CN108590715A - 一种暗挖突涌水隧道预留岩盘全断面径向注浆施工方法 - Google Patents

一种暗挖突涌水隧道预留岩盘全断面径向注浆施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种暗挖突涌水隧道预留岩盘全断面径向注浆施工方法，涉及隧道开挖施工方法领域，主要（1）判别掌子面及前方地质情况和水文情况；（2）上台阶开挖支护；（3）分流减压；（4）堵水注浆；（5）闭水试验；（6）分流减压孔集中封堵；（7）注浆效果检查，不仅可以确保施工进度和安全，同时还能控制洞内出水量、保护地表周围环境，有效控制隧道突涌水，堵水效果好、施工效率快。

Description

一种暗挖突涌水隧道预留岩盘全断面径向注浆施工方法
技术领域
本发明涉及一种暗挖突涌水隧道预留岩盘全断面径向注浆施工方法，主要涉及隧道开挖施工方法领域。
背景技术
隧道是施工的时候，遇到富含水地质段，水的威胁是最大的施工风险,防水和治水贯穿于隧道施工的全过程。现有的施工方法都很难做到防止突涌水问题。如在公布号为CN104165056A的专利文献中公布了一种富水浅埋暗挖隧道的开挖施工方法，该方案解决的问题仅仅是对富含水的地质进行施工，但是突遇涌水的情况却没有给出有效的方案。
发明内容
针对以上现有技术的不足，本发明提出一种暗挖突涌水隧道预留岩盘全断面径向注浆施工方法，能够有效的遏制突然涌水的地质，降低富含水的地质施工危险。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：包括如下步骤：
(1)判别掌子面及前方地质情况和水文情况；(2)上台阶开挖支护；(3)分流减压；(4)堵水注浆；(5)闭水试验；(6)分流减压孔集中封堵；(7)注浆效果检查。
本方案不仅可以确保施工进度和安全，同时还能控制洞内出水量、保护地表周围环境，有效控制隧道突涌水，堵水效果好、施工效率快。本发明通过采用预留岩盘全断面径向注浆施工方法，上台阶开挖与注浆平行作业，施工效率快；下台阶岩盘能保障隧道底部足够的注浆压力，并且下台阶注浆封堵后在无水或少量出水的条件下作业，施工工效快，仰拱质量有保证。该注浆方法具有全断面注浆一次成型，有效确保了注浆加固区域封闭成环的注浆效果，保证了隧道的施工安全。
进一步，包括如下步骤：(1)判别掌子面及前方地质情况和水文情况；(2)上台阶开挖支护；(3)分流减压；(4)堵水注浆；(5)闭水试验；(6)分流减压孔集中封堵；(7)注浆效果检查提前了解施工地质情况，加深对施工地质的了解，降低凸显未知危险。
进一步，步骤(1)采用地质素描、物探、钻探等方法，判别掌子面及前方地质情况和水文情况，可以全方位的了解掌子面及前方地质情况和水文情况。
进一步，步骤(2)包括以下过程：步骤2-1，开挖上台阶部分，并对上台阶进行支护；步骤2-2，若围岩条件较差，IV级围岩设工子钢临时横撑，V级围岩设临时仰拱，使上台阶初支成环，提高对台阶土质的支撑，提高其整体强度。
进一步，步骤(3)包括以下过程：步骤3-1，测量掌子面处的出水量及水压大小；步骤3-2，在集中出水点或出水裂缝两侧布置适量的钻孔，钻孔尽量与主裂隙面或岩体结构面斜交，钻孔角度现场确定，原则上尽可能穿过较多的裂隙，分流更多裂隙水，分流减压孔孔深可根据情况适当加深；步骤3-2，在孔洞处镶铸带高压阀的无缝钢管，能够在显著降低危险的情况下进行钻孔。
进一步，步骤(4)包括以下过程：步骤4-1，按照设计或方案要求，进行测量布孔；步骤4-2，上台阶采用手风钻钻孔，下台阶采用潜孔钻钻孔，并安装注浆管；步骤4-3，根据压水试验选择合适的注浆材料及配合比，进行堵水注浆，能够有效的进行堵水注浆。
进一步，针对堵水注浆包括以下过程：步骤4-3-1，堵水注浆的材料有普通水泥浆、超细水泥浆、水泥—水玻璃双液浆、高分子聚合物—水泥浆等，根据现场条件确定；步骤4-3-2，注浆压力初压0.5～1MPa，终压为1.0～2.0MPa，涌水孔为注浆压力+涌水压力，但最高不宜超过3.0MPa，根据实际情况进行相应调整。步骤4-3-3，注浆全部采用全孔一次性注浆法，并按照“先下后上，先无水后有水、先小水后大水、隔孔跳排、先两端后中间”的顺序依次进行灌注；步骤4-3-4，注浆达到以下指标后可结束单孔注浆：①纯水泥灌注时，注浆压力逐步升高至设计压力，注入率小于1L/min，持续灌注20min即可结束；②双液浆和高分子注浆材料灌注时，注浆压力逐步升高，注入率小于1L/min即可结束，提高堵水注浆的效果。
进一步，步骤(5)闭水试验，即全部关闭预留的分流减压孔的控制闸阀24h，检查是否还有未发现的次生裂隙或出水现象，若没有发现新的出水点，才能进行最终封堵，避免在不合格土质区进行封堵。
进一步，步骤(6)集中封堵注浆，对分流减压孔进行集中封堵，封堵注浆顺序为由离出水点(裂隙)近的孔向外推进，注浆材料宜选用防扩散、可控胶凝时间的特种浆液，过程中部分引排孔阀门打开，观察串浆情况，待所串浆液达一定浓度后逐步关闭串浆孔，最终达到完全封堵裂隙的目的。
进一步，步骤(7)包括如下过程：
步骤7-1，注浆结束8～12小时后对附近区域进行表观检查，一般以每30m长渗水洞段的残余渗漏水总量不大于3.0L/s，单点集中出水点不大于0.5L/s，作为合格标准；步骤7-2，若发现有浸润现象则需补灌，补灌时根据浸润区域和情况针对性布补灌孔，补灌孔数量不少于2个，其余参数同上；步骤7-3，若未发现则进入下一道工序。
进一步，针对是否有浸润现象检查方法包括如下过程：步骤7-1，通过肉眼观察，初支面有无明流水；步骤7-2，慢渗或不明显的渗漏水，可将潮湿表面擦干，均匀撒一薄层干水泥粉，出现湿痕处，即为渗漏水孔眼或缝隙。
本方案通过支护结构以及有序的闭水试验，能够有效遏制在暗挖地下隧道的时候出现涌水的情况，避免在富含水的地质暗挖隧道的时候，遭遇涌水的危险。
具体实施方式
下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的较佳实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
(1)判别掌子面及前方地质情况和水文情况。具体包括如下步骤：(1)采用地质素描、物探、钻探等方法判别掌子面及前方地质情况和水文情况；(2)上台阶开挖支护；(3)分流减压；(4)堵水注浆；(5)闭水试验；(6)分流减压孔集中封堵；(7)注浆效果检查；
(2)上台阶开挖支护，包括如下步骤：步骤2-1，开挖上台阶部分，并对上台阶进行支护；步骤2-2，若围岩条件较差，IV级围岩设工子钢临时横撑，V级围岩设临时仰拱，使上台阶初支成环。
(3)分流减压，包括以下过程：步骤3-1，测量掌子面处的出水量及水压大小；步骤3-2，在集中出水点或出水裂缝两侧布置适量的钻孔，钻孔尽量与主裂隙面或岩体结构面斜交，钻孔角度现场确定，原则上尽可能穿过较多的裂隙，分流更多裂隙水，分流减压孔孔深可根据情况适当加深；步骤3-2，在孔洞处镶铸带高压阀的无缝钢管。
(4)堵水注浆：包括以下过程：步骤4-1，按照设计或方案要求，进行测量布孔；步骤4-2，上台阶采用手风钻钻孔，下台阶采用潜孔钻钻孔，并安装注浆管；步骤4-3，根据压水试验选择合适的注浆材料及配合比，进行堵水注浆；
注浆材料及配合比如下：
成份 比例
P.042.5水泥：水 1：1
G1：水泥 0.5：1
水：水泥：G2 0.5：1：0.035
水：水泥：水玻璃：砂 0.5：1：0.18：0.5
其中针对堵水注浆包括以下过程：步骤4-3-1，堵水注浆的材料有普通水泥浆、超细水泥浆、水泥—水玻璃双液浆、高分子聚合物—水泥浆等，根据现场条件确定；步骤4-3-2，注浆压力初压0.5～1MPa，终压为1.0～2.0MPa，涌水孔为注浆压力+涌水压力，但最高不宜超过3.0MPa，根据实际情况进行相应调整。步骤4-3-3，注浆全部采用全孔一次性注浆法，并按照“先下后上，先无水后有水、先小水后大水、隔孔跳排、先两端后中间”的顺序依次进行灌注；步骤4-3-4，注浆达到以下指标后可结束单孔注浆：①纯水泥灌注时，注浆压力逐步升高至设计压力，注入率小于1L/min，持续灌注20min即可结束；②双液浆和高分子注浆材料灌注时，注浆压力逐步升高，注入率小于1L/min即可结束。
(5)闭水试验，即全部关闭预留的分流减压孔的控制闸阀24h，检查是否还有未发现的次生裂隙或出水现象，若没有发现新的出水点，才能进行最终封堵；
(6)分流减压孔集中封堵注浆，对分流减压孔进行集中封堵，封堵注浆顺序为由离出水点(裂隙)近的孔向外推进，注浆材料宜选用防扩散、可控胶凝时间的特种浆液，过程中部分引排孔阀门打开，观察串浆情况，待所串浆液达一定浓度后逐步关闭串浆孔，最终达到完全封堵裂隙的目的；
(7)注浆效果检查：注浆结束8～12小时后对附近区域进行表观检查，一般以每30m长渗水洞段的残余渗漏水总量不大于3.0L/s，单点集中出水点不大于0.5L/s，作为合格标准；步骤7-2，若发现有浸润现象则需补灌，补灌时根据浸润区域和情况针对性布补灌孔，补灌孔数量不少于2个，其余参数同上；步骤7-3，若未发现则进入下一道工序。针对是否有浸润现象检查方法包括如下过程：步骤7-1，通过肉眼观察，初支面有无明流水；步骤7-2，慢渗或不明显的渗漏水，可将潮湿表面擦干，均匀撒一薄层干水泥粉，出现湿痕处，即为渗漏水孔眼或缝隙。
本方案通过支护结构以及有序的闭水试验，能够有效遏制在暗挖地下隧道的时候出现涌水的情况，避免在富含水的地质暗挖隧道的时候，遭遇涌水的危险。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种暗挖突涌水隧道预留岩盘全断面径向注浆施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)判别掌子面及前方地质情况和水文情况；
(2)上台阶开挖支护；
(3)分流减压；
(4)堵水注浆；
(5)闭水试验；
(6)分流减压孔集中封堵；
(7)注浆效果检查。
2.根据权利要求1所述的一种暗挖突涌水隧道预留岩盘全断面径向注浆施工方法，其特征在于：步骤(1)采用地质素描、物探、钻探等方法，判别掌子面及前方地质情况和水文情况。
3.根据权利要求1所述的一种暗挖突涌水隧道预留岩盘全断面径向注浆施工方法，其特征在于：步骤(2)包括以下过程：
步骤2-1，开挖上台阶部分，并对上台阶进行支护；
步骤2-2，若围岩条件较差，IV级围岩设工子钢临时横撑，V级围岩设临时仰拱，使上台阶初支成环。
4.根据权利要求1所述的一种暗挖突涌水隧道预留岩盘全断面径向注浆施工方法，其特征在于：步骤(3)包括以下过程：
步骤3-1，测量掌子面处的出水量及水压大小；
步骤3-2，在集中出水点或出水裂缝两侧布置适量的钻孔，钻孔尽量与主裂隙面或岩体结构面斜交，钻孔角度现场确定，原则上尽可能穿过较多的裂隙，分流更多裂隙水，分流减压孔孔深可根据情况适当加深；
步骤3-2，在孔洞处镶铸带高压阀的无缝钢管。
5.根据权利要求1所述的一种暗挖突涌水隧道预留岩盘全断面径向注浆施工方法，其特征在于：步骤(4)包括以下过程：
步骤4-1，按照设计或方案要求，进行测量布孔；
步骤4-2，上台阶采用手风钻钻孔，下台阶采用潜孔钻钻孔，并安装注浆管；
步骤4-3，根据压水试验选择合适的注浆材料及配合比，进行堵水注浆；
注浆材料及配合比如下：
成份 比例 P.042.5水泥：水 1：1 G1：水泥 0.5：1 水：水泥：G2 0.5：1：0.035 水：水泥：水玻璃：砂 0.5：1：0.18：0.5
6.根据权利要求5所述的一种暗挖突涌水隧道预留岩盘全断面径向注浆施工方法，其特征在于，针对堵水注浆包括以下过程：
步骤4-3-1，堵水注浆的材料有普通水泥浆、超细水泥浆、水泥—水玻璃双液浆、高分子聚合物—水泥浆等，根据现场条件确定；
步骤4-3-2，注浆压力初压0.5～1MPa，终压为1.0～2.0MPa，涌水孔为注浆压力+涌水压力，但最高不宜超过3.0MPa，根据实际情况进行相应调整。
步骤4-3-3，注浆全部采用全孔一次性注浆法，并按照“先下后上，先无水后有水、先小水后大水、隔孔跳排、先两端后中间”的顺序依次进行灌注；
步骤4-3-4，注浆达到以下指标后可结束单孔注浆：①纯水泥灌注时，注浆压力逐步升高至设计压力，注入率小于1L/min，持续灌注20min即可结束；②双液浆和高分子注浆材料灌注时，注浆压力逐步升高，注入率小于1L/min即可结束。
7.根据权利要求1所述的一种暗挖突涌水隧道预留岩盘全断面径向注浆施工方法，其特征在于，步骤(5)闭水试验，即全部关闭预留的分流减压孔的控制闸阀24h，检查是否还有未发现的次生裂隙或出水现象，若没有发现新的出水点，才能进行最终封堵。
8.根据权利要求1所述的一种暗挖突涌水隧道预留岩盘全断面径向注浆施工方法，其特征在于，步骤(6)集中封堵注浆，对分流减压孔进行集中封堵，封堵注浆顺序为由离出水点(裂隙)近的孔向外推进，注浆材料宜选用防扩散、可控胶凝时间的特种浆液，过程中部分引排孔阀门打开，观察串浆情况，待所串浆液达一定浓度后逐步关闭串浆孔，最终达到完全封堵裂隙的目的。
9.根据权利要求1所述的一种暗挖突涌水隧道预留岩盘全断面径向注浆施工方法，其特征在于，步骤(7)包括如下过程：
步骤7-1，注浆结束8～12小时后对附近区域进行表观检查，一般以每30m长渗水洞段的残余渗漏水总量不大于3.0L/s，单点集中出水点不大于0.5L/s，作为合格标准；
步骤7-2，若发现有浸润现象则需补灌，补灌时根据浸润区域和情况针对性布补灌孔，补灌孔数量不少于2个，其余参数同上；
步骤7-3，若未发现则进入下一道工序。
10.根据权利要求9所述的一种暗挖突涌水隧道预留岩盘全断面径向注浆施工方法，其特征在于，针对是否有浸润现象检查方法包括如下过程：
步骤7-1，通过肉眼观察，初支面有无明流水；
步骤7-2，慢渗或不明显的渗漏水，可将潮湿表面擦干，均匀撒一薄层干水泥粉，出现湿痕处，即为渗漏水孔眼或缝隙。
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