一种用于向斜富水带隧道的涌水突泥防治方法技术

本发明专利技术提出了一种用于向斜富水带隧道的涌水突泥防治方法，包括：制作导管；隧道爆破开挖之前在止水层设置范围内进行孔位放样；基于孔位进行钻孔，钻孔间距和方向按照导管设置参数设计；配制注浆材料；安装导管并注浆超前加固，在围岩开挖后的弹性变形区形成止水层。本发明专利技术的优点是，所述止水层可以针对向斜岩溶富水带隔水层厚度超过隧道最大开挖跨度的一半且小于隧道最大开挖跨度进行爆破开挖，进而高压水在爆破的作用下诱发的涌水突泥问题，有效地防止涌水突泥灾害的发生，且本发明专利技术通过三种导管孔位实现快速注浆形成止水层，提高了注浆效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于向斜富水带隧道的涌水突泥防治方法


[0001]本专利技术涉及隧道工程
，具体涉及一种用于向斜富水带隧道的涌水突泥防治方法。

技术介绍

[0002]随着交通的不断发展，公路工程以及铁路工程需要开挖更多的隧道，在隧道施工过程中需要面临的高压涌水突泥是一种常见的地质灾害，为了确保隧道施工的安全以及隧道的质量，需要一些对隧道施工过程中的涌水突泥现象进行防治的措施。
[0003]现有技术中，对于隧道涌水突泥的防治措施主要是通过注浆加固的方式，在隧道周围的围岩中形成止水层，止水层的效果与注浆材料、注浆工艺息息相关，现有的注浆工艺没有考虑到隧道爆破开挖引起的围岩塑性区域会贯穿断水层，当隧道拱顶围岩隔水层厚度小于隧道最大开挖跨度的一半时，爆破开挖引起的围岩塑性区域容易贯穿断水层，且现有的注浆工艺中的钻孔过程为了形成有效的止水层，通常会打上更深的注浆孔位，也容易贯穿隔水层，进而导致涌水突泥在止水层注浆过程中爆发，影响隧道工程的施工以及威胁施工人员的安全。
[0004]综上所述，急需一种用于向斜富水带隧道的涌水突泥防治方法以解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种用于向斜富水带隧道的涌水突泥防治方法，具体技术方案如下：
[0006]一种用于向斜富水带隧道的涌水突泥防治方法，包括：
[0007]制作导管：所述导管为空心管，其一端设有尖锥状封口，另外一端为注浆开口；导管的管壁四周设有若干呈梅花形设置的注浆孔，相邻的注浆孔之间的间距相等；r/>[0008]孔位放样：隧道爆破开挖之前在止水层设置范围内的岩面上进行孔位放样，设置匹配所述导管的第一排导管孔位与第二排导管孔位，第一排导管孔位和第二排导管孔位均包含多个导管孔位；相邻的导管孔位之间间距相等；
[0009]钻孔：基于所述第一排导管孔位与第二排导管孔位进行钻孔，钻孔方向与隧道开挖方向之间的夹角为锐角，所述第一排导管孔位与第二排导管孔位沿着隧道开挖方向依次排布，两排孔位的最深钻孔部位均位于隧道的同一径向平面内；
[0010]清孔以及装配导管：将导管安装到钻好的孔中并进行清孔，再用密封材料封堵导管与围岩之间的空隙，并且预留排气孔；
[0011]进行注浆加固：准备注浆材料，通过导管对围岩进行注浆形成止水层，注浆压力达到终压后结束注浆；
[0012]止水层加固封堵：沿着隧道径向开设第三排导管孔位，对第三排导管孔位进行钻孔注浆，封堵所述止水层与隧道开挖轮廓之间的通道。
[0013]优选的，所述导管采用直径为50mm且厚度为5mm的无缝空心钢管制作，所述尖锥状封口沿着钢管长度方向为5cm，注浆孔直径为6mm，相邻的注浆孔之间的间距为15cm。
[0014]优选的，相邻的导管孔位之间排距和环向距离为25cm。
[0015]优选的，两排孔位的最深钻孔部位距离隧道开挖轮廓的距离分别为隧道最大开挖跨度以及隧道最大开挖跨度的一半。
[0016]优选的，导管孔位距离隧道起拱线最少四分之一的隧道最大高度。
[0017]优选的，对孔位进行钻孔的过程中，钻孔深度至少超过设计深度30cm。
[0018]优选的，对孔位进行钻孔的过程中，钻孔顺序由第一排导管孔位向第二排导管孔位进行。
[0019]优选的，在水泥浆制作过程中，所述水灰比为0.4
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0.6，搅拌时间不少于3分钟。
[0020]优选的，所述密封材料为塑胶泥。
[0021]优选的，第三排导管孔位的最深钻孔部位与所述第一排导管孔位的最深钻孔部位重合。
[0022]应用本专利技术的技术方案，具有以下有益效果：
[0023]本专利技术中的第一排导管孔位、第二排导管孔位以及第三排导管孔位设计独特的放样孔位以及钻孔角度，通过导管注浆实现快速超前加固，形成止水层，所述止水层可以针对向斜岩溶富水带隔水层厚度超过隧道最大开挖跨度的一半且小于隧道最大开挖跨度进行爆破开挖，进而高压水在爆破的作用下诱发的涌水突泥问题，有效地防止涌水突泥灾害的发生。另外，本专利技术通过第一排导管孔位、第二排导管孔位以及第三排导管孔位实现快速注浆形成止水层，提高了注浆效率。
[0024]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0025]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0026]图1是止水层设置范围以及孔位放样的示意图；
[0027]图2是隧道开挖纵断面的示意图；
[0028]图3是导管的结构示意图。
[0029]其中，1
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第一排导管孔位，2
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第二排导管孔位，3
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第三排导管孔位，4
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止水层，5
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导管，5.1
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注浆孔，5.2
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钢筋管箍，A
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隧道开挖方向。
具体实施方式
[0030]向斜核部可熔岩与非可熔岩接触带形成的富水带水压高，但非可熔岩渗透系数小，自身可以防治涌水突泥事故的发生。在隧道开挖爆破过程中，因洞周围岩变形大，导致其塑性区扩展并贯穿非可熔岩连通水体后才会发生涌水突泥事故。
[0031]经现场围岩中位移监测数据分析表明，当隧道拱顶围岩隔水层厚度大于隧道最大开挖跨度时，爆破开挖引起的围岩塑性区不会贯穿隔水层，故不需要采取涌水突泥防治措施。当隧道拱顶围岩隔水层厚度小于隧道最大开挖跨度的一半时，爆破开挖引起的围岩塑
性区容易贯穿隔水层，且打设过深的锚杆也容易贯穿隔水层，故需采取全断面注浆加固的涌水突泥防治方法。
[0032]而当隧道拱顶围岩隔水层厚度超过隧道最大开挖跨度的一半且小于隧道最大开挖跨度时，爆破开挖引起的围岩塑性区扩展到隧道最大开挖跨度的一半左右，但由于向斜富水带的高水压作用在弹性区上，导致此部分围岩塑性区继续扩展，从而贯穿整个隔水层，故需在弹性区围岩上设置注浆止水层，用于防治涌水突泥，防止在隧道爆破开挖过程中导致的涌水突泥发生。为了解决上述问题，本专利技术提出的一种用于向斜富水带隧道的涌水突泥防治方法。以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0033]实施例1：
[0034]本实施例提出了一种用于向斜富水带隧道的涌水突泥防治方法，其过程包括：
[0035]制作导管5：如图1所示，所述导管5为空心管，其一端设有尖锥状封口，另外一端为注浆开口；导管5的管壁四周设有若干呈梅花形设置的注浆孔5.1，相邻的注浆孔5.1之间的间距相等。本实施例优选的所述导管5采用直径为50mm且厚度为5mm的无缝空心钢管制作，所述尖锥状封口沿着钢管长度方向为5cm，注浆孔5.1直径为6mm，相邻的注浆孔5.1之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于向斜富水带隧道的涌水突泥防治方法，其特征在于，包括：制作导管(5)：所述导管(5)为空心管，其一端设有尖锥状封口，另外一端为注浆开口；导管(5)的管壁四周设有若干呈梅花形设置的注浆孔(5.1)，相邻的注浆孔(5.1)之间的间距相等；孔位放样：隧道爆破开挖之前在止水层(4)设置范围内的岩面上进行孔位放样，设置匹配所述导管(5)的第一排导管孔位(1)与第二排导管孔位(2)，第一排导管孔位(1)和第二排导管孔位(2)均包含多个导管孔位；相邻的导管孔位之间间距相等；钻孔：基于所述第一排导管孔位(1)与第二排导管孔位(2)进行钻孔，钻孔方向与隧道开挖方向(A)之间的夹角为锐角，所述第一排导管孔位(1)与第二排导管孔位(2)沿着隧道开挖方向依次排布，两排孔位的最深钻孔部位均位于隧道的同一径向平面内；清孔以及装配导管(5)：将导管(5)安装到钻好的孔中并进行清孔，再用密封材料封堵导管(5)与围岩之间的空隙，并且预留排气孔；进行注浆加固：准备注浆材料，通过导管(5)对围岩进行注浆形成止水层(4)，注浆压力达到终压后结束注浆；止水层(4)加固封堵：沿着隧道径向开设第三排导管孔位(3)，对第三排导管孔位(3)进行钻孔注浆，封堵所述止水层(4)与隧道开挖轮廓之间的通道。2.根据权利要求1所述的涌水突泥防治方法，其特征在于，所述导...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳俊奇，袁泉，游冬，马白虎，方永桥，雷宗勇，罗亨俊，曾斌，李书琴，周旋，王国丰，杨林，廉旭招，陈名洋，徐小明，贺超楠，张乙，胡国刚，李围，田一兰，欧旭，王祥，杨承凤，陈杰，王朝伦，
申请(专利权)人：贵州省公路开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：