隧道断层破碎带排水施工方法技术

本申请涉及隧道断层破碎带排水施工方法，尤其隧道施工排水的领域，其包括以下步骤：步骤一、断层破碎带探测：探明断层破碎带位置和地下水情况；步骤二、超前排水加固：在断层破碎带上的隧道开挖轮廓线外环形钻设排水孔和注浆孔，形成排水孔层和注浆孔层，排水孔层设置在注浆孔层远离隧道开挖轮廓线一侧，并在掘进工作面上构筑止浆墙；之后通过排水孔排水，同时，向注浆孔中注入浆液，对隧道围岩进行加固，待注入的浆液固化后，停止排水，完成超前排水加固；步骤三：断层破碎带挖掘：对位于断层破碎带的隧道工段进行循环掘进开挖。本申请具有提升隧道断层破碎带施工过程中的安全性的效果。

【技术实现步骤摘要】
隧道断层破碎带排水施工方法
本申请涉及隧道施工排水的领域，尤其是涉及一种隧道断层破碎带排水施工方法。
技术介绍
目前，公路工程新建项目所处的区域大多位于山区，隧道建设成为了公路建设的重要工程项目之一。在隧道建设过程中，突水是经常遇到的工程地质灾害之一，具有“强突发、高应力、高水压”等特征，而断层破碎带是导致隧道突水突泥的主控因素之一，因此，隧道施工过程中对于断层破碎带的治理也成为了隧道顺利施工的关键。申请号为201110076630.3的中国专利技术申请中公开了一种隧道充水破碎围岩高压空气驱水注浆加固方法，采用如下步骤：a、探明充水破碎围岩范围及充水情况后对水平地质钻孔，接着插入耐压管件并封堵其四周；b、封闭掘进工作面形成止浆墙；c、向耐压管件内通高压空气将破碎围岩空隙内的充水置换排出；d、待空气压力维持平衡后，耐压管件内通水泥浆液充填空隙内充水置换成空气的破碎围岩。采用高压空气对破碎围岩空隙中的充水进行驱赶，将隧道周围的破碎围岩中的充水排离，再填充水泥浆液进行空隙加固。针对上述中的相关技术，专利技术人认为通入高压空气会导致破碎围岩内部承受压力增大，对破碎围岩区域产生较大扰动，增大了隧道断层破碎带施工过程中发生安全事故的可能性。
技术实现思路
为了提升隧道断层破碎带施工过程中的安全性，本申请提供一种隧道断层破碎带排水施工方法。本申请提供的隧道断层破碎带排水施工方法采用如下的技术方案：隧道断层破碎带排水施工方法，包括以下步骤：步骤一、断层破碎带探测：探明断层破碎带位置和地下水情况；步骤二、超前排水加固：在断层破碎带上的隧道开挖轮廓线外环形钻设排水孔和注浆孔，形成排水孔层和注浆孔层，排水孔层设置在注浆孔层远离隧道开挖轮廓线一侧，并在掘进工作面上构筑止浆墙；之后通过排水孔排水，同时，向注浆孔中注入浆液，对隧道围岩进行加固，待注入的浆液固化后，停止排水，完成超前排水加固；步骤三：断层破碎带挖掘：对位于断层破碎带的隧道工段进行循环掘进开挖。通过采用上述技术方案，首先对断层破碎带进行探测，以明确断层破碎带具体位置，对设计图纸上标定的断层破碎带位置进行校验，并且探明断层破碎带中的地下水分布情况，根据探测结果做出施工规划，提前调度需要的施工设备。根据施工规划进行隧道施工，待隧道掘进到断层破碎带位置后，在开挖前对断层破碎带进行超前排水加固；通过对隧道周围靠近隧道区域进行排水泄压，使得隧道周围破碎岩体内部压力下降，进而减少注浆时注浆压力对隧道周围破碎岩体的扰动，提升了对断层破碎带的加固效果，而且隧道周围破碎岩体水压下降有助于减缓破碎岩体中的水体流速，进而减少水体流动对注浆液的影响，进一步提升对断层破碎带的加固效果，使得后续隧道断层破碎带掘进施工时发生安全事故的可能性得以降低，有效提升了隧道断层破碎带施工过程中的安全性。之后的隧道开挖采用循环掘进的逐段开挖方式，有助于及时对隧道围岩的形变进行观测、处置，进一步提升了施工安全性。可选的，所述步骤二中排水孔排水时采用泵抽主动排水。通过采用上述技术方案，采用泵抽的主动排水方式，有助于进一步降低隧道周围破碎岩体内的水体施加到破碎岩体上的作用力，降低破碎岩体的承压，减小注浆过程对破碎岩体的扰动，进而增强加固效果，提升隧道断层破碎带施工过程中的安全性。可选的，所述步骤三循环掘进开挖过程中，挖掘所述步骤一中探测到的无水或贫水的断层破碎带区域时，掘进循环进尺控制在1.0m-1.5m之间；挖掘步骤一种探测到的富水的断层破碎带区域时，循环进尺控制在0.5m-1.0m之间。通过采用上述技术方案，根据探测到的地下水分布结果适应性设置施工方法，减小富水断层破碎带的循环进尺量，便于对挖掘之后断层破碎带的围岩形变以及可能发生的突水、突泥现象进行观测，及时应对，进一步降低发生安全事故的可能性，提升施工安全性。可选的，所述步骤三掘进过程中，当掘进面出现大面积渗水或发现掘进面出现裂隙发育情况后，在待挖掘岩体上钻设二次注浆孔、构筑止浆墙，进行二次注浆加固。通过采用上述技术方案，对有较大发生涌水、突水，甚至突泥事故可能的岩体进行二次注浆，一方面对岩体进行加固，另一方面将隧道周边渗涌水控制在正常限度内，进一步降低隧道断层破碎带施工过程中发生不安全是事故的可能性。可选的，所述步骤三中向所述二次注浆孔注浆前，通过二次注浆孔向破碎岩体内注入缓膨型遇水膨胀止水颗粒，对隧道周边渗涌水程度进行控制。通过采用上述技术方案，在注浆前向破碎岩体内注入缓膨型遇水膨胀止水颗粒，通过缓膨型遇水膨胀止水颗粒对破碎岩体中的渗水缝隙进行封堵，将隧道周边渗涌水程度控制在一定限度内，有助于降低隧道周边水体流动对二次注浆质量的影响，使得二次注浆获得较高质量，提升加固效果，进而提升施工安全性。而缓膨型遇水膨胀止水颗粒的缓膨作用使得其能够对隧道周边的较大区域的渗涌水程度进行控制，有助于提升二次注浆范围。可选的，所述缓膨型遇水膨胀止水颗粒注入前经过预浸泡，预浸泡终止指标为缓膨型遇水膨胀止水颗粒再浸泡不超过6-12h即可快速膨胀。通过采用上述技术方案，一方面有助于将二次注浆范围控制在合适区域内，另一方面有助于缩短二次注浆工期。可选的，所述步骤三中二次注浆加固后，随隧道掘进，向挖掘出的隧道壁上喷射混凝土进行封堵。通过采用上述技术方案，在隧道壁上喷射混凝土对隧道壁进行封闭，减少隧道内的渗涌水情况的发生，并对隧道围岩进行加固，有助于提升施工安全性。可选的，所述步骤三中分2-4层向隧道壁上喷射混凝土，每层喷射厚度不小于5cm，对于每层混凝土喷射完成后存在的断续漏水位置布设弹簧半圆排水管进行导水，并在弹簧半圆排水管表面喷射下层混凝土，形成导水封闭结构。通过采用上述技术方案，设计的弹簧半圆排水管，与喷射的混凝土配合，形成导水封闭结构，进一步降低隧道内发生渗水、涌水事故的可能。可选的，所述步骤一还包括：探明断层破碎带位置后，对断层破碎带进行超前钻探，确定隧道围岩实际情况。通过采用上述技术方案，采用超前钻探对断层破碎带的隧道围岩情况进行进一步确认，与探明的断层破碎带位置相印证，更加深入的掌握断层破碎带的具体情况，方便对应设计施工方案，明确施工重点工段。可选的，所述步骤一超前钻探后，对超前钻探产生的钻孔的出水量进行持续监测并记录。通过采用上述技术方案，对超前钻探产生的钻孔的出水量进行检测，明确隧道周围断层破碎带的水量丰富程度，通过持续监测，便于对施工时采用的施工措施产生的实际效果相印证，为后期的项目总结和以后的施工积累经验。综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.设计的超前排水加固步骤，通过对隧道周围靠近隧道区域进行排水泄压，使得隧道周围破碎岩体内部压力下降，进而减少注浆时注浆压力对隧道周围破碎岩体的扰动，提升了对断层破碎带的加固效果，而且隧道周围破碎岩体水压下降有助于减缓破碎岩体中的水体流速，进而减少水体流动对注浆液的影响，进一步提升对断层破碎带的加固效果，使得后续隧道断层破碎带本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.隧道断层破碎带排水施工方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤一、断层破碎带探测：探明断层破碎带位置和地下水情况；/n步骤二、超前排水加固：在断层破碎带上的隧道开挖轮廓线（1）外环形钻设排水孔（2）和注浆孔（3），形成排水孔层和注浆孔层，排水孔层设置在注浆孔层远离隧道开挖轮廓线（1）一侧，并在掘进工作面上构筑止浆墙；之后通过排水孔（2）排水，同时，向注浆孔（3）中注入浆液，对隧道围岩进行加固，待注入的浆液固化后，停止排水，完成超前排水加固；/n步骤三：断层破碎带挖掘：对位于断层破碎带的隧道工段进行循环掘进开挖。/n

【技术特征摘要】
1.隧道断层破碎带排水施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、断层破碎带探测：探明断层破碎带位置和地下水情况；
步骤二、超前排水加固：在断层破碎带上的隧道开挖轮廓线（1）外环形钻设排水孔（2）和注浆孔（3），形成排水孔层和注浆孔层，排水孔层设置在注浆孔层远离隧道开挖轮廓线（1）一侧，并在掘进工作面上构筑止浆墙；之后通过排水孔（2）排水，同时，向注浆孔（3）中注入浆液，对隧道围岩进行加固，待注入的浆液固化后，停止排水，完成超前排水加固；
步骤三：断层破碎带挖掘：对位于断层破碎带的隧道工段进行循环掘进开挖。


2.根据权利要求1所述的隧道断层破碎带排水施工方法，其特征在于：所述步骤二中排水孔排水时采用泵抽主动排水。


3.根据权利要求1所述的隧道断层破碎带排水施工方法，其特征在于：所述步骤三循环掘进开挖过程中，挖掘所述步骤一中探测到的无水或贫水的断层破碎带区域时，掘进循环进尺控制在1.0m-1.5m之间；挖掘步骤一种探测到的富水的断层破碎带区域时，循环进尺控制在0.5m-1.0m之间。


4.根据权利要求1或3所述的隧道断层破碎带排水施工方法，其特征在于：所述步骤三掘进过程中，当掘进面出现大面积渗水或发现掘进面出现裂隙发育情况后，在待挖掘岩体上钻设二次注浆孔、构筑止浆墙，进行二次注浆加固。

【专利技术属性】
技术研发人员：田锦科，郭义飞，杨国华，王硕，韩庆东，王蒙，李洪文，石西战，查宾，刘刚，汪同嘉，丁虎，
申请(专利权)人：中交二公局萌兴工程有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61