注浆厚度确定、组合注浆及富水岩溶区隧道帷幕注浆方法技术

本发明专利技术公开了一种注浆厚度确定、组合注浆及富水岩溶区隧道帷幕注浆方法，注浆厚度确定方法，包括：确定注浆材料和注浆长度；在所述注浆材料和所述注浆长度已确定的基础上，构建不同注浆厚度对应的三维注浆加固模型，基于所述三维注浆加固模型得到不同注浆厚度下的掌子面涌水量，基于所述掌子面涌水量确定最佳注浆厚度。解决了现有技术中注浆模拟仅考虑了每延米的隧道涌水量问题，无法反应掌子面止水效果的技术问题。的技术问题。的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
注浆厚度确定、组合注浆及富水岩溶区隧道帷幕注浆方法


[0001]本专利技术涉及隧道在岩溶富水区的施工
，具体而言，涉及一种注浆厚度确定、组合注浆及富水岩溶区隧道帷幕注浆方法。

技术介绍

[0002]随着高速铁路的快速发展，岩溶地区正在修建越来越深的富水隧道。在这些隧道的施工过程中，涌水突泥、塌方以及溶洞等问题往往制约着工程的顺利进行和安全。相关研究表明，涌水突泥是岩溶隧道发生频次最高的灾害，达到了所统计隧道的74.5％。因此，如何有效地处理隧道的岩溶富水区域逐渐成为这类工程的关键问题。
[0003]帷幕注浆是隧道穿越岩溶富水区的主要措施之一，可有效地减少隧道涌水。数值模拟可以进行各种地质条件下涌水量分析，基于此，许多学者对于不同的岩溶隧道进行了注浆模拟分析。然而，这些注浆模型大多仅考虑了每延米的隧道涌水量问题。在超前帷幕注浆的过程中，注浆重点是解决掌子面前方围岩的突水突泥，因此这些模拟对于评价超前帷幕注浆掌子面的止水效果仍然存在一定的局限性。
[0004]确定好注浆厚度和注浆材料以后，应选择合适的注浆工艺，以解决解决成孔不良、浆液扩散困难等技术难题。目前，常用的注浆工艺包括前进式注浆、后退式注浆和水平袖阀管束注浆。以往的实际注浆案例大多集中在单一注浆工艺的选择与实践上。然而，当地质条件复杂、涌水量不确定时，单一的注浆工艺可能难以满足工程需求。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术提供了一种注浆厚度确定、组合注浆及富水岩溶区隧道帷幕注浆方法，以解决现有技术中注浆模拟仅考虑了每延米的隧道涌水量问题，无法反应掌子面止水效果以及单一或两种注浆工艺在实际钻孔注浆的过程中难以解决塌孔、涌水量大和浆液分布不均匀的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种注浆厚度确定方法，包括：
[0008]确定注浆材料和注浆长度；
[0009]在所述注浆材料和所述注浆长度已确定的基础上，构建不同注浆厚度对应的三维注浆加固模型，基于所述三维注浆加固模型得到不同注浆厚度下的掌子面涌水量，基于所述掌子面涌水量确定最佳注浆厚度。
[0010]在上述技术方案的基础上，对本专利技术做如下进一步说明：
[0011]作为本专利技术的进一步方案，所述确定注浆材料，包括：
[0012]注浆材料以硫铝酸盐水泥单液浆为主，普通单液浆和普通水泥
‑
水玻璃双液浆为辅。
[0013]作为本专利技术的进一步方案，所述确定注浆长度，包括：
[0014]通过隧道地震波预测仪器初步长距离地预报掌子面前方的破碎区范围；
[0015]再通过地质雷达法和瞬变电磁法短距离预报掌子面前方的富水区范围；
[0016]结合超前水平钻孔成像验证所述破碎区范围和所述富水区范围，确定掌子面前方需要注浆加固的范围。
[0017]作为本专利技术的进一步方案，所述在所述注浆材料和所述注浆长度已确定的基础上，构建不同注浆厚度对应的三维注浆加固模型，基于所述三维注浆加固模型得到不同注浆厚度下的掌子面涌水量，基于所述掌子面涌水量确定最佳注浆厚度，包括：
[0018]根据地勘报告、注浆材料进行选取三维注浆加固模型参数；
[0019]采用实体单元模拟围岩和注浆区，采用板单元模拟初期支护，将模型四周取一定高度的节点水头高度作为边界条件，将隧道掌子面的压力水头设置为0。
[0020]一种组合注浆方法，包括：
[0021]将前进式分段注浆、后退式分段注浆、水平袖阀管束分段注浆相结合；
[0022]对于涌水量较大以及成孔性好的地层，采用前进式分段注浆工艺；
[0023]当遇到孔内塌孔的淤泥质粉质黏土地层时，采用后退式分段注浆工艺；
[0024]对于注浆效果仍然不好的钻孔采用水平油阀管束分段注浆工艺进行补充注浆。
[0025]作为本专利技术的进一步方案，所述前进式分段注浆包括：
[0026]安装孔口管，再通过孔口管分段向孔底钻进，分段长度5～8m，开始注浆，钻孔一段，注浆一段，逐段推进，直至设计孔深。
[0027]作为本专利技术的进一步方案，所述后退式分段注浆包括：
[0028]由孔底向孔口分段施工注浆，采用钻机一次性钻孔到设计孔深，通过钻杆注浆，分段后退，分段长度一般为2～4m，直到注浆从孔底推到孔口加固位置。
[0029]作为本专利技术的进一步方案，所述水平袖阀管束分段注浆包括：
[0030]水平袖阀管采用无缝钢管制作，单孔可根据钻孔地质情况下入1～3根不同长度的水平袖阀管束，提升浆液分布均匀性。
[0031]一种富水岩溶区隧道帷幕注浆方法，包括:
[0032]确定注浆材料和注浆长度；
[0033]在所述注浆材料和所述注浆长度已确定的基础上，构建不同注浆厚度对应的三维注浆加固模型，基于所述三维注浆加固模型得到不同注浆厚度下的掌子面涌水量，基于所述掌子面涌水量确定最佳注浆厚度；
[0034]布置注浆工作面，修建止浆墙，防止注浆浆液从裂隙中流出；
[0035]止浆墙浇筑之前掌子面打系统锚杆并铺设钢筋网片，以便于混凝土能更好的覆盖在掌子面上；
[0036]将注浆顺序分批进行，钻一孔注一孔，在注浆之前采用了风水联合冲洗或用导管通入大流量水流,从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗；
[0037]将前进式分段注浆、后退式分段注浆、水平袖阀管束分段注浆相结合；对于涌水量较大以及成孔性好的地层，采用前进式分段注浆工艺；当遇到孔内塌孔的淤泥质粉质黏土地层时，采用后退式分段注浆工艺；对于注浆效果仍然不好的钻孔采用水平油阀管束分段注浆工艺进行补充注浆。
[0038]作为本专利技术的进一步方案，所述将前进式分段注浆、后退式分段注浆、水平袖阀管束分段注浆相结合；对于涌水量较大以及成孔性好的地层，采用前进式分段注浆工艺；当遇
到孔内塌孔的淤泥质粉质黏土地层时，采用后退式分段注浆工艺；对于注浆效果仍然不好的钻孔采用水平油阀管束分段注浆工艺进行补充注浆，包括：
[0039]所述前进式分段注浆包括：安装孔口管，再通过孔口管分段向孔底钻进，分段长度5～8m，开始注浆，钻孔一段，注浆一段，逐段推进，直至设计孔深；
[0040]所述后退式分段注浆包括：由孔底向孔口分段施工注浆，采用钻机一次性钻孔到设计孔深，通过钻杆注浆，分段后退，分段长度一般为2～4m，直到注浆从孔底推到孔口加固位置；
[0041]所述水平袖阀管束分段注浆包括：水平袖阀管采用无缝钢管制作，单孔可根据钻孔地质情况下入1～3根不同长度的水平袖阀管束，提升浆液分布均匀性。
[0042]本专利技术具有如下有益效果：
[0043]该注浆厚度确定方法，确定注浆材料和注浆长度；在所述注浆材料和所述注浆长度已确定的基础上，构建不同注浆厚度对应的三维注浆加固模型，基于所述三维注浆加固模型得到不同注浆厚度下的掌子面涌水量，基于所述掌子面涌水量确定最佳注浆厚度。解决了注浆模拟仅考虑了每延米的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种注浆厚度确定方法，其特征在于，包括：确定注浆材料和注浆长度；在所述注浆材料和所述注浆长度已确定的基础上，构建不同注浆厚度对应的三维注浆加固模型，基于所述三维注浆加固模型得到不同注浆厚度下的掌子面涌水量，基于所述掌子面涌水量确定最佳注浆厚度。2.根据权利要求1所述的注浆厚度确定方法，其特征在于，所述确定注浆材料，包括：注浆材料以硫铝酸盐水泥单液浆为主，普通单液浆和普通水泥
‑
水玻璃双液浆为辅。3.根据权利要求1所述的注浆厚度确定方法，其特征在于，所述确定注浆长度，包括：通过隧道地震波预测仪器初步长距离地预报掌子面前方的破碎区范围；再通过地质雷达法和瞬变电磁法短距离预报掌子面前方的富水区范围；结合超前水平钻孔成像验证所述破碎区范围和所述富水区范围，确定掌子面前方需要注浆加固的范围。4.根据权利要求1所述的注浆厚度确定方法，其特征在于，所述在所述注浆材料和所述注浆长度已确定的基础上，构建不同注浆厚度对应的三维注浆加固模型，基于所述三维注浆加固模型得到不同注浆厚度下的掌子面涌水量，基于所述掌子面涌水量确定最佳注浆厚度，包括：根据地勘报告、注浆材料进行选取三维注浆加固模型参数；采用实体单元模拟围岩和注浆区，采用板单元模拟初期支护，将模型四周取一定高度的节点水头高度作为边界条件，将隧道掌子面的压力水头设置为0。5.一种组合注浆方法，其特征在于，包括：将前进式分段注浆、后退式分段注浆、水平袖阀管束分段注浆相结合；对于涌水量较大以及成孔性好的地层，采用前进式分段注浆工艺；当遇到孔内塌孔的淤泥质粉质黏土地层时，采用后退式分段注浆工艺；对于注浆效果仍然不好的钻孔采用水平油阀管束分段注浆工艺进行补充注浆。6.根据权利要求5所述的组合注浆方法，其特征在于，所述前进式分段注浆包括：安装孔口管，再通过孔口管分段向孔底钻进，分段长度5～8m，开始注浆，钻孔一段，注浆一段，逐段推进，直至设计孔深。7.根据权利要求5所述的组合注浆方法，其特征在于，所述后退式分段注浆包括：由孔底向孔口分段施工注浆，采用钻机一次性钻孔到设计孔深，通过钻杆注浆，分段后退，分段...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱伟超，唐宇，刘敦文，王玮，王安泽，安康，
申请(专利权)人：中交路桥华北工程有限公司，
类型：发明
国别省市：