一种用于岩溶隧道大规模涌水突泥的注浆和排水施工方法技术

本发明专利技术涉及地下及岩土工程技术领域，尤其是涉及一种用于岩溶隧道大规模涌水突泥的注浆和排水施工方法。本发明专利技术中的超前大管棚注浆加固，采用双排仰角注浆，注浆效果良好，加固范围广施工效率快成孔率高；掌子面开挖梯形导洞增加排水能力，导洞开挖方便排水效果好。本发明专利技术旨在极大的提升岩溶隧道大规模涌水段的注浆加固效率，显著提升围岩条件、提升堵水效果，以实现突水段的安全快速通过。

【技术实现步骤摘要】
一种用于岩溶隧道大规模涌水突泥的注浆和排水施工方法
本专利技术涉及地下及岩土工程
，尤其是涉及一种用于岩溶隧道大规模涌水突泥的注浆和排水施工方法。
技术介绍
随着我国交通强国战略的实施，愈来愈多的公路铁路向山区和地质条件复杂的地区延伸，其中岩溶地区地质条件就极为复杂。岩溶地区往往富水，水压大，溶洞及断层发育，当隧道经过岩溶地区时极易诱发涌水突泥灾害，同时隧道里的涌水突泥会改变地层有效应力导致地表塌陷和地下水污染。因此，岩溶隧道中如何快速安全的通过涌水突泥段具有工程实际意义。排水、注浆是隧道处理突泥涌水灾害最常见的方式，但岩溶隧道水压大、出水量多，涌水时多伴随大量泥沙涌出，隧道支护结构受力和变形增加，通常表现为隧道初支破坏，二衬开裂等问题。传统的排水注浆方法用于岩溶隧道中处理大规模涌水突泥时，会有成孔难度高、注浆效果差、加固范围小、通过速度慢等问题，如果存在水源补给时还容易复突。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于岩溶隧道大规模涌水突泥的注浆和排水施工方法，以解决现有技术中存在的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种用于岩溶隧道大规模涌水突泥的注浆和排水施工方法，其包括如下步骤：S1：在堆积体两侧打钢花排水，并向堆积体注浆，形成封堵；S2：在初期支护变现严重段施作临时支撑，并向隧道外打孔排水；S3：进行全断面超前帷幕注浆，固结松散围岩并将围岩内积水堵在隧道结构影响范围外；S4：进行超前大管棚注浆，固结初支背后松散围岩或溶腔裂隙内充填物；S5：在掌子面下开挖梯形导洞排水。作为一种进一步的技术方案，步骤S1包括：在堆积体两侧打钢花管将水集中引出，根据堆积体清理速度跟进打设，为防止后续堆积体发生滑塌推移现象，对堆积体进行循环注浆加固，堆积体固结采取分段超前注浆固结分段清除的渐进清淤方式，每循环注浆加固15m，清除10m，预留5m封堵段。作为一种进一步的技术方案，步骤S2包括：在径向注浆施作空间下作竖向临时支撑，逐步分段对侵限初支进行换拱处理，处理长度3-5m时施作仰拱封闭成环保证施工安全。作为一种进一步的技术方案，步骤S3包括：全断面帷幕注浆的注浆加固区的轮廓位于隧道开挖轮廓线外侧6m。作为一种进一步的技术方案，步骤S4包括：超前大管棚注浆固结，采用大角度Ф108*6mm洞身管棚注浆，管长25m、28m双排布置，采取径向注浆方式将围岩内积水堵在隧道结构影响范围以外。作为一种进一步的技术方案，步骤S5包括：在原初支下开挖倒梯形导洞，导坑高度2.0m，洞顶宽4.0m,洞底宽2.0m，两侧边墙采用10cm，厚C20喷射砼锚喷挂网防护。采用上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术中的超前大管棚注浆加固，采用双排仰角注浆，注浆效果良好，加固范围广施工效率快成孔率高；掌子面开挖梯形导洞增加排水能力，导洞开挖方便排水效果好。本专利技术旨在极大的提升岩溶隧道大规模涌水段的注浆加固效率，显著提升围岩条件、提升堵水效果，以实现突水段的安全快速通过。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的整体结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的超前注浆管棚布置剖视图；图3为本专利技术实施例提供的超前注浆管棚立面；图4为本专利技术实施例提供的钢筋笼构造图。图标：1-洞身管棚注浆；2-初支外轮廓；3-止浆墙；4-超前注浆管棚环向间距；5-二次衬砌；6-初期支护；7-外车丝扣；8-分节钢管；9-内车丝扣；10-连接钢管；11-主筋；12-固定环钢管；13-固定环。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。参见图1和图2，一种用于处理岩溶隧道特大涌水突泥的排水和注浆施工方法，包括如下步骤：S1、在堆积体两侧打钢花排水，并向堆积体注浆，形成封堵。在堆积体两侧打钢花管将水集中引出，根据堆积体清理速度跟进打设，为防止后续堆积体发生滑塌推移现象，对堆积体进行循环注浆加固，每循环注浆加固15m，清除10m，预留5m封堵段。具体的钢花管孔径Ф42mm，长度根据坡体堆积坡度确定为4.5m-6.0m/根，间距1.0m×1.0m梅花形布置，水灰比1:1，注浆压力0.5-1.0MPa。S2、在初期支护6变现严重段施作临时支撑，并向隧道外打孔排水。径向注浆施作空间下作竖向临时支护，支护材料为木垛，待初支稳定后再进行径向注浆，注浆时需保证初支背后充填密实不存在空腔，同时对初支侵限段进行换拱处理。具体的临时仰拱为用I20a型钢，间距60cm，φ22连接筋，间距1.5m,上下交错设置，喷射C25混凝土厚度25cm。S3、进行全断面超前帷幕注浆，固结松散围岩并将围岩内积水堵在隧道结构影响范围外。全断面帷幕注浆将隧道区水域封堵和隔离，实现局部区域水位控制，防止突涌水流沿初支向小里程流窜而影响后方结构的安全。具体的纵向加固段长单循环30m(含止浆墙3)，环向加固范围6m，注浆扩散半径2m，注浆压力4-6Mpa,采用前进式分段注浆和钻杆后退式注浆施工。S4、进行超前大管棚注浆，固结初支背后松散围岩或溶腔裂隙内充填物。超前大管棚注浆固结初支背后松散围岩或溶腔裂隙内充填物，将围岩内积水堵在隧道结构影响范围外。具体地，超前大管棚注浆固结，采用大角度Ф108*6mm洞身管棚注浆1，管长25m、28m双排布置，采取径向注浆方式将围岩内积水堵在隧道结构影响范围以外。全断面管棚注浆采用双层初支支护(初支外轮廓2如图1所示)，K15+070开始施作一环洞身管棚Ф108*6mm，长度30m，环向间距0.3m，管内采用φ22的钢筋笼加强刚度，注双液浆，注浆压力2.0-5.0MPa。管棚采用15-25°大角度施工，以增加施工安全性。具体地，结合图2所示，在超前注浆管棚布置剖视图中包括：二次衬砌5、初期支护6以及外围的超前注浆管棚，其中，超前注浆管棚环向间距4为40cm。再结合图3所示，在超前注浆管棚立面中，包括：分节钢管8和连接钢管10，其中，分节钢管8具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于岩溶隧道大规模涌水突泥的注浆和排水施工方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1：在堆积体两侧打钢花排水，并向堆积体注浆，形成封堵；/nS2：在初期支护变现严重段施作临时支撑，并向隧道外打孔排水；/nS3：进行全断面超前帷幕注浆，固结松散围岩并将围岩内积水堵在隧道结构影响范围外；/nS4：进行超前大管棚注浆，固结初支背后松散围岩或溶腔裂隙内充填物；/nS5：在掌子面下开挖梯形导洞排水。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于岩溶隧道大规模涌水突泥的注浆和排水施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：在堆积体两侧打钢花排水，并向堆积体注浆，形成封堵；
S2：在初期支护变现严重段施作临时支撑，并向隧道外打孔排水；
S3：进行全断面超前帷幕注浆，固结松散围岩并将围岩内积水堵在隧道结构影响范围外；
S4：进行超前大管棚注浆，固结初支背后松散围岩或溶腔裂隙内充填物；
S5：在掌子面下开挖梯形导洞排水。


2.根据权利要求1所述的用于岩溶隧道大规模涌水突泥的注浆和排水施工方法，其特征在于，步骤S1包括：在堆积体两侧打钢花管将水集中引出，根据堆积体清理速度跟进打设，为防止后续堆积体发生滑塌推移现象，对堆积体进行循环注浆加固，堆积体固结采取分段超前注浆固结分段清除的渐进清淤方式，每循环注浆加固15m，清除10m，预留5m封堵段。


3.根据权利要求1所述的用于岩溶隧道大规模涌水突泥的注浆和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德宏，张玉芳，张爱军，李健，万军利，马贤杰，李嘉明，
申请(专利权)人：中铁建云南交通建设管理有限公司，中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53