共布设35根，管棚孔兼作周边上断面检查孔和部分注浆孔400。大管棚700采用外径为Φ108mm、壁厚6mm、节长3m的热轧无缝钢管，采用焊接方式连接，每根管棚长9米。每根管棚300的前端加工成封闭的椎形尖端，沿管壁钻设4排直径为10mm的对称溢浆孔，溢浆孔呈梅花形布设，孔间距50cm。管棚300采用Φ130mm钻头引孔，高压风洗孔后，退出钻杆下入管棚700，为保证管棚700支护效果，安设过程中接头应交错，同一断面上接头少于50％。管棚700施工时采取跳孔作业，兼作上半断面检查孔，以利于补充注浆。

如图6所示，本发明的注浆施工过程中曲线浆液流量及注浆压力随时间变化符合加固地层，封堵涌水的注浆机理，设计的所有注浆孔400均达到注浆标准。地层吸浆量随时间注浆减小，空隙率逐渐减小，地层逐渐密实，达到充填裂隙，固结围的作用。

作为一种非限制性具体示例，本实施方式中使用的钻机可以为型号“卡萨C6”的多功能钻机，注浆设备可以为型号“KYB”的双液注浆泵。

尽管在此已详细描述本发明的优选实施方式，但要理解的是本发明并不局限于这里详细描述和示出的具体结构和步骤，在不偏离本发明的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。此外，本发明中的尺寸、浓度或压力等参数可以根据具体使用条件在本发明所公开的范围内适当选取。

Claims (8)

1.一种全断面超前预注浆施工方法，包括：

(1)用混凝土在掌子面内浇筑厚度为2.5～5米止浆墙，所述止浆墙的周缘采用2～4排砂浆锚杆嵌入围岩，嵌入深度为0.8～1.5米，所述砂浆锚杆的环向间距为1～2米，排间距为1～2米；

(2)将所述止浆墙后方预留的8～10米范围整平压实后浇筑砼层作为施做平台，砼层厚度设定为20～30厘米；

(3)在径向加固范围轮廓线外确定注浆孔，外圈注浆孔终孔在开挖轮廓线外4～6米，所述注浆孔的开孔位置和终孔位置均按环形方式布孔；

(4)钻设注浆孔，所述注浆孔的直径设定为40～70毫米，孔深设定为5～30米，继续顶入至少一根直径为35～50毫米的无缝钢管，每根所述无缝钢管的长度为1～3米，外露20～30厘米，所述注浆孔之间的间距为1～1.5米，所述注浆孔的排距为1～1.5米，所述注浆孔呈梅花形布置；

(5)准备注浆材料，所述注浆材料为硫铝酸盐水泥单液浆和水泥—水玻璃双液浆混合配制，所述硫铝酸盐水泥单液浆中水与硫铝酸盐水泥的配比为0.8～1:1，所述水泥—水玻璃双液浆中水泥和砂的配比为1:1；以及

(6)测量单孔出水量并根据单孔出水量确定采用钻杆后退式注浆或分段前进式注浆，注浆压力设定为1.0～3.0兆帕；

其中，注浆施工结束后在所述止浆墙的纵深方向开挖轮廓线内布设大管棚作为初期支护；大管棚的施作流程如下：(1)测量放线，根据设计孔位标出开孔位置；(2)调整好钻孔角度，先采用地质钻机引孔，成孔后再下入大管棚至设计深度；(3)为防止管棚安设过程中泥浆进入管棚内，影响注浆施工，管棚布设完成后，对管棚进行全孔一次性注浆；(4)注浆材料硫铝酸盐水泥单液浆，液浆配比同注浆孔注浆；(5)注浆终压设定为2～4兆帕；大管棚沿开挖轮廓线向内20～40厘米环向布置，开孔环向间距20～50厘米，外插角5～7度；管棚孔还兼作上断面补充注浆孔；

其中，在注浆施工结束后根据现场实际情况选择在止浆墙钻设泄水孔，在帷幕注浆施做完毕后在止浆墙退后2～3米钻设3～5个泄水孔，首先钻设3米长的孔径为130毫米孔，安设孔径为108毫米的钢管焊接法兰盘并安装高压闸阀，然后通过孔口管钻设孔径为90毫米的孔，孔深30米，终孔位置在注浆加固范围外1.5米；将前方围岩内水压卸掉，以降低开挖安全风险，开挖通过后可根据围岩情况关闭闸阀或者进行顶水注浆，达到减少抽排水量的目的。

2.如权利要求1所述的全断面超前预注浆施工方法，其特征在于，采用若干直径为100～120毫米的钢管焊接成法兰盘，浇筑所述止浆墙前通过所述法兰盘对所述掌子面进行股状水集中引排、清理虚渣以便于径向注浆施工结束后对所述掌子面涌水进行顶水注浆。

3.如权利要求1所述的全断面超前预注浆施工方法，其特征在于，所述注浆孔的钻进过程为：

(1)标定孔位并确定钻进外插角，外插角设定为5～10度；

(2)钻头低速钻进2～3米；

(3)准备孔口管，所述孔口管为直径100～120毫米、厚度3～8毫米的无缝钢管，所述孔口管的管长2～3米；

(4)在所述孔口管前端安设高压闸阀以防止钻孔过程中突发涌水，增大抽排水负荷，所述孔口管的外壁缠绕50～80厘米长的麻丝成纺锤型；以及

(5)用钻机冲击所述孔口管到要求深度，用水泥基锚固剂锚固所述孔口管使所述孔口管安设牢固。

4.如权利要求3所述的全断面超前预注浆施工方法，其特征在于，注浆顺序按由外到内、由下到上、间隔跳孔的原则进行。

5.如权利要求4所述的全断面超前预注浆施工方法，其特征在于，在钻孔过程中出现涌水，测定单孔出水量，所述单孔出水量小于2立方米每小时，继续钻进并采用分段前进式注浆；若水量在2～5立方米每小时，采用钻杆后退式注浆；若水量大于5立方米每小时，则停止钻进。

6.如权利要求1所述的全断面超前预注浆施工方法，其特征在于，所述大管棚在所述掌子面拱部120～150度范围内沿开挖轮廓线布置，所述大管棚采用外径80～100毫米、壁厚5～8毫米热轧无缝钢管制得，每根管棚长8～10米，沿管壁布设4～6排直径为5～8毫米的对称溢浆孔，所述溢浆孔呈梅花形布设，孔间距40～60厘米，每根所述管棚的前端为封闭的椎形尖端。

7.如权利要求1所述的全断面超前预注浆施工方法，其特征在于，所述分段前进式注浆过程中，每次钻深5～10米后安设注浆堵头进行注浆施工，当该段注浆达到设计结束标准后，拆除注浆堵头在原孔深基础上再钻进5～10米，注浆到设计标准，再钻孔，如此循环直到钻注到设计深度。

8.如权利要求1所述的全断面超前预注浆施工方法，其特征在于，所述钻杆后退式注浆过程中，自所述掌子面向内部钻孔至设计孔深，插入注浆管至设计孔深的目标注浆位置，将配置好的注浆液通过注浆管向第一设计注浆段注浆，注浆压力达到设计值并稳压8～15分钟后后退2～4米，进行下一设计注浆段注浆，重复以上步骤，直至结束该孔注浆。

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