水底隧洞遇斷層帶超前預注漿施工方法與流程

本發明涉及一種水底隧洞遇斷層帶超前預注漿施工方法。適用于公路、鐵路、水利、水電等各行業隧道工程。

背景技術：

縱觀國內外水底隧道的建設史，在施工過程中都有不同程度地涌水、突泥現象的發生。由于水源補給的無限性，水底隧道施工過程中一旦發生突涌水，很難將水控制住，帶來的危害和損失較大，甚至導致災難性事故的發生。為了安全快速的完成水底隧道施工，需要對水底隧道中隨機發育的出水構造進行超前預注漿，以便達到止水堵漏、加固圍巖的目的。

實施超前預注漿需首先探明掌子面前方地質條件，一般情況下，地質調查法、物探等手段較為常用。掌子面前方地質條件探明后，即可根據地質條件實施有針對性的超前預注漿灌漿，超前預注漿灌漿一般采用鉆孔及灌漿平行作業的方式。

上述常規做法存在的問題是：1、地質調查法屬于宏觀判別方法，準確性較低；物探成果僅能大致判斷不良地質體的位置、規模，解譯的成果存在多解性。2、超前預注漿參數不合理，未能根據實際地質條件進行有針對性的灌漿，導致工期、費用的大幅增加。3、超前預注漿鉆孔過程中如揭露大流量地下水，需撤換鉆孔設備、安裝灌漿設備，工序復雜、耗時耗力，不能快速堵水，且增加了抽排水的費用。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：針對上述存在的問題，提供一種結構簡單、施工方便、成本較低的水底隧洞遇斷層帶超前預注漿施工方法，以確保施工安全。

本發明所采用的技術方案是：一種水底隧洞遇斷層帶超前預注漿施工方法，其特征在于：

a、在水底隧洞掌子面實施掌子面超前地質預報；

a1、采用地質調查法結合tsp地質超前技術探明水底隧洞前方100～200m范圍內宏觀地質構造；

a2、根據地質雷達、紅外探水物探手段探明水底隧洞前方約25～30m范圍內圍巖破碎程度和富水程度；

b、實施超前鉆孔取芯，以判斷水底隧洞掌子面出水構造及前方斷層位置；

c、根據步驟a、b探明的水底隧洞掌子面前方圍巖地質情況，確定超前預注漿參數；

d、采用鉆孔灌漿一體機進行超前預注漿的超前鉆孔施工，鉆孔施工完成后采用常規灌漿設備進行堵水灌漿，此時鉆孔灌漿一體機移動至下一孔位；當鉆孔灌漿一體機鉆孔過程中出水且水量較大時采用該鉆孔灌漿一體機灌漿止水。

步驟b中在鉆孔取芯形成的取芯孔中進行孔內壓水試驗、涌水量測量和水壓力測量，驗證步驟a的超前地質預報成果。

步驟b中鉆孔取芯的取芯長度為30m。

步驟c中確定超前預注漿參數的原則如下：注漿段長根據超前地質預報成果確定，并延長5m確保有效搭接；灌漿孔數量按照末端孔距3m控制；開挖輪廓線之外的灌漿圈有效厚度大于等于3m。

步驟d中水量大于50l/s時采用該鉆孔灌漿一體機灌漿止水。

本發明的有益效果是：本發明采用超前地質預報綜合技術先行、超前鉆孔取芯跟進、鉆孔灌漿一體機和常規灌漿手段并舉的手段，可順利穿越同江水連通的破碎出水帶，有效縮短工期，降低成本，減小突涌水風險，確保施工安全。本發明通過地質調查法、tsp地質超前技術、地質雷達、紅外探水準確預判掌子面前方圍巖地質情況，對于合理確定灌漿參數，進而控制項目成本、安全穿越斷層破碎帶施工進度具有重要意義。通過鉆孔灌漿一體機和常規灌漿設備并舉的手段，簡化施工工序、降低突涌水風險、減少抽排水費用、加快施工進度，確保穿江隧洞施工的順利實施。本發明不僅適用于水底隧洞遇斷層帶的施工，還適用于穿越軟巖地帶、滲水的松散地質體等特殊地質條件的施工。

附圖說明

圖1為實施例的施工流程圖。

圖2為實施例的施工剖面布置圖。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，本實施例為一種水底隧洞遇斷層帶超前預注漿施工方法，采用超前地質預報先行、超前鉆孔取芯跟進、鉆孔灌漿一體機和常規灌漿手段并舉，具體步驟如下：

a、在水底隧洞1掌子面實施掌子面超前地質預報；

a1、主要采用地質調查法，結合tsp地質超前技術探明水底隧洞1前方100～200m范圍內宏觀地質構造，如斷層3；

a2、再根據地質雷達、紅外探水物探手段探明水底隧洞1前方約25～30m范圍內圍巖破碎程度和富水程度，從而判別地下水發育情況、圍巖類別及對施工的影響；

b、實施超前鉆孔取芯(取芯長度約30m)，視情況在鉆孔取芯形成的取芯孔2的部分孔段進行孔內壓水試驗、涌水量測量、水壓力測量等工作，驗證步驟a超前地質預報成果，詳細判斷掌子面前方出水構造的性狀、產狀等信息，明確需進行堵水灌漿處理的洞段樁號；

c、根據步驟a、b探明的水底隧洞1掌子面前方圍巖地質情況，確定超前預注漿參數，其原則如下：注漿段長根據超前地質預報成果確定，并延長5m確保有效搭接；灌漿孔數量按照末端孔距3m控制；開挖輪廓線之外的灌漿圈有效厚度不少于3m；

d、超前預注漿使用鉆孔灌漿一體機4和常規灌漿設備5配合，實際施工時采用鉆孔灌漿一體機4進行超前預注漿的超前鉆孔6施工，鉆孔施工完成后采用常規灌漿設備5進行堵水灌漿，此時鉆孔灌漿一體機4移動至下一孔位；當鉆孔灌漿一體機4鉆孔過程中出水且水量較大(大于50l/s時)時采用該鉆孔灌漿一體機灌漿止水。

技術特征：

技術總結
本發明涉及一種水底隧洞遇斷層帶超前預注漿施工方法。本發明的目的是提供一種結構簡單、施工方便、成本較低的水底隧洞遇斷層帶超前預注漿施工方法，以確保施工安全。本發明的技術方案是：該施工方法如下：a、在水底隧洞掌子面實施掌子面超前地質預報；b、實施超前鉆孔取芯，以判斷水底隧洞掌子面出水構造及前方斷層位置；c、根據步驟a、b探明的水底隧洞掌子面前方圍巖地質情況，確定超前預注漿參數；d、采用鉆孔灌漿一體機進行超前預注漿的超前鉆孔施工，鉆孔施工完成后采用常規灌漿設備進行堵水灌漿，此時鉆孔灌漿一體機移動至下一孔位；當鉆孔灌漿一體機鉆孔過程中出水且水量大于50L/s時采用該鉆孔灌漿一體機灌漿止水。

技術研發人員：房敦敏;周垂一;陳永紅;劉寧;賀新武
受保護的技術使用者：中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
技術研發日：2017.07.17
技術公布日：2017.09.15