一种适用于高压富水岩溶隧道的超前帷幕注浆施工方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于高压富水岩溶隧道的超前帷幕注浆施工方法，包括步骤：超前地质预报、止浆墙两端施工、钻机钻孔、配置浆液、组合时注浆以及检测是否满足单孔注浆标准，若不满足时，对该注浆孔继续注浆，再次检测，直至满足要求；然后检测是否满足全段的注浆标准，若不满足，则补注浆，满足标准后，进行下阶段的超前帷幕注浆施工。其突水发生率低、施工工艺简单、工期较短、施工方案更加安全可靠。

A construction method of advanced curtain grouting for high pressure water rich karst tunnel

【技术实现步骤摘要】
一种适用于高压富水岩溶隧道的超前帷幕注浆施工方法
本专利技术涉及隧道施工方法
，尤其涉及一种适用于高压富水岩溶隧道的超前帷幕注浆施工方法。
技术介绍
我国岩溶地区分布非常广泛，近达340万平方公里，是全世界岩溶地区分布最广的国家。随着我国交通、水利水电等重大基础设施工程的高速建设，越来越多的工程设施逐渐往地下转移并修建在岩溶区域。目前在隧道工程方面，我国已成为世界上修建规模与难度最大的国家之一，在众多大长深隧道建设中均面临着开挖慢、支护难以及后期维护成本高等问题，而在岩溶发育地带尤甚，所以，岩溶突涌水地质灾害逐渐成为制约我国隧道建设规模和发展的瓶颈问题。岩溶是山区隧道建设中常见的地质灾害之一，通过对岩溶地区隧道岩溶灾害调查分析后认为，对未事先采取安全措施的岩溶隧道在开挖的过程中会遭受突发的破坏，对隧道的稳定性影响较大。高压富水岩溶隧道在施工时，遇到掌子面前方存在软岩、富水、充填型溶洞等不良地质时，直接进行开挖，易出现坍方、突水突泥等地质灾害，采取超前帷幕注浆是是保证隧道安全施工的关键性问题，目前的超前帷幕注浆施工存在注浆技术要求高、施工工艺复杂、工期较长、成本较大等问题。为了保证岩溶区隧道的安全性，降低工程造价，提高高压富水岩溶区隧道设计水平与施工技术，有必要提出一种快速、安全的超前帷幕注浆施工方法。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种适用于高压富水岩溶隧道的超前帷幕注浆施工方法，很好的解决了上述问题，其突水发生率低、施工工艺简单、工期较短、施工方案更加安全可靠。本专利技术的技术方案是一种适用于高压富水岩溶隧道的超前帷幕注浆施工方法，包括步骤：S1.进行超前地质预报：探明掌子面前方断层破碎带、地下水位置及岩溶发育情况；S2.确定孔口位置：测量放线，确定止浆轮廓线和开挖轮廓线，标注帷幕注浆孔钻孔位置，确定钻孔方向；S3.浇筑止浆墙：根据掌子面断面及出水情况确定混凝土止浆墙墙长，分两段施工，对掌子面出水点进行引流工作，清底，浇筑止浆墙；S4.分段钻孔并埋设孔口管：钻孔顺序先外圈后内圈，同一圈孔间隔施工，分段钻孔，钻孔至要求深度，埋设带闸阀的孔口管，钻孔至设计深度，埋设注浆管与止浆塞；S5.制浆并进行压水试验：选定注浆浆液，根据选定浆液的配比参数拌好浆液，经筛过滤，再进行二次搅拌，注浆前进行压水试验，修正注浆参数；S6.注浆并检查注浆效果：注浆顺序为先注外圈孔、底部孔，封闭后再注中间孔，自下而上注浆，每环钻孔间隔注浆，注浆采取前进式分段注浆和后退式分段注浆相结合的方式；S7.整体注浆并进行效果检查：开挖轮廓线范围内打设检查孔，检查注浆效果，不合格时补孔注浆，直至注浆达到效果；S8.超前帷幕注浆完成。本专利技术的适用于高压富水岩溶隧道的超前帷幕注浆施工方法，首先采用开挖面地质素描、TSP203地震反射法、地质雷达、红外探水和超前长距离钻探等方法进行综合超前地质预测预报，基本探明掌子面前方断层破碎带、地下水位置及岩溶发育情况。然后测量放线，确定止浆轮廓线和开挖轮廓线，标注帷幕注浆孔钻孔位置，帷幕注浆孔以隧道中轴为中心呈圆环布置，充分考虑到隧道四周加固圈及注浆扩散半径的对称性，隧道上半断面进行开孔布置，辐射至隧道全断面加固圈的方式进行。进一步的，步骤S3中，所述止浆墙分两段施工，第一段止浆墙起引水归槽作用，第二段止浆墙起到封闭形成止浆墙作用；止浆墙采用锚杆与岩面连接为一体，设置排水管。采用以堵为主、限量排放的做法，既可避免地下水位急剧变化引发的次生灾害，也可避免水压过大，导致注浆效果差出现注浆盲区。止浆墙采用C20混凝土，厚度按经验取值，其较隧道开挖轮廓线扩大50cm，并采用若干径向锚杆与掌子面岩体连接，嵌入断面内部，防止注浆时止浆墙滑移。止浆墙在浇筑混凝土前，预埋孔口管、排水管，孔口管露出止浆墙外0.5m，孔口管位置要求根据预先确定的坐标准确放样并固定，防止浇筑混凝土时位置变动，影响注浆质量。排水管包括引水管和泄水管，引水管从隧道内壁出水点向下倾斜置于止浆墙内，泄水管位于引水管的下方、并向下倾斜置于止浆墙内。止浆墙内进一步预埋“U”形槽，“U”形槽位于出水点的下方，引水管从隧道内壁出水点向下倾斜置于止浆墙内，且引水管从“U”形槽穿出。此外，所述止浆墙内进一步预埋有泄水管，泄水管向下倾斜置于止浆墙内。进一步的，高压富水岩溶隧道的超前帷幕注浆施工方法，钻孔按先外圈，后内圈的顺序进行。内圈钻孔可参照外圈钻孔的顺序，后序孔可检查前序孔的注浆效果。进一步的，在步骤S5中，注浆浆液采用水泥水玻璃双液浆和纯水泥浆液混合。上述注浆浆液的选用，降低了注浆成本。固结孔口管和封孔注浆时选用水泥水玻璃双液浆，开挖轮廓线以内采用纯水泥浆液，根据选定浆液的配比参数拌好浆液，其中水泥浆拌好后用网筛过滤，放入搅拌机进行二次搅拌。进一步的，步骤S6中，注浆采取前进式分段注浆和后退式分段注浆相结合的方式，外圈各孔采取前进式分段注浆，内圈各孔采取后退式分段注浆。在岩体较松散破碎区，前进式分段注浆和后退式分段注浆相结合的方式，既能达到注浆均匀、密实，加固软弱围岩的作用，同时止水效果也十分显著，大大降低了突发性大涌水发生的可能性。后退式分段注浆时，直接钻孔至设计深度，从里向外分段注浆后退一个分段长度进行第二分段注浆，如此往复，直到将整个注浆段完成。前进式分段注浆时，采取钻一段注一段，再清孔钻一段、再注一段的钻、注交替方式进行钻孔注浆施工。注浆前进行压水试验，修正注浆参数。进一步的，注浆完成后，应根据每孔的钻孔及注浆记录进行认真检查分析。每循环设不小于3孔取芯检查孔，检查孔若发现注浆效果未达要求，应进行补注浆。当注浆完成后，结合超前管幕加固措施，实施开挖，根据围岩特性选择台阶法或双侧壁导坑法开挖施工，开挖到预留段落作为下阶段超前注浆层的预留止浆岩盘，并开始下阶段超前帷幕注浆施工。本专利技术的有益效果是：本专利技术严格控制了超前帷幕注浆的单孔结束标准和全段结束标准，避免注浆效果不达标，采用本专利技术的方法，在保证施工质量的前提下，提高了施工效率；其突水发生率低、施工工艺简单、工期较短、施工方案更加安全可靠。附图说明图1为本专利技术方法的流程图；图2为止浆墙的结构示意图，(a)为正面示意图，(b)为侧面示意图；图3为注浆纵断面结构示意图；图4为图3中A-A处的剖面结构示意图；图5为图3中B-B处的剖面结构示意图；图6为图3中C-C处的剖面结构示意图；图7为图3中D-D处的剖面结构示意图；图8为止浆墙两段式施工示意图；图9为前进式注浆方式示意图；图10为后退式注浆方式示意图。图中，1-隧道开挖轮廓线，2-止浆轮廓线，3-注浆孔，4-第一段止浆墙，5-第二段止浆墙，6-引水管，7-泄水管，8-“U”形槽。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，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于高压富水岩溶隧道的超前帷幕注浆施工方法，其特征在于，包括步骤：/nS1.进行超前地质预报：探明掌子面前方断层破碎带、地下水位置及岩溶发育情况；/nS2.确定孔口位置：测量放线，确定止浆轮廓线和开挖轮廓线，标注帷幕注浆孔钻孔位置，确定钻孔方向；/nS3.浇筑止浆墙：根据掌子面断面及出水情况确定混凝土止浆墙墙长，分两段施工，对掌子面出水点进行引流工作，清底，浇筑止浆墙；/nS4.分段钻孔并埋设孔口管：钻孔顺序先外圈后内圈，同一圈孔间隔施工，分段钻孔，钻孔至要求深度，埋设带闸阀的孔口管，钻孔至设计深度，埋设注浆管与止浆塞；/nS5.制浆并进行压水试验：选定注浆浆液，根据选定浆液的配比参数拌好浆液，经筛过滤，再进行二次搅拌，注浆前进行压水试验，修正注浆参数；/nS6.注浆并检查注浆效果：注浆顺序为先注外圈孔、底部孔，封闭后再注中间孔，自下而上注浆，每环钻孔间隔注浆，注浆采取前进式分段注浆和后退式分段注浆相结合的方式；/nS7.整体注浆并进行效果检查：开挖轮廓线范围内打设检查孔，检查注浆效果，不合格时补孔注浆，直至注浆达到效果；/nS8.超前帷幕注浆完成。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于高压富水岩溶隧道的超前帷幕注浆施工方法，其特征在于，包括步骤：
S1.进行超前地质预报：探明掌子面前方断层破碎带、地下水位置及岩溶发育情况；
S2.确定孔口位置：测量放线，确定止浆轮廓线和开挖轮廓线，标注帷幕注浆孔钻孔位置，确定钻孔方向；
S3.浇筑止浆墙：根据掌子面断面及出水情况确定混凝土止浆墙墙长，分两段施工，对掌子面出水点进行引流工作，清底，浇筑止浆墙；
S4.分段钻孔并埋设孔口管：钻孔顺序先外圈后内圈，同一圈孔间隔施工，分段钻孔，钻孔至要求深度，埋设带闸阀的孔口管，钻孔至设计深度，埋设注浆管与止浆塞；
S5.制浆并进行压水试验：选定注浆浆液，根据选定浆液的配比参数拌好浆液，经筛过滤，再进行二次搅拌，注浆前进行压水试验，修正注浆参数；
S6.注浆并检查注浆效果：注浆顺序为先注外圈孔、底部孔，封闭后再注中间孔，自下而上注浆，每环钻孔间隔注浆，注浆采取前进式分段注浆和后退式分段注浆相结合的方式；
S7.整体注浆并进行效果检查：开挖轮廓线范围内打设检查孔，检查注浆效果，不合格时补孔注浆，直至注浆达到效果；
S8.超前帷幕注浆完成。


2.根据权利要求1所述的适用于高压富水岩溶隧道的超前帷幕注浆施工方法，其特征在于：步骤S2中，所述帷幕注浆孔以隧道中轴为中心呈圆环布置，隧道四周加固圈及注浆扩散半径对称设置，隧道上半断面进行开孔布置，辐射至隧道全断面加固圈。


3.根据权利要求1所述的适用于高压富水岩溶隧道的超前帷幕注浆施工方法，其特征在于：步骤S3中，所述止浆墙分两段施工，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张桥，王明慧，
申请(专利权)人：渝黔铁路有限责任公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50