[發明專利]一種先堵后排法治理高埋深隧洞突涌水的方法

在審

• 申請號: 202210776775.2
• 申請日: 2022-07-04
• 公開（公告）號: CN115045688A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 胡秉凱;李宏偉;何偉;連凱;李宏娜;王家海;員凱杰;劉少森;王海龍;許建
• 申請（專利權）人: 中鐵十九局集團有限公司;中鐵十九局集團第一工程有限公司
• 主分類號: E21D11/38
• 分類號: E21D11/38;E21D11/10;E21D11/15;E21D20/00;E21F16/02
• 代理公司: 北京市東方至睿知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11485
• 代理人: 史惠莉

一種先堵后排法治理高埋深隧洞突涌水的方法涉及先堵后排法治理高埋深隧洞突涌水的方法。主要是為解決目前先排后堵方案施工造價高等問題而發明的。在掌子面前方和側幫均布設兩排灌漿孔，灌漿孔分為灌漿段和非灌漿段，非灌漿段鉆進到灌漿段頂部，在非灌漿段下入套管，套管全部下入后采用濃漿固定鑲鑄，灌漿段自上而下分段鉆孔灌漿。灌漿堵水施工結束14天后開始隧洞內抽排水施工。支洞采用潛水泵交替前移進行抽排，主洞采用離型泵通過固定泵站進行抽排水。洞內積水及滲涌水抽排到主洞掌子面完全出露時，對個別滲水點進行灌注水泥漿進行加強處理。優點是降低了洞內堵水施工難度及施工成本、縮短了隧洞內抽排水及堵水施工工期。

技術領域：

本發明涉及一種先堵后排法治理高埋深隧洞突涌水的方法。

背景技術：

伴隨著我國基建技術的高速發展，使得全國交通網路、水利工程等建設呈現迅猛的發展，出現了許多長距離高埋深富水反坡排水隧洞，在不良地質段施工有時會遇到突發大涌水，導致既有抽排系統遭到破壞，造成淹洞。此時，常規施工方案為“先排后堵”，即先組織抽排水施工，后進行隧洞內注漿堵水。

但當突涌水位置與溶洞水或其他巨大水源有聯系，動儲量特別大，水源補給豐富，用強力排水一時排不完或不可能排完時，采用“先排后堵”方案施工，不但工程造價高，而且工期也難以保證。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題是提供一種工程造價低，施工周期短，對周圍環境影響小的先堵后排法治理高埋深隧洞突涌水的方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

首先，采用地表深孔帷幕灌漿堵水施工進行突涌水治理，在施作過程中對鉆孔巖芯進行分析，及時調整設計孔位和孔深，并在裂隙發育及斷層帶附近適當加密堵水鉆孔，便于降低成本，縮短工期。其次，地表深孔帷幕灌漿堵水施工結束14天后開始隧洞內抽排水施工。最后，當隧洞內積水及滲涌水抽排到掌子面完全出露時，對個別滲水點進行灌注水泥漿進行加強處理。

具體方案為：

在地表深孔帷幕灌漿堵水施工時，先暫停隧洞內涌水的抽排，給地表堵水施工提供靜水環境。突涌水發生在爆破后出渣過程中，因掌子面地質情況及突涌水點位置不明確，布置鉆孔遵循盡可能一孔多用，使之既是地質、水文地質勘探孔，又是試驗孔、觀測孔，同時還可作為注漿堵水孔的原則，考慮地表深孔帷幕灌漿堵水施工的同時對圍巖進行加固補強，于是在掌子面起向前方延伸10米、側幫（隧洞輪廓線向四周）延伸10m范圍布灌漿孔，在掌子面前方和側幫均布設兩排灌漿孔，孔間距為3m，排距2.5m，距隧洞輪廓線不足5m處的鉆孔為懸掛孔，并在施作過程中通過對鉆孔巖芯芯樣進行分析，在裂隙發育及斷層帶附近應適當加密堵水鉆孔，以便切斷突水點補給來源，減少注漿堵水孔數。

為降低施工成本及縮短工期，灌漿孔分為灌漿段和非灌漿段，首先非灌漿段鉆孔施工時不分順序，根據現場實際條件將地表0.5m厚強風化巖石的硬質巖石進行挖除，露出堅硬巖石，然后自上而下一次性跟管鉆進到地表深孔帷幕灌漿的灌漿段頂部。其次對灌漿段采用自上而下分段鉆進、分段灌漿方法（灌漿段段長一般為5～10m，每個灌漿孔灌漿段大約分7～10段灌漿，其中懸掛孔分3～5段。上一段灌注、待凝固14小時后掃孔并鉆進下一段，成孔后灌漿，依次類推，自上而下直至完成整個灌漿段的灌漿）。

非灌漿段采用汽車鉆，開孔孔徑（非灌漿段的孔徑）采用φ91mm孔徑鉆進到灌漿段頂部，然后在非灌漿段下入φ89mm的套管，φ89mm套管孔口頂端高于堅硬巖石20～30cm，套管管口焊接與孔口封閉器同規格的法蘭盤，便于后續灌漿施工安裝孔口封閉器。φ89mm套管全部下入設計孔深后采用水灰比為0.5:1的濃漿固定鑲鑄，鑲鑄后非灌漿段全部被套管隔離，待鑲鑄套管凝固后開始灌漿段施工。