CN111810199A - 一种隧道突涌水防灾治理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道突涌水防灾治理方法，包括以下步骤：涌水地段地质预报；对渗水通道进行施工；对断层或富水段开挖；注浆封堵加固；对涌水突泥处进行处理。本发明的隧道突涌水防灾治理方法，能够超前预测预报，加强超前支护管理，特别是注浆管理，堵住突泥、突水通道，确保达到先固结、增强结石率，对围岩补强，降低透水性后开挖，确保不因水的流动，而引起裂隙张开、侧壁及洞顶坍塌，可以保证隧道的使用安全。
Description
技术领域
本发明涉及隧道突涌水施工技术领域，尤其涉及一种隧道突涌水防灾治理方法。
背景技术
龙南隧道是全线的控制性重难点工程，隧道全长10.24km，最大埋深580m，最小埋深16m，双线单洞隧道，施工组织按照进口、1#斜井、2#斜井、出口共4工区5个工作面组织施工。地质岩性主要以花岗岩、砂岩为主，共穿越11条断层，其中DK99+500～+620段为F8区域性大断层破碎带，长度120m，洞身水压达0.5MPa，洞身存在危岩落石、突泥涌水、岩爆、高地温、岩溶、浅埋、围岩失稳塌方等诸多风险，最大涌水量1.8万方/天，为Ⅰ级风险隧道。
目前隧道施工期及运营期突涌水治理工作通常采用注浆方法，在突涌水区域施工钻孔然后通过钻孔向含导水构造内进行注浆，实现封堵含导水构造、改善围岩物理力学性质，从而恢复隧道工程正常开挖或运营。
但是这种传统的突涌水治理防灾预警存在盲目性和经验性，以至于造成隧道在实际使用中，存在不安全因素。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种隧道突涌水防灾治理方法，超前预测预报，加强超前支护管理，特别是注浆管理，堵住突泥、突水通道，确保达到先固结、增强结石率，对围岩补强，降低透水性后开挖，确保不因水的流动，而引起裂隙张开、侧壁及洞顶坍塌，可以保证隧道的使用安全，可以有效解决背景技术中的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明提供一种隧道突涌水防灾治理方法，包括以下步骤：
S1：涌水地段地质预报；
S2：对渗水通道进行施工；
S3：对断层或富水段开挖；
S4：注浆封堵加固；
S5：对涌水突泥处进行处理。
作为一种优选方案，步骤S1中的，所述涌水地段地质预报包括以下步骤：
利用地震波反射法、红外探水、地质雷达以及常规地质法方法中的一个或多个，对施工掌子面前方30～100m范围内的山体进行探测，结合各种探测资料分析前方围岩情况、是否有潜水、水源补给、水质、涌水量大小、突水压力情况；
通过正洞己开挖地段实测涌水量来推断未开挖地段的涌水量；
当采用物探法探测前方有可能出现涌水时，利用水平钻机钻孔，探测前能发生涌水的情况。
作为一种优选方案，步骤S2中的对渗水通道进行施工包括以下步骤：
采用帷幕注浆、超前导管、管棚，堵塞渗水通道，降低围岩的渗透系数，控制地下水流失；
将绝大部分地下水尽可能封堵在围岩外，少量水由隧道排放，避免洞内出现大量水而影响施工；
对于间隙性涌水采用泄水孔进行排水，配足大型抽水设备。
作为一种优选方案，步骤S3中的对断层或富水段开挖包括以下步骤：
开挖采用大拱脚台阶法开挖或中隔壁法开挖，减少一次进入断层或富水段的工作面积；
开挖时尽可能采用机械开挖，不采用爆破开挖，若必须采用爆破开挖时，坚持多打眼、少装药的弱爆破施工技术，减小对围岩的扰动；
上部断面开挖时，工作面水平钻机超前探水孔深30～50m，进行泄水，然后再进行开挖。
作为一种优选方案，步骤S4中的注浆封堵加固包括以下步骤：
采用帷幕注浆等措施进行堵水和围岩预加固，防止突水突泥；
帷幕注浆施工方案注浆方式采用超前预注浆、后注浆、局部注浆、补注浆四种方式相结合。
作为一种优选方案，步骤S5中的对涌水突泥处进行处理包括以下步骤：
快速封堵，当钻孔推进中遇到涌水，但涌水量不大压力不高时，钻杆不拔出，随即在孔口插小直径注浆管，实施顶水预压，将钻孔己施钻部分封住，不让水涌出，然后在其周围另行钻孔实行前进式注浆，即钻一段注一段，逐步推进；
增设混凝土止浆墙分流减压注浆，当钻孔施钻过程中，孔内涌水大、压力高，出现突然涌水时，按以下步骤处理：涌水孔孔口紧贴开挖面设钢管汇水引流，将涌水的大部分从钢管内引排至排水沟，在孔口钢管四周拼组木箱，作为涌水散流部分的汇水箱，以免影响第一段混凝土止浆墙的浇筑质量；
编织袋封堵，在施工中预先准备一定数量装好碎石砂的编织袋，在施工中遇到突水涌泥情况时，先用袋装碎石对突泥进行封堵拦截，并根据情况采取迂回排水法或帷幕注浆堵水，并根据突水涌泥对围岩的扰动情况，采用长大管棚、型钢拱架等强支护措施，掩护开挖量较大，为减小地下水对隧道施工带来的危害，防止修建隧道可能引起的地下水流失，采用“以堵为主、堵排结合、限量排放”的原则，实施以围岩预注浆固结圈、防排水网络及模筑防水混凝土衬砌组成的结构体系。
作为一种优选方案，隧道突涌水防灾治理方法，包括按不同段落分别采用不同的处理措施，具体步骤如下：
当岩体完整，其结构性能可保证施工安全，但大面淌水且流量小于控制排水量时，采取直接通过；
当岩体较完整，其结构性能可保证施工安全，但大面淌水.且流量大于控制排水量时，采取先通过后注浆堵水；
当小段落的岩层破碎带，大面淌水且流量大于控制排水量时，采取超前管棚支护先通过后注浆堵水；
当大段落的岩层破碎带，极易产生集中涌水地段时，根据对施工的影响程度不同，分别来取开挖前预注浆、超前管棚支护或开挖后径向注浆的超前注浆措施。
作为一种优选方案，所述实施顶水预压为采用凝胶时间短的水泥-水玻璃双液浆。
本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：
1、超前预测预报，加强超前支护管理，特别是注浆管理，堵住突泥、突水通道，确保达到先固结、增强结石率，对围岩补强，降低透水性后开挖，确保不因水的流动，而引起裂隙张开、侧壁及洞顶坍塌，可以保证隧道的使用安全。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了更好地理解上述技术方案，下面将结合具体实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例：
本实施例提供一种隧道突涌水防灾治理方法，包括以下步骤：
S1：涌水地段地质预报，包括以下步骤：
利用地震波反射法、红外探水、地质雷达以及常规地质法方法中的一个或多个，对施工掌子面前方30～100m范围内的山体进行探测，结合各种探测资料分析前方围岩情况、是否有潜水、水源补给、水质、涌水量大小、突水压力情况；
通过正洞己开挖地段实测涌水量来推断未开挖地段的涌水量；
当采用物探法探测前方有可能出现涌水时，利用水平钻机钻孔，探测前能发生涌水的情况；
S2：对渗水通道进行施工，包括以下步骤：
采用帷幕注浆、超前导管、管棚，堵塞渗水通道，降低围岩的渗透系数，控制地下水流失；
将绝大部分地下水尽可能封堵在围岩外，少量水由隧道排放，避免洞内出现大量水而影响施工；
对于间隙性涌水采用泄水孔进行排水，配足大型抽水设备；
S3：对断层或富水段开挖，包括以下步骤：
开挖采用大拱脚台阶法开挖或中隔壁法开挖，减少一次进入断层或富水段的工作面积；
开挖时尽可能采用机械开挖，不采用爆破开挖，若必须采用爆破开挖时，坚持多打眼、少装药的弱爆破施工技术，减小对围岩的扰动；
上部断面开挖时，工作面水平钻机超前探水孔深30～50m，进行泄水，然后再进行开挖；
S4：注浆封堵加固，包括以下步骤：
采用帷幕注浆等措施进行堵水和围岩预加固，防止突水突泥；
帷幕注浆施工方案注浆方式采用超前预注浆、后注浆、局部注浆、补注浆四种方式相结合。
本实施例提供的隧道突涌水防灾治理方法，步骤S5中的对涌水突泥处进行处理；
S5：对涌水突泥处进行处理，包括以下步骤：
快速封堵，当钻孔推进中遇到涌水，但涌水量不大压力不高时，钻杆不拔出，随即在孔口插小直径注浆管，实施顶水预压，将钻孔己施钻部分封住，不让水涌出，然后在其周围另行钻孔实行前进式注浆，即钻一段注一段，逐步推进；
增设混凝土止浆墙分流减压注浆，当钻孔施钻过程中，孔内涌水大、压力高，出现突然涌水时，按以下步骤处理：涌水孔孔口紧贴开挖面设钢管汇水引流，将涌水的大部分从钢管内引排至排水沟，在孔口钢管四周拼组木箱，作为涌水散流部分的汇水箱，以免影响第一段混凝土止浆墙的浇筑质量；
编织袋封堵，在施工中预先准备一定数量装好碎石砂的编织袋，在施工中遇到突水涌泥情况时，先用袋装碎石对突泥进行封堵拦截，并根据情况采取迂回排水法或帷幕注浆堵水，并根据突水涌泥对围岩的扰动情况，采用长大管棚、型钢拱架等强支护措施，掩护开挖量较大，为减小地下水对隧道施工带来的危害，防止修建隧道可能引起的地下水流失，采用“以堵为主、堵排结合、限量排放”的原则，实施以围岩预注浆固结圈、防排水网络及模筑防水混凝土衬砌组成的结构体系。
本实施例提供的隧道突涌水防灾治理方法，还包括按不同段落分别采用不同的处理措施，具体步骤如下：
当岩体完整，其结构性能可保证施工安全，但大面积淌水且流量小于控制排水量时，采取直接通过；
当岩体较完整，其结构性能可保证施工安全，但大面积淌水且流量大于控制排水量时，采取先通过后注浆堵水；
当小段落的岩层破碎带，大面淌水且流量大于控制排水量时，采取超前管棚支护先通过后注浆堵水；
当大段落的岩层破碎带，极易产生集中涌水地段时，根据对施工的影响程度不同，分别来取开挖前预注浆、超前管棚支护或开挖后径向注浆的超前注浆措施。
本实施例提供的隧道突涌水防灾治理方法，所述实施顶水预压为采用凝胶时间短的水泥-水玻璃双液浆。
在施工的过程中，根据龙南隧道施工阶段风险评估结论，隧道施工最大风险为F8断层，属高风险隧道。
根据制定的风险管理实施细则，进行人员培训；在施工现场公示识别的风险，其内容包括风险描述、监测方案、应急预案、责任人等；施工过程中加强风险的监测包括施工监测、工况和环境巡视、作业面状态描述、风险处置过程和发展趋势等内容；在施工过程中将地质超前预报、监控量测纳入施工的重要工序，按照设计要求编制施工监测的实施方案，对工程自身结构及环境风险进行全面监测；提前识别和预测地质风险因素，保证施工安全；施工中建立风险的预警、响应及信息报送机制。根据实时监测数据、工况、环境巡视和作业面异常状态等，确定预警级别，形成异常状况报告；对可能发生重大突发风险事件的预警状态，立即启动相关预案，组织处理，同时第一时间报送业主、设计单位、监理单位。
同时在隧道洞内设置视频监控装置，龙南隧道2#斜井为高风险施工点，为了能够实时了解施工现场的进展情况，在大里程重点施工区域布设摄像头，通过电缆将洞内实时视频信号传输至洞口值班室的监控设备上。值班人员对洞内施工状况要时刻关注，发现安全隐患、违章作业时，及时采取纠偏措施，让视频监控真正起到安全隐患、预防为主的作用。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (8)
1.一种隧道突涌水防灾治理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：涌水地段地质预报；
S2：对渗水通道进行施工；
S3：对断层或富水段开挖；
S4：注浆封堵加固；
S5：对涌水突泥处进行处理。
2.根据权利要求1所述的隧道突涌水防灾治理方法，其特征在于：步骤S1中的，所述涌水地段地质预报包括以下步骤：
利用地震波反射法、红外探水、地质雷达以及常规地质法方法中的一个或多个，对施工掌子面前方30～100m范围内的山体进行探测，结合各种探测资料分析前方围岩情况、是否有潜水、水源补给、水质、涌水量大小、突水压力情况；
通过正洞己开挖地段实测涌水量来推断未开挖地段的涌水量；
当采用物探法探测前方有可能出现涌水时，利用水平钻机钻孔，探测前能发生涌水的情况。
3.根据权利要求2所述的隧道突涌水防灾治理方法，其特征在于：步骤S2中的对渗水通道进行施工包括以下步骤：
采用帷幕注浆、超前导管、管棚，堵塞渗水通道，降低围岩的渗透系数，控制地下水流失；
将绝大部分地下水尽可能封堵在围岩外，少量水由隧道排放，避免洞内出现大量水而影响施工；
对于间隙性涌水采用泄水孔进行排水，配足大型抽水设备。
4.根据权利要求3所述的隧道突涌水防灾治理方法，其特征在于：步骤S3中的对断层或富水段开挖包括以下步骤：
开挖采用大拱脚台阶法开挖或中隔壁法开挖，减少一次进入断层或富水段的工作面积；
开挖时尽可能采用机械开挖，不采用爆破开挖，若必须采用爆破开挖时，坚持多打眼、少装药的弱爆破施工技术，减小对围岩的扰动；
上部断面开挖时，工作面水平钻机超前探水孔深30～50m，进行泄水，然后再进行开挖。
5.根据权利要求4所述的隧道突涌水防灾治理方法，其特征在于：步骤S4中的注浆封堵加固包括以下步骤：
采用帷幕注浆等措施进行堵水和围岩预加固，防止突水突泥；
帷幕注浆施工方案注浆方式采用超前预注浆、后注浆、局部注浆、补注浆四种方式相结合。
6.根据权利要求5所述的隧道突涌水防灾治理方法，其特征在于：步骤S5中的对涌水突泥处进行处理包括以下步骤：
快速封堵，当钻孔推进中遇到涌水，但涌水量不大压力不高时，钻杆不拔出，随即在孔口插小直径注浆管，实施顶水预压，将钻孔己施钻部分封住，不让水涌出，然后在其周围另行钻孔实行前进式注浆，即钻一段注一段，逐步推进；
增设混凝土止浆墙分流减压注浆，当钻孔施钻过程中，孔内涌水大、压力高，出现突然涌水时，按以下步骤处理：涌水孔孔口紧贴开挖面设钢管汇水引流，将涌水的大部分从钢管内引排至排水沟，在孔口钢管四周拼组木箱，作为涌水散流部分的汇水箱，以免影响第一段混凝土止浆墙的浇筑质量；
编织袋封堵，在施工中预先准备一定数量装好碎石砂的编织袋，在施工中遇到突水涌泥情况时，先用袋装碎石对突泥进行封堵拦截，并根据情况采取迂回排水法或帷幕注浆堵水，并根据突水涌泥对围岩的扰动情况，采用长大管棚、型钢拱架等强支护措施，掩护开挖量较大，为减小地下水对隧道施工带来的危害，防止修建隧道可能引起的地下水流失，采用“以堵为主、堵排结合、限量排放”的原则，实施以围岩预注浆固结圈、防排水网络及模筑防水混凝土衬砌组成的结构体系。
7.根据权利要求1所述的隧道突涌水防灾治理方法，其特征在于：还包括按不同段落分别采用不同的处理措施，具体步骤如下：
当岩体完整，其结构性能可保证施工安全，但大面积淌水且流量小于控制排水量时，采取直接通过；
当岩体较完整，其结构性能可保证施工安全，但大面积淌水且流量大于控制排水量时，采取先通过后注浆堵水；
当小段落的岩层破碎带，大面淌水且流量大于控制排水量时，采取超前管棚支护先通过后注浆堵水；
当大段落的岩层破碎带，极易产生集中涌水地段时，根据对施工的影响程度不同，分别来取开挖前预注浆、超前管棚支护或开挖后径向注浆的超前注浆措施。
8.根据权利要求6所述的隧道突涌水防灾治理方法，其特征在于：所述实施顶水预压为采用凝胶时间短的水泥-水玻璃双液浆。
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