采用HSC灌浆材料的超前预注浆施工方法技术

一种采用HSC灌浆材料的超前预注浆施工方法。其包括在掌子面上标记钻孔环；在钻孔环上标记注浆孔的孔位；在孔位处钻孔形成注浆孔；在注浆孔内安装；在孔口管插入注浆管；安装注浆系统；将HSC注浆液注入注浆管进行超前预注浆等步骤。本发明专利技术从根本上解决了暗挖隧道施工中的突水问题，能够确保施工全过程的安全性。相较已有技术的其他施工工法，施工全过程处于安全、稳定、快速、优质的可控状态，可提高施工效率，降低安全风险和施工成本，并且施工过程易于操作及控制。

Pre grouting construction method using HSC grouting material

A pre grouting construction method using HSC grouting material. It includes marking the drilling ring on the face of the palm, marking the hole position of the grouting hole on the drilling ring, forming the grouting hole at the hole position, installing the grouting hole, inserting the grouting pipe into the orifice tube, installing the grouting system, and pre-grouting the HSC grouting fluid into the grouting pipe. The invention fundamentally solves the problem of water inrush in the construction of a buried tunnel, and can ensure the safety of the whole construction process. Compared with other existing construction methods, the whole construction process is in a safe, stable, fast and high quality controllable state, which can improve construction efficiency, reduce safety risks and construction costs, and the construction process is easy to operate and control.

【技术实现步骤摘要】
采用HSC灌浆材料的超前预注浆施工方法
本专利技术属于暗挖隧道加固
，特别是涉及一种采用HSC灌浆材料的超前预注浆施工方法。
技术介绍
随着建筑行业的飞速发展，暗挖隧道施工的建设项目越来越多。超前预注浆加固技术作为隧道施工中的重要辅助方法，在防止隧道塌方、控制地表沉降、抑制地层位移等方面发挥了重大的作用。在现有的暗挖隧道加固技术背景下，超前预注浆加固所用的注浆加固材料通常为单液水泥浆或水泥浆、水泥-水玻璃双液浆。由于单液水泥浆凝结的时间长且难以控制，因此冻水条件下结实率低，从而难以达到预期的注浆效果。水泥-水玻璃双液浆相较于单液水泥浆缩短了凝结时间，在冻水条件下容易控制，并且提高了结实率，是现在超前预注浆加固技术常用的注浆材料。但单液水泥浆和水泥浆、水泥-水玻璃双液浆在遇到需穿越地质断层或富含地下水时遭遇承压水引起的突水情况时，注浆效果不理想，由此给施工安全和施工进度带来严重的影响。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种采用HSC灌浆材料的超前预注浆施工方法。为了达到上述目的，本专利技术提供的采用HSC灌浆材料的超前预注浆施工方法包括按顺序进行的下列步骤：1)在暗挖隧道施工过程中遇到需穿越地质断层或富含地下水时遭遇承压水引起的突水情况时，首先由施工人员在暗挖隧道轮廓线内的掌子面上从外向内标记出多圈钻孔环；2)在除最内圈钻孔环之外的每一钻孔环上标记出多个注浆孔的孔位；3)根据自外向内、从下而上、隔孔标注、预留突水点附近孔的原则，在每一钻孔环中的多个孔位处分两序进行标注，然后按上述标注顺序利用全液压工程钻机进行钻孔而形成注浆孔；先对第一标注顺序的孔位进行钻孔而形成注浆孔，再对第二标注顺序的孔位进行钻孔而形成注浆孔，最后对突水点P附近的孔位进行钻孔而形成注浆孔；4)在注浆开始前，用水和压缩空气对上述所有注浆孔进行冲洗；冲洗时将刚性塑料软管插入孔底，打开水和压缩空气，一边冲洗一边将刚性塑料软管缓慢拔出，将注浆孔内彻底清洗干净；如果钻孔过程中遇到有可能坍塌的区域、浸水或检测到注浆孔中渗水较大时，及时取消冲洗；如注浆是采用单一水灰比的浆料，可取消注浆前通常所需进行的简易常规压水试验，以缩短注浆工序的时间；5)在每一注浆孔内安装一根孔口管，并且管口直径小于注浆孔的孔径，孔口管与注浆孔间的间隙采用孔口封闭材料封闭，用药卷锚固剂固定，待终凝后采用HSC注浆液低压注浆固定；6)在每一根孔口管内插入一根注浆管；7)安装注浆系统，按照HSC注浆液的流动顺序，所述的注浆系统包括：通过注浆管路依次相连的搅拌机、储浆桶、注浆泵、高压阀及压力表、孔口封闭器、减压阀和闸阀，并将注浆管路的注浆端口与注浆管外端相连接；8)将HSC干粉与水按比例在搅拌机中混合均匀而配制成HSC注浆液，然后经注浆管路输送到储浆桶中并始终保持缓慢搅拌状态；之后由注浆泵通过注浆管路提供给注浆管而进行超前预注浆；超前预注浆采用自外向内、从下而上、隔孔注浆、预留突水点附近孔的原则，将同一圈钻孔环内的注浆孔分多序进行注浆，先对第一标注顺序的注浆孔进行注浆，再对第二标注顺序的注浆孔进行注浆，最后对突水点附近的注浆孔进行注浆；在设计的注浆压力下，当注入率小于预定数值时，持续注浆一段时间后结束；9)注浆结束之后，从已开挖面开始对掌子面前方进行地质探孔测试，范围包括隧道依次性开挖范围及预留止水岩盘；如果探明前方地质灌注良好且已无承压水则停止注浆，拆除注浆系统并及时封孔。在步骤3)中，最外圈钻孔环的注浆孔沿洞线外倾6.4°，孔距150cm，距洞壁开挖线40cm，距底板100cm；第二圈钻孔环的注浆孔沿洞线外倾2.6°，孔距240cm，与最外圈钻孔环间距150cm；最内圈钻孔环的注浆孔水平向。在步骤8)中，对突水点P附近的注浆孔进行注浆时采用呈胶状的防渗帷幕型HSC注浆液材料，封堵具有0.5～1.0m/s流速动水的裂隙；其余注浆孔采用含水细砂型HSC注浆液，封堵微小缝隙。在步骤8)中，所述的防渗帷幕型HSC注浆液的水灰比为0.6：1，注浆压力为1.5～2.5MPa；含水细砂型HSC注浆液的水灰比为0.8:1，注浆压力为2.0～4.0MPa。在步骤9)中，所述的封孔方法是利用原注浆管注入水灰比为0.5：1的浓浆，采用1.0Mpa的注浆压力，当注入率不大于1.0L/min时，延续注浆30min停止；注浆孔的外端口采用干硬性水泥砂浆封填密实，并压抹齐平。本专利技术提供的采用HSC灌浆材料的超前预注浆施工方法具有如下有益效果：从根本上解决了暗挖隧道施工中的突水问题，能够确保施工全过程的安全性。相较已有技术的其他施工工法，施工全过程处于安全、稳定、快速、优质的可控状态，可提高施工效率，降低安全风险和施工成本，并且施工过程易于操作及控制。另外，HSC注浆材料结石率可达100％，抗压强度高达50MPa以上，具有止水效率高、凝结时间易于控制、强度高、对环境无毒、无害，对地层扰动小及能够堵漏动水的优点，因此能够大大缩短承压突水的处理时间，减少停工时间，提高了施工进度，对类似穿越断层的隧道施工工程有很强的借鉴意义。附图说明图1为采用本专利技术方法施工时钻孔环和钻孔设置状态示意图；图2为采用本专利技术方法施工时孔口管和注浆管设置状态示意图；图3为采用本专利技术方法施工时使用的注浆系统示意图；图4为采用本专利技术方法施工时检查效果并封孔情况示意图；具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术提供的采用HSC灌浆材料的超前预注浆施工方法进行详细说明。如图1—图4所示，本专利技术提供的采用HSC灌浆材料的超前预注浆施工方法包括按顺序进行的下列步骤：1)在暗挖隧道施工过程中遇到需穿越地质断层或富含地下水时遭遇承压水引起的突水情况时，首先由施工人员在暗挖隧道轮廓线内的掌子面上从外向内标记出多圈钻孔环1-1－1-N，这些钻孔环的位置和数量需根据暗挖隧道的截面尺寸、围岩的地质情况、突水点P的位置和HSC注浆液的扩散半径等因素确定；其中最外圈的钻孔环1-1距洞壁开挖线距离、距底板开挖线的距离以及与第二圈钻孔环2-1的间距均需根据实际情况确定，最内圈钻孔环1-N设置于暗挖隧道轮廓线的中心。本专利技术的图1中只示出三环，根据现场实际情况亦可布置多环；2)在除最内圈钻孔环1-N之外的每一钻孔环上标记出多个注浆孔2-1－2-N的孔位；注浆孔2-1－2-N的孔径及钻杆的方向、范围、位置、直径、间距需要根据施工方案、现场突水的实际情况、HSC注浆液的扩散半径而定；每一圈钻孔环中相邻注浆孔之间的间距均不得大于HSC注浆液的扩散半径，以避免漏注浆的情况发生；3)根据自外向内、从下而上、隔孔标注、预留突水点附近孔的原则，在每一钻孔环中的多个孔位处分两序进行标注，然后按上述标注顺序利用全液压工程钻机进行钻孔而形成注浆孔2-1－2-N；如图1所示，先对第一标注顺序的孔位进行钻孔而形成注浆孔2-1，再对第二标注顺序的孔位进行钻孔而形成注浆孔2-2，最后对突水点P附近的孔位进行钻孔而形成注浆孔2-N。钻孔时，钻杆需与隧道纵向中心线呈一定角度进行钻进，每一钻孔环中注浆孔的角度需根据HSC注浆液的扩散范围、暗挖隧道轮廓线的尺寸确定，以确保注浆范围覆盖住暗挖隧道全断面。注浆区域的长度为暗挖隧道单次开挖长度和预留止水岩盘长度的总和；另外，实际孔位与标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用HSC灌浆材料的超前预注浆施工方法，其特征在于：所述的采用HSC灌浆材料的超前预注浆施工方法包括按顺序进行的下列步骤：1)在暗挖隧道施工过程中遇到需穿越地质断层或富含地下水时遭遇承压水引起的突水情况时，首先由施工人员在暗挖隧道轮廓线内的掌子面上从外向内标记出多圈钻孔环(1‑1－1‑N)；2)在除最内圈钻孔环(1‑N)之外的每一钻孔环上标记出多个注浆孔(2‑1－2‑N)的孔位；3)根据自外向内、从下而上、隔孔标注、预留突水点附近孔的原则，在每一钻孔环中的多个孔位处分两序进行标注，然后按上述标注顺序利用全液压工程钻机进行钻孔而形成注浆孔(2‑1－2‑N)；先对第一标注顺序的孔位进行钻孔而形成注浆孔(2‑1)，再对第二标注顺序的孔位进行钻孔而形成注浆孔(2‑2)，最后对突水点P附近的孔位进行钻孔而形成注浆孔(2‑N)；4)在注浆开始前，用水和压缩空气对上述所有注浆孔(2‑1－2‑N)进行冲洗；冲洗时将刚性塑料软管插入孔底，打开水和压缩空气，一边冲洗一边将刚性塑料软管缓慢拔出，将注浆孔内彻底清洗干净；如果钻孔过程中遇到有可能坍塌的区域、浸水或检测到注浆孔中渗水较大时，及时取消冲洗；如注浆是采用单一水灰比的浆料，可取消注浆前通常所需进行的简易常规压水试验，以缩短注浆工序的时间；5)在每一注浆孔(2‑1－2‑N)内安装一根孔口管(3)，并且管口直径小于注浆孔(2‑1－2‑N)的孔径，孔口管(3)与注浆孔(2‑1－2‑N)间的间隙采用孔口封闭材料(3‑1)封闭，用药卷锚固剂固定，待终凝后采用HSC注浆液低压注浆固定；6)在每一根孔口管(3)内插入一根注浆管(4)；7)安装注浆系统(5)，按照HSC注浆液(6)的流动顺序，所述的注浆系统(5)包括：通过注浆管路依次相连的搅拌机(5‑1)、储浆桶(5‑2)、注浆泵(5‑3)、高压阀及压力表(5‑4)、孔口封闭器(5‑5)、减压阀(5‑6)和闸阀(5‑7)，并将注浆管路的注浆端口与注浆管(4)外端相连接；8)将HSC干粉(6‑1)与水(6‑2)按比例在搅拌机(5‑1)中混合均匀而配制成HSC注浆液(6)，然后经注浆管路输送到储浆桶(5‑2)中并始终保持缓慢搅拌状态；之后由注浆泵(5‑3)通过注浆管路提供给注浆管(4)而进行超前预注浆；超前预注浆采用自外向内、从下而上、隔孔注浆、预留突水点附近孔的原则，将同一圈钻孔环内的注浆孔分多序进行注浆，先对第一标注顺序的注浆孔(2‑1)进行注浆，再对第二标注顺序的注浆孔(2‑2)进行注浆，最后对突水点P附近的注浆孔(2‑N)进行注浆；在设计的注浆压力下，当注入率小于预定数值时，持续注浆一段时间后结束；9)注浆结束之后，从已开挖面(7‑1)开始对掌子面前方进行地质探孔测试，范围包括隧道依次性开挖范围(7‑2)及预留止水岩盘(7‑3)；如果探明前方地质灌注良好且已无承压水则停止注浆，拆除注浆系统(5)并及时封孔。...

【技术特征摘要】
1.一种采用HSC灌浆材料的超前预注浆施工方法，其特征在于：所述的采用HSC灌浆材料的超前预注浆施工方法包括按顺序进行的下列步骤：1)在暗挖隧道施工过程中遇到需穿越地质断层或富含地下水时遭遇承压水引起的突水情况时，首先由施工人员在暗挖隧道轮廓线内的掌子面上从外向内标记出多圈钻孔环(1-1－1-N)；2)在除最内圈钻孔环(1-N)之外的每一钻孔环上标记出多个注浆孔(2-1－2-N)的孔位；3)根据自外向内、从下而上、隔孔标注、预留突水点附近孔的原则，在每一钻孔环中的多个孔位处分两序进行标注，然后按上述标注顺序利用全液压工程钻机进行钻孔而形成注浆孔(2-1－2-N)；先对第一标注顺序的孔位进行钻孔而形成注浆孔(2-1)，再对第二标注顺序的孔位进行钻孔而形成注浆孔(2-2)，最后对突水点P附近的孔位进行钻孔而形成注浆孔(2-N)；4)在注浆开始前，用水和压缩空气对上述所有注浆孔(2-1－2-N)进行冲洗；冲洗时将刚性塑料软管插入孔底，打开水和压缩空气，一边冲洗一边将刚性塑料软管缓慢拔出，将注浆孔内彻底清洗干净；如果钻孔过程中遇到有可能坍塌的区域、浸水或检测到注浆孔中渗水较大时，及时取消冲洗；如注浆是采用单一水灰比的浆料，可取消注浆前通常所需进行的简易常规压水试验，以缩短注浆工序的时间；5)在每一注浆孔(2-1－2-N)内安装一根孔口管(3)，并且管口直径小于注浆孔(2-1－2-N)的孔径，孔口管(3)与注浆孔(2-1－2-N)间的间隙采用孔口封闭材料(3-1)封闭，用药卷锚固剂固定，待终凝后采用HSC注浆液低压注浆固定；6)在每一根孔口管(3)内插入一根注浆管(4)；7)安装注浆系统(5)，按照HSC注浆液(6)的流动顺序，所述的注浆系统(5)包括：通过注浆管路依次相连的搅拌机(5-1)、储浆桶(5-2)、注浆泵(5-3)、高压阀及压力表(5-4)、孔口封闭器(5-5)、减压阀(5-6)和闸阀(5-7)，并将注浆管路的注浆端口与注浆管(4)外端相连接；8)将HSC干粉(6-1)与水(6-2)按比例在搅拌机(5-1)中混合均匀而配制成HSC注浆...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏炜，祁敢，吴鹏，刘星浩，
申请(专利权)人：中铁六局集团有限公司，中铁六局集团北京铁路建设有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11