【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种轨道交通领域，涉及一种应对隧道围岩突涌水的施工方法及其结构装置。
技术介绍
1、轨道交通领域中，城市或山区隧道建设中经常会遭遇软弱围岩、溶洞等富含水流地段，因此经常发生隧道内围岩突涌水事故。隧道区间存在透水沙层、或软弱围岩是事故发生的重要诱因，如何治理隧道区间存在透水砂层、如何应对隧道突发透水涌水，杜绝人员伤亡，减少损失是目前隧道建设中迫切需要解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是设计一种应对隧道围岩突涌水的施工方法及其结构装置，用于预防应对经常发生的隧道内透水沙层或软弱围岩突发透水涌水的问题。
2、为此,本专利技术一种应对隧道围岩突涌水的施工方法,包括如下步骤：
3、(1)勘探计划施工隧道壁外侧7～10m内地下围岩及地质状况，根据勘探结果和施工计划线路绘制隧道施工设计图纸，在设计图纸上标出隧道施工经过的含富水地下围岩及含富水地质段。
4、(2)对隧道施工经过的含富水地下围岩及含富水地质段的前期施工，包括普通地质段的前期施工和复杂地质段的前期施工。
5、普通地质段的前期施工：普通地质段为含富水地下围岩及含富水地质段为计划施工隧道顶面距地面为10～15m且地面为硬质无障碍地面，包括步骤是：
6、(a)在计划施工隧道上端的地面上，根据勘探和设计图纸标出计划隧道两侧和上端的范围周边线，在标出的计划隧道两侧的范围周边线向外延1.2～1.5m标出注浆加固区域外侧线，在标出的两注浆加固区域外侧线之间，依计
7、(b)依钻孔施工图，在注浆加固区域外侧线区域内，采用地质钻机进行并排钻孔，孔径12～15cm，并排相领的两钻孔中心相距80～100cm，各钻孔下端位于计划隧道两侧及顶端的范围周边线向外延1.2～1.5m的地下区域内中部上, 得注浆孔。
8、(c)用注浆孔通过注浆管对地下区域内采用高压注浆或旋喷注浆，形成的注浆液对计划隧道两侧及顶端的范围周边线向外延1.2～1.5m的地下区域内进行封闭式加固，形成封闭止水帷幕层，加固形成封闭止水帷幕层施工段长度为隧道施工经过的含富水地下围岩及含富水地质段长度及两端外延30～40m，加固形成封闭止水帷幕层完成后，开始进行该段地下的计划隧道施工。
9、复杂地质段的前期施工：在其它地质段，包括步骤是：
10、(a)在距进入计划富水地下围岩及含富水地质段30～40m的地下隧道施工掌子面处，沿着隧道开挖轮廓线向前斜向打入呈间隔距离分布的众多个钻孔，各钻孔内置入注浆管，各注浆管前端口位于计划隧道前方两侧及顶端的范围周边线向外延1.2～1.5m的前端地下区域内上部上，长度距隧道施工掌子面处10～12m。
11、(b)在该层各注浆管的后端连接浆液注浆机，用浆液注浆机对计划隧道前方两侧及顶端的范围周边线向外延1.2～1.5m的前端地下区域内上部和两侧边上注入水泥浆液，形成注浆封闭式加固区域，抽缩该层各注浆管至该刚注浆有效范围控制区域外侧，再次注入水泥浆液。
12、(c) 重复逐步抽缩该层各注浆管，再次相接注入水泥浆液的方式，配合新打入逐步扩大仰角的各注浆管注入水泥浆液，在对计划隧道前方两侧及顶端的范围周边线向外1.2～1.5m的地下区域内进行封闭式加固，形成距隧道施工掌子面向前10～12m的且对计划隧道前方两侧及顶端的范围周边线向外延1.2～1.5m封闭止水帷幕层，加固形成封闭止水帷幕层完成后，开始进行该段地下的计划隧道施工，该段隧道施工长度5～7m。
13、(d) 重复加固形成封闭止水帷幕层施工至隧道施工掌子面通过含富水地下围岩及含富水地质段长度向外延30～40m。
14、(3)对隧道施工中隧道围岩突涌水的应对，包括步骤是：
15、(a)制备止水封闭器，预备好注浆机、气压机、注浆封闭材料。
16、(b)隧道围岩突涌水时，以止水封闭器出口端为前端在涌水道口处塞入止水封闭器，位于限位板后端钢管上的各卡爪杆在弹簧片的作用下，呈伞状由后向前打开，限位板限位各卡爪杆打开角度小于90°，各卡爪杆外端顶持在涌水道内壁上且与钢管为中心形成支撑伞状拦网。
17、(c)利用气压机通过位于钢管进口端上的气管快接阀口、单向阀对与限位板后端钢管上的充气囊内注入空气，使充气囊膨胀，膨胀的充气囊挤压封闭支撑伞状拦网前端的涌水道内空间，将涌水道内水止住，关闭气压机，单向阀对充气囊封闭。
18、(d)利用注浆机通过位于钢管进口端上的注浆快接阀口及钢管内的注浆通道对充气囊前端涌水道内注入注浆封闭材料，形成位于充气囊后端1～1.5m厚的注浆封闭涌水填充区。
19、(e)待封闭涌水填充区的浆液达到设定强度后，在充气囊膨胀后端的涌水道内置入交叉钢筋网，采用旋喷方式用水泥砂浆封闭充气囊膨胀后端的涌水道。
20、(f)待封闭充气囊膨胀后端的水泥砂浆达到设定强度后，放空充气囊内空气，对原充气囊占位涌水道空间注入注浆封闭材料，完成涌水道封堵。
21、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述封闭止水帷幕层的加固范围外边界为计划隧道两侧及顶端的范围周边线向外延1.2～1.5m的地下区域内，注浆液体采用早强硫铝酸盐水泥单浆液，浆液配比0.7～1:1，注浆压力1～1.5mpa，注浆流量30-40l/min，注浆顺序按由外向内，自下而上。
22、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述普通地质段的前期施工中封闭止水帷幕层的加固注浆，采用注浆管有序抽缩或提升方式自下而上分层分段相接注浆，抽缩或提升距离为该层各注浆管至该刚注浆有效范围控制区域外侧且采用间隔跳跃式注浆。
23、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述沿着隧道开挖轮廓线向前斜向打入呈间隔距离分布的众多个钻孔，各钻孔内置入注浆管，置入的各注浆管中长5m～12m的注浆管的上仰角为6～11°，长5m以下注浆管的上仰角为15～30°。
24、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述各注浆管的注浆液，扩散半径不小于1.0m，并且相邻扩散的注浆液扩散的范围相互咬合不小于15cm。
25、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述的止水封闭器包括一根若干米长的钢管，钢管内纵向由隔板分割形成注气管和注浆管，钢管的中前部外壁上与圆形限位板中部通孔固定为一体，靠近钢管进口端的圆形限位板面内侧或钢管外周壁上呈间隔距离设有若干个连接座，各卡爪杆的一端通过轴杆轴接在各连接座上，靠近轴接端的各卡爪杆下端与钢管外周壁上设有弹簧片，靠近钢管出口端的圆形限位板面外侧的钢管外周壁上设有充气囊，封闭在充气囊内钢管外周壁上设有与注气管出口端相通的注气孔，位于钢管进口端的注气管进气端设有单向气阀和快接气阀口，钢管出口端穿过充气囊位于充气囊外端前部且其上设有单向阀。
26、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述的位于限位板后端钢管上的各卡爪杆在弹簧片的作用下，呈伞状由后向前打开，限位板本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应对隧道围岩突涌水的施工方法,其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述封闭止水帷幕层的加固范围外边界为计划隧道两侧及顶端的范围周边线向外延1.2～1.5m的地下区域内，注浆液体采用早强硫铝酸盐水泥单浆液，浆液配比0.7～1:1，注浆压力1～1.5Mpa，注浆流量30-40L/min，注浆顺序按由外向内，自下而上。
3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述普通地质段的前期施工中封闭止水帷幕层的加固注浆，采用注浆管有序抽缩或提升方式自下而上分层分段相接注浆，抽缩或提升距离为该层各注浆管至该刚注浆有效范围控制区域外侧且采用间隔跳跃式注浆。
4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述沿着隧道开挖轮廓线向前斜向打入呈间隔距离分布的众多个钻孔，各钻孔内置入注浆管，置入的各注浆管中长5m～12m的注浆管的上仰角为6～11°，长5m以下注浆管的上仰角为15～30°。
5.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述各注浆管的注浆液，扩散半径不小于1 .0m，并且相邻扩散的注浆液扩散的
6.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述的止水封闭器包括一根若干米长的钢管，钢管内纵向由隔板分割形成注气管和注浆管，钢管的中前部外壁上与圆形限位板中部通孔固定为一体，靠近钢管进口端的圆形限位板面内侧或钢管外周壁上呈间隔距离设有若干个连接座，各卡爪杆的一端通过轴杆轴接在各连接座上，靠近轴接端的各卡爪杆下端与钢管外周壁上设有弹簧片，靠近钢管出口端的圆形限位板面外侧的钢管外周壁上设有充气囊，封闭在充气囊内钢管外周壁上设有与注气管出口端相通的注气孔，位于钢管进口端的注气管进气端设有单向气阀和快接气阀口，钢管出口端穿过充气囊位于充气囊外端前部且其上设有单向阀。
7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于：所述的位于限位板后端钢管上的各卡爪杆在弹簧片的作用下，呈伞状由后向前打开，限位板限位各卡爪杆打开角度小于90°，各卡爪杆外端顶持在涌水道内壁上且与钢管为中心形成支撑伞状拦网。
8.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于：所述的位于钢管进口端的注浆管口端设有快接阀口。
9.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述的步骤(3)的采用喷浆或旋喷方式用水泥砂浆封闭充气囊膨胀后端的涌水道是喷浆或旋喷水泥砂浆时由内下至内侧、内上顺序依次进行，且由内向外以第一层、第二层、第三层、第四层顺序注浆，待涌水道完全封闭注浆完成。
10.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述的步骤(3)中放空充气囊内空气，对原充气囊占位涌水道空间注入注浆封闭材料是在用水泥砂浆封闭充气囊膨胀后端的涌水道前通预设与充气囊占位涌水道空间内相通的注浆管进行注入注浆封闭材料。
...【技术特征摘要】
1.一种应对隧道围岩突涌水的施工方法,其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述封闭止水帷幕层的加固范围外边界为计划隧道两侧及顶端的范围周边线向外延1.2～1.5m的地下区域内，注浆液体采用早强硫铝酸盐水泥单浆液，浆液配比0.7～1:1，注浆压力1～1.5mpa，注浆流量30-40l/min，注浆顺序按由外向内，自下而上。
3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述普通地质段的前期施工中封闭止水帷幕层的加固注浆，采用注浆管有序抽缩或提升方式自下而上分层分段相接注浆，抽缩或提升距离为该层各注浆管至该刚注浆有效范围控制区域外侧且采用间隔跳跃式注浆。
4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述沿着隧道开挖轮廓线向前斜向打入呈间隔距离分布的众多个钻孔，各钻孔内置入注浆管，置入的各注浆管中长5m～12m的注浆管的上仰角为6～11°，长5m以下注浆管的上仰角为15～30°。
5.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述各注浆管的注浆液，扩散半径不小于1 .0m，并且相邻扩散的注浆液扩散的范围相互咬合不小于15cm。
6.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述的止水封闭器包括一根若干米长的钢管，钢管内纵向由隔板分割形成注气管和注浆管，钢管的中前部外壁上与圆形限位板中部通孔固定为一体，靠近钢管进口端...
【专利技术属性】
技术研发人员：张振超，陈俐光，白宇，王燕妮，杨春雷，胡欣，沈程鹏，李晶，褚金辉，张学伟，
申请(专利权)人：中国建筑一局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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