[發明專利]一種長大反坡隧道超高水壓富水破碎帶施工方法

有效

• 申請號: 201310230039.8
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN103334770A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 黃金光;高廣義;徐海庭;魏文杰;焦亮;孫國慶;金強國;鄧川;石曲
• 申請（專利權）人: 中鐵隧道集團有限公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21F16/02
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所 41112
• 代理人: 陸君

【技術領域】

本發明涉及一種隧道施工方法，尤其涉及一種長大反坡隧道超高水壓富水破碎帶施工方法。

【背景技術】

已知的，目前針對于長大反坡隧道超高水壓富水破碎帶施工，通常采用全斷面帷幕注漿堵水加固和直接排水的方法，從隧道側壁開挖泄水支洞分水降壓后注漿堵水法等施工技術；而針對水壓超過6.3Mpa的富水隧道施工存在的主要問題有：1、傳統帷幕注漿將超高壓地層裂隙進行封堵，將壓力集中到圍巖加固圈外，隧道結構將承受6.3Mpa以上壓力，結構穩定性無法保障，而且在如此之高的水壓力下直接進行堵水注漿施工尚屬首次，無成功經驗借鑒；2、直接排水法通過，隧道富水段處于反坡地段，排水距離長，隧道內排水能力有限，長時間進行水量放水，地層水量和水壓并未有衰減跡象，而采取直接泄水的方式，隧道涌水量將大幅超過排水能力，極其容易將造成隧道淹井；3、從隧道側壁開挖泄水支洞分水降壓后注漿法，因水壓高達6.3Mpa，開挖支洞泄水后注漿漿液從支洞流失嚴重，無法保證注漿的效果。

【發明內容】

為了克服上述技術的不足，本發明提供了一種長大反坡隧道超高水壓富水破碎帶施工方法，本發明采取超前注漿減少隧道涌水量，緩解隧道反坡排水壓力，避免隧道淹井事故發生；然后鉆孔適當排水，降低圍巖背后水壓，保證隧道結構及施工安全。

為實現如上所述的發明目的，本發明采用如下所述的技術方案：

一種長大反坡隧道超高水壓富水破碎帶施工方法，所述方法具體包括如下步驟：

第一步，確定止漿墻厚度及形式，施工中充分利用開挖預留巖盤，讓二者共同抵御地層水壓、最大注漿壓力的作用，同時選擇在上半斷面布設注漿孔對全斷面注漿加固的注漿方式進行注漿，止漿墻設置在滿足大型鉆機操作要求4m高的隧道上斷面，Ⅱ～Ⅲ級圍巖止漿墻厚度為3m，Ⅳ～Ⅴ級圍巖止漿墻厚度為4m；

第二步，接上步驟注漿前先做好超前地質預報，采用超前鉆孔探測掌子面前方地層情況，根據超前探孔探測的地質情況，對掌子面進行分區定位，將掌子面布孔范圍劃分為弱水區、基本區和強水區（弱水區水量Q≤10m3/h,基本區水量10<Q≤30?m3/h,強水區水量Q＞30?m3h）；然后根據分區涌水量及地質情況，確定注漿加固圈及鉆孔間距；

第三步，接上步驟加固圈根據超前地質鉆探探測的圍巖破碎程度來確定，掌子面布設5圈注漿終孔，A圈注漿孔終孔在8m加固范圍外加固圈，B圈注漿終孔在5m加固范圍外加固圈，C圈注漿終孔在2m加固范圍外加固圈，注漿終孔間距≤3.75mm，其中A圈注漿孔終孔根據鉆孔涌水及地質情況進行優化選做（節理發育、破碎圍巖），對于強水區根據實際情況適當調整注漿孔眼步距，補充增設孔眼加強注漿；基本區施工中根據實際情況，適當減少注漿孔數量；弱水區增大鉆孔步距，減少鉆孔量；每循環（含止漿墻，長30m）開挖時，根據注漿效果、圍巖條件確定預留5～8m作為止漿巖盤；

第四步，接上步驟在掌子面上布設泄水孔，泄水孔施工避開注漿加固圈，開孔里程設置在掌子面后方5～10m范圍，終孔位于加固圈范圍外2m；

第五步，接上步驟對掌子面實施注漿，注漿時，采用注漿局域劃分，對角泄水引導注漿方式，加大注漿、泄水孔空間距離；當泄水孔出現串漿時，若注漿壓力低于普通水泥水玻璃雙液漿（C-S漿)凝結強度時，采用C-S漿封堵串漿；注漿壓力高于C-S漿凝結強度后，且串漿量超過注入量的50%時，通過關閉泄水孔進行頂水注漿；注漿結束后，立即打開泄水孔，如出現泄水孔被注漿封堵情況，立即重掃泄水孔，再進行下步注漿施工；

第六步，接上步驟注漿工序完成后，要進行鉆孔排水降壓，然后實施隧道開挖。

所述的一種長大反坡隧道超高水壓富水破碎帶施工方法，所述超前鉆孔個數不小于6個。

所述的一種長大反坡隧道超高水壓富水破碎帶施工方法，所述止漿墻采用高性能的混凝土材料澆筑。

所述的一種長大反坡隧道超高水壓富水破碎帶施工方法，所述泄水孔分別在掌子面四角各設有一個，分別為右上泄水孔、右下泄水孔、左上泄水孔、左下泄水孔，泄水孔內設有泄水管，泄水管上設有閥門。

所述的一種長大反坡隧道超高水壓富水破碎帶施工方法，所述注漿局域劃分左上部位注漿區域、左下部位注漿區域、右下部位注漿區域、右上部位注漿區域。

所述的一種長大反坡隧道超高水壓富水破碎帶施工方法，所述泄水孔單孔平均最大吸漿量為20?m³。

采用如上所述的技術方案，本發明具有如下所述的優越性：