一种矿山法地下隧道止水帷幕及施工方法技术

一种矿山法地下隧道止水帷幕及施工方法，所述的施工方法包括：开挖并贯通位于地下水位的上层1、2号洞室施作初支结构；在贯通1、2号洞室两外侧底角向下注浆，形成伸入隔水地层一定深度的注浆体，作为两侧墙式止水帷幕；在距离掌子面前方一定距离，从上层洞室垂直于开挖方向施做一道横向的注浆体，并进入隔水地层一定深度，作为横向墙式止水帷幕，与两侧墙式止水帷幕闭合；抽排止水帷幕范围内地下水；开挖位于地下水中的3、4号洞室至横向止水帷幕前；重复“形成横向止水帷幕

【技术实现步骤摘要】
一种矿山法地下隧道止水帷幕及施工方法


[0001]本专利技术涉及地下隧道工程中可用于地下水止水处理的止水帷幕结构
，具体是提供一种矿山法地下隧道止水帷幕及施工方法；是一种可应用于矿山法地下隧道开挖的止水帷幕构造及施工方法。

技术介绍

[0002]目前，在采用矿山法进行的地下隧道施工过程中，特别是在土质地层条件下，出于开挖施工安全考虑，一般要求在无水状态下进行开挖作业。因此，当地下隧道断面进入地下水位时，必须先处理地下水。处理地下水目前有降水及止水两种主要方式。降水一般是通过设置降水井抽水，将隧道开挖范围局部地下水位降至开挖断面位以下。止水一般是通过在隧道开挖轮廓线之外形成一定厚度的止水帷幕，阻止地下水进入开挖范围，在止水帷幕的阻隔下进行开挖施工。降水对水资源较为浪费，且有引起地面沉降风险，在城市中常被限制使用。
[0003]既往的止水帷幕的形成方式一般有地下连续墙、咬合桩、旋喷桩以及全断面注浆等。地下连续墙、咬合桩、旋喷桩的常见施工机械高大，一般用于明挖施工，不适用于空间有限的矿山法地下隧道工程。近年来虽有经特殊设计的小型化机械实现了其在矿山法导洞中的使用，但一般需要在隧道断面以外增设导洞进行止水帷幕施工，不仅产生多余的开挖工程，加宽了开挖断面，会增加矿山法施工风险。全断面注浆是矿山法地下隧道工程中更常见的止水帷幕形式，通过对进入地下水的隧道断面进行全断面注浆，浆液将地下水挤出开挖区域，并提高土层的抗渗系数，在开挖轮廓线之外形成一定厚度的隔水层。全断面注浆形式的止水帷幕注浆工程量很大，且除了开挖轮廓线周圈为实际有效隔水层，其余内部的注浆体均为不具有止水目的的注浆，在开挖过程中均被挖除，造价较高且存在较大浪费。

技术实现思路

[0004]针对以上问题，提供一种矿山法地下隧道止水帷幕及施工方法，其目的在于解决矿山法地下隧道利用全断面注浆形式的止水帷幕注浆工程量很大，且除了开挖轮廓线周圈为实际有效隔水层，其余内部的注浆体均为不具有止水目的的注浆，在开挖过程中均被挖除，造价较高且存在较大浪费的技术问题。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]本专利技术一种矿山法地下隧道止水帷幕施工方法，其特征在于，所述的施工方法包括以下步骤：
[0007]步骤(一)，开挖并贯通位于地下水位的上层1号洞室301、2号洞室302，并同步施作其初支结构；
[0008]步骤(二)，上层1、2号洞室贯通后，在贯通洞室两外侧底角向下注浆，形成具有一定厚度、伸入隔水地层1一定深度的注浆体，作为两侧墙式止水帷幕 201；
[0009]步骤(三)，在距离掌子面前方一定距离，从上层洞室垂直于开挖方向以相同厚度
施做一道横向的注浆体，并进入隔水地层1一定深度，作为横向墙式止水帷幕202，与上一步两侧墙式止水帷幕201闭合；抽排止水帷幕范围内地下水；开挖位于地下水中的3号洞室401、4号洞室402至横向止水帷幕前；步骤(四)，重复步骤(三)中的“注浆形成横向止水帷幕
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抽排地下水
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开挖洞室”的施工循环，直至贯通位于地下水中的的3、4号洞室；分段拆除初期支护，铺设防水板，浇筑永久二衬结构。
[0010]所述的一种矿山法地下隧道止水帷幕施工方法，其中,所述的步骤 (一)，上层1号洞室、2号洞室位于地下水位上方，导洞的1号洞室301开挖时保留核心土，台阶法开挖时，上下台阶错开3
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5m，架立钢格栅，采用锁脚锚杆加固拱脚，挂网喷射初支混凝土，及时进行施工上层初期支护一、背后注浆；所述1号洞室贯通后，用同法开挖与其并排的上层导洞的2号洞室302 并施作上层初期支护二、背后注浆，至2号洞室贯通；1号洞室与2号洞室之间设置上层临时中隔墙32；上层导洞底部施作上层临时仰拱33。
[0011]所述的一种矿山法地下隧道止水帷幕施工方法，其中,上层初期支护一与上层初期支护二构成上层初期支护31。
[0012]所述的一种矿山法地下隧道止水帷幕施工方法，其特征在于,所述步骤 (三)，横向墙式止水帷幕202与两侧墙式止水帷幕201闭合，形成闭合竖向墙式止水帷幕2后，抽排闭合竖向墙式止水帷幕范围内地下水；在闭合竖向墙式止水帷幕2内，先开挖3号洞室401，保留核心土，台阶法开挖时上下台阶错开3
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5m，架立钢格栅，采用锁脚锚杆加固拱脚，挂网喷射初支混凝土，及时进行施工下层初期支护三、背后注浆；3号洞室超前5
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7m时，开挖与其并排的4号洞室402并施作下层初期支护四、背后注浆，至3号洞室、4号洞室开挖至横向止水帷幕202前；3号洞室与4号洞室之间设置下层临时中隔墙42。
[0013]所述的一种矿山法地下隧道止水帷幕施工方法，其中,所述步骤(四) 的“注浆形成横向止水帷幕
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抽排地下水
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开挖洞室”是多次重复步骤(三)的施工步骤。
[0014]所述的一种矿山法地下隧道止水帷幕施工方法，其中,所述步骤(四)，初支洞室贯通后，按5
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7m一段截断下层临时中隔壁底部，在下层临时仰拱上，施作隧道仰拱防水层、浇筑仰拱二衬，预留钢筋、防水板接头；按5
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7m一段截断拆除剩余上、下层临时中隔壁和上层临时仰拱，施作拱部、边墙防水层，浇筑二衬结构，封闭成环，及时进行二次衬砌背后注浆。
[0015]所述的一种矿山法地下隧道止水帷幕，其中，为闭合竖向墙式止水帷幕 2，包括闭合连接的两侧墙式止水帷幕201、横向墙式止水帷幕202；上层导洞区域为加固地层，上层导洞位于地下水位以上为拱形洞室，贯通所述上层导洞洞室两外侧底角向下设置所述两侧墙式止水帷幕201，底部进入隔水地层1一定深度，隔水地层1为地下水位以下自然存在的、渗流系数低的地层；从上层洞室垂直于开挖方向以相同厚度设置横向的并进入隔水地层1一定深度的横向墙式止水帷幕202，并与两侧墙式止水帷幕连接为一体构成所述闭合竖向墙式止水帷幕2。
[0016]所述的一种矿山法地下隧道止水帷幕，其中，所述两侧墙式止水帷幕 201、横向墙式止水帷幕202为注浆体。
[0017]所述的一种矿山法地下隧道止水帷幕，其中，所述横向墙式止水帷幕间隔设置多道。
[0018]所述的一种矿山法地下隧道止水帷幕，其中，在所述隧道止水帷幕内区域，在上层导洞3下设置下层导洞4；在上、下层导洞内施工隧道结构。
[0019]本专利技术对仅下部断面进入地下水的矿山法隧道，利用其未进入地下水的上部空间，通过注浆的方式，沿断面开挖侧壁轮廓线两侧一定范围，竖直向下注浆，直至使注浆体进入隔水层，在开挖断面两侧形成竖向墙式止水帷幕。通过横向、纵向止水帷幕阻隔，在开挖下层导洞的同时疏干洞内地下水，形成隧道断面。达成止水施工的同时，相比全段面注浆的方式减少了一部分不必要的注浆量。
[0020]本专利技术的效果
[0021]本专利技术利用其未进入地下水的上部空间，通过注浆的方式，沿断面开挖侧壁轮廓线两侧一定范围，竖直向下注浆，直至使注本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿山法地下隧道止水帷幕施工方法，其特征在于，所述的施工方法包括以下步骤：步骤(一)，开挖并贯通位于地下水位的上层1号洞室(301)、2号洞室(302)，并同步施作其初支结构；步骤(二)，上层1、2号洞室贯通后，在贯通洞室两外侧底角向下注浆，形成具有一定厚度、伸入隔水地层(1)一定深度的注浆体，作为两侧墙式止水帷幕(201)；步骤(三)，在距离掌子面前方一定距离，从上层洞室垂直于开挖方向以相同厚度施做一道横向的注浆体，并进入隔水地层(1)一定深度，作为横向墙式止水帷幕(202)，与上一步两侧墙式止水帷幕(201)闭合；抽排止水帷幕范围内地下水；开挖位于地下水中的3号洞室(401)、4号洞室(402)至横向止水帷幕前；步骤(四)，重复步骤(三)中的“注浆形成横向止水帷幕
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抽排地下水
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开挖洞室”的施工循环，直至贯通位于地下水中的的3、4号洞室；分段拆除初期支护，铺设防水板，浇筑永久二衬结构。2.如权利要求1所述的一种矿山法地下隧道止水帷幕施工方法，其特征在于,所述的步骤(一)，上层1号洞室、2号洞室位于地下水位上方，导洞的1号洞室(301)开挖时保留核心土，台阶法开挖时，上下台阶错开3
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5m，架立钢格栅，采用锁脚锚杆加固拱脚，挂网喷射初支混凝土，及时进行施工上层初期支护一、背后注浆；所述1号洞室贯通后，用同法开挖与其并排的上层导洞的2号洞室(302)并施作上层初期支护二、背后注浆，至2号洞室贯通；1号洞室与2号洞室之间设置上层临时中隔墙(32)；上层导洞底部施作上层临时仰拱(33)。3.如权利要求2所述的一种矿山法地下隧道止水帷幕施工方法，其特征在于,上层初期支护一与上层初期支护二构成上层初期支护(31)。4.如权利要求1所述的一种矿山法地下隧道止水帷幕施工方法，其特征在于,所述步骤(三)，横向墙式止水帷幕(202)与两侧墙式止水帷幕(201)闭合，形成闭合竖向墙式止水帷幕(2)后，抽排闭合竖向墙式止水帷幕范围内地下水；在闭合竖向墙式止水帷幕(2)内，先开挖3号洞室(401)，保留核心土，台阶法开挖时上下台阶错开3
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5m，架立钢格栅...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄怀宁，侯宇迪，惠丽萍，薛茹镜，李名淦，
申请(专利权)人：北京市市政工程设计研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：