[发明专利]一种长大反坡隧道超高水压富水破碎带施工方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种隧道施工方法，尤其涉及一种长大反坡隧道超高水压富水破碎带施工方法。

【背景技术】

已知的，目前针对于长大反坡隧道超高水压富水破碎带施工，通常采用全断面帷幕注浆堵水加固和直接排水的方法，从隧道侧壁开挖泄水支洞分水降压后注浆堵水法等施工技术；而针对水压超过6.3Mpa的富水隧道施工存在的主要问题有：1、传统帷幕注浆将超高压地层裂隙进行封堵，将压力集中到围岩加固圈外，隧道结构将承受6.3Mpa以上压力，结构稳定性无法保障，而且在如此之高的水压力下直接进行堵水注浆施工尚属首次，无成功经验借鉴；2、直接排水法通过，隧道富水段处于反坡地段，排水距离长，隧道内排水能力有限，长时间进行水量放水，地层水量和水压并未有衰减迹象，而采取直接泄水的方式，隧道涌水量将大幅超过排水能力，极其容易将造成隧道淹井；3、从隧道侧壁开挖泄水支洞分水降压后注浆法，因水压高达6.3Mpa，开挖支洞泄水后注浆浆液从支洞流失严重，无法保证注浆的效果。

【发明内容】

为了克服上述技术的不足，本发明提供了一种长大反坡隧道超高水压富水破碎带施工方法，本发明采取超前注浆减少隧道涌水量，缓解隧道反坡排水压力，避免隧道淹井事故发生；然后钻孔适当排水，降低围岩背后水压，保证隧道结构及施工安全。

为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

一种长大反坡隧道超高水压富水破碎带施工方法，所述方法具体包括如下步骤：

第一步，确定止浆墙厚度及形式，施工中充分利用开挖预留岩盘，让二者共同抵御地层水压、最大注浆压力的作用，同时选择在上半断面布设注浆孔对全断面注浆加固的注浆方式进行注浆，止浆墙设置在满足大型钻机操作要求4m高的隧道上断面，Ⅱ～Ⅲ级围岩止浆墙厚度为3m，Ⅳ～Ⅴ级围岩止浆墙厚度为4m；

第二步，接上步骤注浆前先做好超前地质预报，采用超前钻孔探测掌子面前方地层情况，根据超前探孔探测的地质情况，对掌子面进行分区定位，将掌子面布孔范围划分为弱水区、基本区和强水区（弱水区水量Q≤10m3/h,基本区水量10<Q≤30 m3/h,强水区水量Q＞30 m3h）；然后根据分区涌水量及地质情况，确定注浆加固圈及钻孔间距；

第三步，接上步骤加固圈根据超前地质钻探探测的围岩破碎程度来确定，掌子面布设5圈注浆终孔，A圈注浆孔终孔在8m加固范围外加固圈，B圈注浆终孔在5m加固范围外加固圈，C圈注浆终孔在2m加固范围外加固圈，注浆终孔间距≤3.75mm，其中A圈注浆孔终孔根据钻孔涌水及地质情况进行优化选做（节理发育、破碎围岩），对于强水区根据实际情况适当调整注浆孔眼步距，补充增设孔眼加强注浆；基本区施工中根据实际情况，适当减少注浆孔数量；弱水区增大钻孔步距，减少钻孔量；每循环（含止浆墙，长30m）开挖时，根据注浆效果、围岩条件确定预留5～8m作为止浆岩盘；

第四步，接上步骤在掌子面上布设泄水孔，泄水孔施工避开注浆加固圈，开孔里程设置在掌子面后方5～10m范围，终孔位于加固圈范围外2m；

第五步，接上步骤对掌子面实施注浆，注浆时，采用注浆局域划分，对角泄水引导注浆方式，加大注浆、泄水孔空间距离；当泄水孔出现串浆时，若注浆压力低于普通水泥水玻璃双液浆（C-S浆)凝结强度时，采用C-S浆封堵串浆；注浆压力高于C-S浆凝结强度后，且串浆量超过注入量的50%时，通过关闭泄水孔进行顶水注浆；注浆结束后，立即打开泄水孔，如出现泄水孔被注浆封堵情况，立即重扫泄水孔，再进行下步注浆施工；

第六步，接上步骤注浆工序完成后，要进行钻孔排水降压，然后实施隧道开挖。

所述的一种长大反坡隧道超高水压富水破碎带施工方法，所述超前钻孔个数不小于6个。

所述的一种长大反坡隧道超高水压富水破碎带施工方法，所述止浆墙采用高性能的混凝土材料浇筑。

所述的一种长大反坡隧道超高水压富水破碎带施工方法，所述泄水孔分别在掌子面四角各设有一个，分别为右上泄水孔、右下泄水孔、左上泄水孔、左下泄水孔，泄水孔内设有泄水管，泄水管上设有阀门。

所述的一种长大反坡隧道超高水压富水破碎带施工方法，所述注浆局域划分左上部位注浆区域、左下部位注浆区域、右下部位注浆区域、右上部位注浆区域。

所述的一种长大反坡隧道超高水压富水破碎带施工方法，所述泄水孔单孔平均最大吸浆量为20 m³。

采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的优越性：