承压水地层隧道下台阶开挖前径向预注浆方法技术

本发明专利技术提供了承压水地层隧道下台阶开挖前径向预注浆方法，包括S1：上台阶开挖完成初期支护后，开上台阶注浆孔，初期支护渗漏点用注浆管先引流，然后对上台阶进行上台阶径向注浆，上台阶固结圈厚度为3‑5m；上台阶径向注浆孔布置与注浆工艺根据渗漏点位置、特性、渗水量、水压确定。S2：对距掌子面2m以外的下台阶的围岩进行下台阶径向预注浆，下台阶固结圈厚度为7‑10m；根据上台阶渗漏点裂隙及构造面走向，推断裂隙水渗流方向及下台阶出水点，据此布置下台阶预注浆孔，预注浆孔数量根据与上台阶相关联的渗漏点渗水量确定。本发明专利技术降低了下台阶开挖后再次进行径向补注浆的难度，加快了二次注浆速度，提高了注浆效果。

Radial pre-grouting method before excavation of lower step of tunnel in confined water stratum

The invention provides a radial pre-grouting method before excavation of lower steps in confined water stratum tunnel, including S1: after completion of initial support for upper steps excavation, a step grouting hole is opened, the seepage point of initial support is first drained by grouting pipe, then a step radial grouting is carried out on upper steps, the thickness of consolidation ring of upper steps is 3 5m; and the arrangement of radial grouting holes and grouting technology of upper steps are based on seepage point position. Setting, characteristics, seepage volume and water pressure determination. S2: Radial pre-grouting of the lower step is carried out on the surrounding rock of the lower step 2 m away from the face of the face, and the thickness of the consolidation ring of the lower step is 7 10 m. According to the direction of the upper step seepage point and the structural plane, the seepage direction of the fracture water and the outlet point of the lower step are inferred, and the pre-grouting holes of the lower step are arranged accordingly. The number of pre-grouting holes is determined according to the seepage amount of the seepage point associated with the upper step. The invention reduces the difficulty of radial grouting after excavation of lower steps, speeds up the secondary grouting speed and improves the grouting effect.

【技术实现步骤摘要】
承压水地层隧道下台阶开挖前径向预注浆方法
本专利技术属于隧道及地下工程
，具体地说，涉及承压水地层隧道下台阶开挖前径向预注浆方法。
技术介绍
承压水地层隧道径向注浆堵水在围岩开挖后进行，当采用台阶法施工，在上台阶开挖后既完成上台阶径向注浆施工，对上台阶围岩渗漏点进行注浆封堵；下台阶开挖后再对下台阶渗漏点进行径向注浆堵水，与上台阶径向注浆堵水相比较，下台阶围岩渗水压力增大，增加了径向注浆难度，且难以保证注浆效果。
技术实现思路
针对现有技术中上述的不足，本专利技术的目的在于提供一种承压水地层隧道下台阶开挖前径向预注浆方法。为了达到上述目的，本专利技术采用的解决方案是：承压水地层隧道下台阶开挖前径向预注浆方法，包括：S1：上台阶开挖完成初期支护后，开上台阶注浆孔，初期支护渗漏点用注浆管先引流，然后利用注浆管对上台阶进行上台阶径向注浆，上台阶固结圈厚度为3-5m；上台阶径向注浆孔布置与注浆工艺根据渗漏点位置、特性、渗水量、水压确定。S2：利用注浆管对距掌子面2m以外的下台阶的围岩进行下台阶径向预注浆，下台阶固结圈厚度为7-10m；根据上台阶渗漏点裂隙及构造面走向，推断裂隙水渗流方向及下台阶出水点，据此布置下台阶预注浆孔；预注浆孔数量根据与上台阶相关联的渗漏点渗水量确定，高压大流量渗漏点，需要在附近增设引流减压孔。本专利技术的有益效果是：采用台阶法施工，在上台阶开挖后即完成上台阶径向注浆施工，对上台阶围岩渗漏点进行注浆封堵，然后进行下台阶径向预注浆施工，对下台阶围岩渗漏点进行注浆封堵，使下台阶开挖后渗漏点、渗水量减少，渗水压力降低。降低了下台阶开挖后再次进行径向补注浆的难度，加快了二次注浆速度，提高了注浆效果。改善了支护作业环境，确保了支护质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例1至3提供的承压水地层隧道下台阶开挖前径向预注浆方法的示意图一；图2为本专利技术实施例1至3提供的承压水地层隧道下台阶开挖前径向预注浆方法的示意图二。图标：1-上台阶、2-上台阶固结圈、3-下台阶、4-下台阶固结圈、5-掌子面、6-注浆管。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例提供的承压水地层隧道下台阶开挖前径向预注浆方法进行具体说明。承压水地层隧道下台阶开挖前径向预注浆方法，包括：S1：上台阶开挖完成初期支护后，在初期支护上开上台阶注浆孔，初期支护渗漏点用注浆管先引流，然后利用注浆管对上台阶进行上台阶径向注浆，上台阶固结圈厚度为3-5m；上台阶径向注浆孔布置与注浆工艺根据渗漏点位置、特性、渗水量、水压确定。经此步骤，完成了上台阶初期支护背后回填注浆，节约了一定的成本；完成了上台阶注浆堵水工作，加固了岩层。S2：利用注浆管对距掌子面2m以外的下台阶的围岩进行下台阶径向预注浆，下台阶固结圈厚度为7-10m；根据上台阶渗漏点裂隙及构造面走向，推断裂隙水渗流方向及下台阶出水点，据此布置下台阶预注浆孔；预注浆孔数量根据与上台阶相关联的渗漏点渗水量确定，高压大流量渗漏点，需要在附近增设引流减压孔。注浆管伸入上台阶径向注浆孔和下台阶径向预注浆孔分别进行注浆操作。需要说明的是，上台阶固结圈厚度和下台阶固结圈厚度由注浆管的插入点起算，向远离隧道孔的方向扩展。进一步地，上台阶径向注浆和下台阶径向预注浆注均采用分段式，首段注浆压力采用1MPa，第二段注浆压力采用1.5MPa～2MPa。采用分段式注浆工艺，能够保证注浆质量，减少注浆工程数量及费用。进一步地，上台阶径向注浆采用双液浆，将水玻璃与氯化钙溶液交替注入土壤中，两种溶液迅速反应生成硅胶和硅酸钙凝胶，起到胶结和填充孔隙的作用，使土壤的强度和承载能力提高。下台阶采用纯水泥浆，将水泥浆注入土壤中填充孔隙，增强围岩的密实性。进一步地，纯水泥浆的水灰比采用2:1、1:1、0.8:1、0.5:1四个级配，开灌水灰比采用2:1，浆液浓度由稀到浓逐级变化。浆液变换原则为：当注浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比；当某一比级浆液的注入量已达到300L以上或灌注时间已达到1h，而注浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级；当注入率大于30L/min时，根据施工具体情况，可越级变浓；变浆后压力突增或注入率突减时，应立即查明原因，进行处理；在设计压力下，当吸浆量小于1L/min时，继续灌注30min即可结束注浆。进一步地，若孔内注浆量较大，下台阶可采用0.5:1:0.25的水泥砂浆进行灌注。孔内注浆量较大的情况下，若分级配注浆，注入量大成本高，采用0.5:1:0.25的水泥砂浆，注浆效果一步到位，可以减少成本。进一步地，上台阶径向注浆孔、下台阶径向预注浆孔均呈梅花型布置，注浆孔分布均匀，能够全面防止渗漏。进一步地，下台阶径向预注浆孔布置方法为：环向排距2～3m，孔深度10m。实施例1承压水地层隧道下台阶开挖前径向预注浆方法，包括：S1：上台阶开挖完成初期支护后，开上台阶注浆孔，初期支护渗漏点用注浆管先引流，然后利用注浆管对上台阶进行上台阶径向注浆，上台阶固结圈厚度为3m；上台阶径向注浆孔布置与注浆工艺根据渗漏点位置、特性、渗水量、水压确定。S2：利用注浆管对距掌子面2m的下台阶的围岩进行下台阶径向预注浆，下台阶固结圈厚度均为7m。根据上台阶渗漏点裂隙及构造面走向，推断裂隙水渗流方向及下台阶出水点，据此布置下台阶预注浆孔。预注浆孔数量根据与上台阶相关联的渗漏点渗水量确定，高压大流量渗漏点，需要在附近增设引流减压孔。下台阶径向预注浆孔布置方法为：环向排距2m，孔深度10m。上台阶径向注浆孔、下台阶径向预注浆孔均呈梅花型布置。上台阶径向注浆和下台阶径向预注浆注均采用分段式，首段注浆压力采用1MPa，第二段注浆压力采用1.5MPa。上台阶径向注浆采用反向注浆方式，排气管口安装至距孔底20cm处；下台阶预注浆采用正向注浆方式。上台阶径向注浆采用双液浆，下台阶采用纯水泥浆。其中，纯水泥浆的水灰比采用2:1、1:1、0.8:1、0.5:1四个级配，开灌水灰比采用2:1，浆液浓度由稀到浓逐级变化。具体地，下台阶径向预注浆时，浆液变换原则为：当注浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比；当某一比级浆液的注入量已达到300L以上或灌注时间已达到1h，而注浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级；当注入率大于30L/min时，根据施工具体情况，可越级变浓；变浆后压力突增或注入率突减时，应立即查明原因，进行处理；在设计压力下，当吸浆量小于1L/min时，继续灌注30min即可结束注浆。若孔内注浆量较大，下台阶可采用0.5:1:0.25的水泥砂浆进行灌注。实施例2承压水地层隧道下台阶开挖前径本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.承压水地层隧道下台阶开挖前径向预注浆方法，其特征在于，包括：S1：上台阶开挖完成初期支护后，开上台阶注浆孔，初期支护渗漏点用注浆管先引流，然后利用注浆管对上台阶进行上台阶径向注浆，上台阶固结圈厚度为3‑5m；上台阶径向注浆孔布置与注浆工艺根据渗漏点位置、特性、渗水量、水压确定；S2：利用注浆管对距掌子面2m以外的下台阶的围岩进行下台阶径向预注浆，下台阶固结圈厚度为7‑10m；根据上台阶渗漏点裂隙及构造面走向，推断裂隙水渗流方向及下台阶出水点，据此布置下台阶预注浆孔；预注浆孔数量根据与上台阶相关联的渗漏点渗水量确定，高压大流量渗漏点，需要在附近增设引流减压孔。

【技术特征摘要】
1.承压水地层隧道下台阶开挖前径向预注浆方法，其特征在于，包括：S1：上台阶开挖完成初期支护后，开上台阶注浆孔，初期支护渗漏点用注浆管先引流，然后利用注浆管对上台阶进行上台阶径向注浆，上台阶固结圈厚度为3-5m；上台阶径向注浆孔布置与注浆工艺根据渗漏点位置、特性、渗水量、水压确定；S2：利用注浆管对距掌子面2m以外的下台阶的围岩进行下台阶径向预注浆，下台阶固结圈厚度为7-10m；根据上台阶渗漏点裂隙及构造面走向，推断裂隙水渗流方向及下台阶出水点，据此布置下台阶预注浆孔；预注浆孔数量根据与上台阶相关联的渗漏点渗水量确定，高压大流量渗漏点，需要在附近增设引流减压孔。2.如权利要求1所述的承压水地层隧道下台阶开挖前径向预注浆方法，其特征在于，上台阶径向注浆和下台阶径向预注浆注均采用分段式，首段注浆压力采用1MPa，第二段注浆压力采用1.5MPa～2MPa。3.如权利要求1所述的承压水地层隧道下台阶开挖前径向预注浆方法，其特征在于，上台阶径向注浆采用双液浆，下台阶采用纯水泥浆。4.如权利要求3所述的承压水地层隧道下台阶开挖前径向预注浆方法，其特征在于，纯水泥浆的水灰比采用2:1、1:1、0....

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文富，沙宗天，刘凯，陈通，廖乙宇，李强，吕德斌，彭唯泽，
申请(专利权)人：中铁二局第二工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51