專利名稱：：用帷幕注漿加止?jié){墻穿越高壓富水?dāng)嗔褞У乃淼朗┕し椒?br>技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用帷幕注漿加止?jié){墻穿越高壓富水?dāng)嗔褞У乃淼朗┕し椒?，屬于建筑施工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：目前隧道施工時地下水排;改采用"以排為主"的原則；對于隧道穿過巖溶、斷裂破碎帶，預(yù)計地下水較大，當(dāng)采用以排為主而影響生態(tài)環(huán)境時，我們采用"以堵為主，限量排放，，的原則，達到堵水有效、防水可靠、環(huán)保、經(jīng)濟合理的目的。帷幕注漿加止?jié){墻的方法是目前解決復(fù)雜的地下涌水、斷層破碎帶施工、避免隧道地質(zhì)災(zāi)害的一種有效措施。在隧道施工中通過利用配套的機械設(shè)備，采用注漿泵、注漿孔將適宜的漿液材料壓入地層裂隙之中，用漿液顆粒充填出水裂隙，實施超前帷幕預(yù)注漿施工，改善地層原有的透水特性，在隧道開挖線外一定范圍制造截水帷幕，以達到改善巖層(土)性能、降低地層透水系數(shù)，限制或阻斷水流，達到注漿堵水的目的，為隧道掘進施工提供條件。帷幕注漿加止?jié){墻是目前解決復(fù)雜的地下涌水、斷層破碎帶施工、避免隧道突水、突泥等地質(zhì)災(zāi)害的一種有效措施。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的不足，本發(fā)明提供一種用帷幕注漿加止?jié){墻穿越高壓富水?dāng)嗔褞У乃淼朗┕し椒?。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種用帷幕注漿加止?jié){墻穿越高壓富水?dāng)嗔褞У乃淼朗┕し椒?，含有下面的步驟步驟1、隧道掌子面清理結(jié)束后，釆用HY303紅外探測儀近距離探測前方圍巖及隱伏含水狀況，每次探測長度15~20m;同時采用MGJ-50水平超前鉆機向前方通過鉆孔鉆探驗證，每次鉆探長度3050m,綜合分析掌子面前方圍巖完整狀況、出水狀況，對圍巖穩(wěn)定性進行綜合評定。步驟2、在掌子面修筑鋼筋混凝土止?jié){墻以加快注漿施工速度，防止漏漿，最大注漿壓力可達到7MPa。步驟3、帷幕注漿沿隧道掘進方向鉆孔3-4環(huán)，先鉆外圈孔后鉆內(nèi)圈孔、同一圏孔先鉆下部孔后鉆上部孔，間隔交替鉆孔施工。鉆孔開孔直徑不小于IIO腿，終孔直徑不小于91mm。為控制鉆孔的方向，在孔口設(shè)輔助管輔助管采用*108、壁厚5隱的熱軋無縫鋼管，長度3m,按照鉆孔參數(shù)表進行布設(shè)。鋼管外露不小于0.2m，并事先加工好絲扣，以便與注漿器連通進行注漿施工。布設(shè)時采用雙層①16鋼筋骨架安裝固定，并預(yù)埋入止?jié){墻中。鉆孔后采用前進分4更式注漿，分4爻長度4m-5m，注漿速度5~110(L/min)，先低壓注漿加固后方巖盤，后采用高壓深孔注漿。注漿順序為按照對稱開孔、先注無水孔、后注有水孔的原則，由外向內(nèi)，同一圈孔間隔施工。注漿一般采用普通水泥漿、普通水泥-水玻璃雙液漿。設(shè)備配備，鉆孔臺車鉆機泵站車注漿車制漿車水泥車。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明適用于地下工程穿越斷層破碎帶、高壓富水區(qū)段，也可用于穿越有地下水影響、流沙層、軟弱石皮碎—歐的施工預(yù)加固，對于水庫大壩，攔河i是壩的滲漏水處理、鐵路、公路路堤及橋梁基礎(chǔ)、軟土地基的加固處理均可參考使用。具體實施例方式實施例l:用帷幕注漿加止?jié){墻穿越高壓富水?dāng)嗔褞У乃淼朗┕し椒ǎㄏ铝胁襟E1、施工準(zhǔn)備步驟了解注漿地段的地質(zhì)狀況，如水壓、出水量、圍巖裂隙發(fā)育程度、裂隙內(nèi)填充物的性質(zhì)。連接施工現(xiàn)場電源、水源，進行施工材料、場地和機械i殳備準(zhǔn)備，人員到位。2、地質(zhì)超前預(yù)報及探水步驟掌子面清理結(jié)束后，采用HY303紅外探測儀近距離探測前方圍巖及隱伏含水狀況，每次4果測長度15~20m;同時采用MGJ-50水平超前鉆機通過鉆孔鉆探驗證，每次鉆探長度30~50m,最后結(jié)合掌子面圍巖產(chǎn)狀、走向、出水狀況，綜合分析掌子面前方圍巖完整狀況、出水狀況，對圍巖穩(wěn)定性進行綜合評定。3、注漿方案確定步驟根據(jù)探測的地質(zhì)水文情況和圍巖穩(wěn)定評價情況確定合理的注漿方案；注漿方案選擇表1序號適用的地質(zhì)條件采用方案的主要內(nèi)容1可溶巖與非可溶巖接觸帶，斷層破碎帶及向斜背斜核部，施工中可能發(fā)生嚴(yán)重突水、涌泥地-艮；物探異常地段，超前地質(zhì)探孔單孔涌水量Q>全斷面超前帷幕注漿，注漿加固范圍為開挖工作面及開挖輪廓線外正洞8m、平導(dǎo)5m。一次注漿段落2可溶巖與非可溶巖接觸帶，1^層^￡碎帶及向斜背斜核部，施工中可能發(fā)生嚴(yán)重突水、涌泥地段；物探異常地段，超前地質(zhì)探孔單孔涌水量Q>40m3/h。實測水壓IMPa《P<2MPa。全斷面超前帷幕注漿，注漿加固范圍為開挖工作面及開挖輪廓線外正洞5m、平導(dǎo)3m。一次注漿l爻落宜為25—30m。3地下水發(fā)育的斷層破碎帶及向斜背斜的兩翼，施工中可能發(fā)生涌水、涌泥地段，物探異常地段，超前地質(zhì)探孔單孔涌水量Q〈40mVh。實測水壓周邊超前帷幕注漿，注漿加固范圍為開挖4&廓線外正洞5ni、平導(dǎo)3m。一次注漿段落宜為25—30m。4、止?jié){墻施工步驟進行斷面擴挖，掌子面方向擴挖深度不小于止?jié){墻厚度，止?jié){墻外輪廓與隧道開挖輪廓相同，且嵌入周邊完整圍巖不小于0.5m。采用C20噴射混凝土封閉開挖4侖廓線和掌子面，全斷面幫扎鋪設(shè)①225)200x200mm雙層鋼筋網(wǎng)，內(nèi)拉外撐方式固定模板，澆注C25早強鋼筋混凝土并振搗密實。止?jié){墻選擇表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>5、輔助管布設(shè)步驟輔助管采用4)108、壁厚5mm的熱軋無縫鋼管，長度3m,按照鉆孔參數(shù)表進行布設(shè)。鋼管外露不小于0.2m，并事先加工好絲扣，以便與注漿器連通進行注漿施工。布設(shè)時采用雙層016鋼筋骨架安裝固定，并預(yù)埋入止?jié){墻中。6、鉆孔步驟由測量人員按設(shè)計參數(shù)在掌子面止?jié){墻上用紅油漆標(biāo)出鉆孔位置，并標(biāo)明孔號，鉆機提前放置在自制兩層門架升降式作業(yè)平臺上。用鉆機首尾坐標(biāo)差值來控制豎直角及水平角。每鉆進一段檢查一段，及時糾偏。確保注漿施工能夠形成良好的止水帷幕。鉆孔開孔直徑不小于110mm，終孔直徑不小于91mm。先鉆外圈孔后鉆內(nèi)圈孔、同一圏孔先鉆下部孔后鉆上部孔，間隔交替鉆孔施工。后續(xù)孔沖全查前面孔注漿效果。分段注漿時，分段鉆孔長度根據(jù)實際情況確定，即注漿后再掃孔繼續(xù)鉆進，掃孔時鉆機要給壓均勻，輕壓快轉(zhuǎn)，防止偏離原孔位方向。7、壓水實驗步驟正式注漿前，用1.2倍的注漿設(shè)計終壓進行壓水試驗，其目的檢查管路是否連接正常；檢查管路系統(tǒng)是否耐壓，有無漏水現(xiàn)象；測定巖層吸水量，以確定漿液初始濃度、凝膠時間和預(yù)計注漿量；測定注漿壓力損失情況，確定終壓；將巖層裂隙內(nèi)的充填物擠壓至注漿范圍以外。8、制漿步驟采用高速攪拌機制漿。在攪拌機開動后加入定量的清水，水量可用攪拌機內(nèi)的容積加以控制，然后加入水泥連續(xù)攪拌3min后即可經(jīng)過濾桶過濾進入儲槳桶內(nèi)，進行二次攪拌供注漿使用。9、注漿材料及注漿配比步驟注漿材料可采用水泥單液漿和水泥-水玻璃雙液漿。為保證漿液能夠有效擴散，注水泥單液漿(摻入濃度為30~35Be、的水玻璃作為早強劑，摻量3~5%)水灰比1:1~0.6:1，由稀到濃逐級變換，當(dāng)注漿壓力和注漿量達到設(shè)計要求不能自封孔的，采用雙液漿予以封孔；鉆孔內(nèi)出水量很大，先注單液漿，保證漿液有效擴散，注單液漿無法達到注漿效果或注漿壓力長時間不上升，采用注雙液漿，配比為水泥漿水灰比為0.6:1~0.8:1,水玻璃濃度為30~35Be、，體積比1:0.3-1:0.5。漿液配合比控制的原則是"先稀后濃、逐級變換"。根據(jù)施工取得的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，當(dāng)單孔出水量〈20m7h時，釆用單液注漿；當(dāng)單孔出水量》20mVh時，釆用先注水泥漿后注雙液漿。10、注漿方式步驟在圍巖破碎段采用前進分段式注漿，分段長度4m~5m,注漿速度5~110(L/min),先低壓注漿加固后方巖盤，后采用高壓深孔注漿。11、注漿順序步驟按照對稱開孔、先注無水孔、后注有水孔的原則，由外向內(nèi)，同一圈孔間隔施工的原則進行，以提高注漿效杲和密實度。12、注漿效果;^查與評定步驟(1)、單孔結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)1)注漿壓力逐步升高至設(shè)計終壓，并繼續(xù)注漿10min以上；2)注漿結(jié)束時的進漿量小于5L/min。(2)、全段結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)1)所有注漿孔均已符合單孔結(jié)束條件，無漏注現(xiàn)象；2)注漿后預(yù)測涌水量小于lm3/m*d;3);f全查孔涌水量小于0.2L/m*min;4)檢查孔鉆取巖芯，漿液充填飽滿；5)漿液有效注入范圍大于設(shè)計值。(3)、注漿效果評定注漿是否成功可釆用以下一種或幾種方法結(jié)合判定1)對注漿過程中P-Q-t曲線進行分析，要求達到設(shè)計終壓，注漿速度小于5L/m.min,且P-t曲線呈上升趨勢，Q-t曲線呈下降趨勢；2)施工反算出漿液填充率達到70-80o/。。3)采用抽樣鉆探檢驗注漿質(zhì)量。檢查孔根據(jù)現(xiàn)場情況隨機抽取，但必須重新成孔，不可利用原有注漿孔，檢查孔抽查率按總注漿孔的5~10%抽取。4企查孔取芯率達到70%以上，漿液填充率達到80%以上；對檢查孔進行注漿，壓力應(yīng)很快上升，且進漿量很?。?險查孔應(yīng)無流泥，成孔好，無坍孔現(xiàn)象，涌水量小于0.2L/m.min;如果注漿效果未達到設(shè)計要求，應(yīng)進行補孔注漿，直至檢查評定合格后才可進行開挖支護。根據(jù)開挖后的滲漏水情況，確定是否進行徑向補充注漿，徑向固結(jié)范圍為設(shè)計注漿加固范圍。13、圍巖監(jiān)控量測步驟專門設(shè)立3人監(jiān)控量測小組，對隧道注漿過程中及開挖后的圍巖穩(wěn)定性進行觀測。(1)、注漿過程中，加強對止?jié){墻變形的監(jiān)控量測。做好對注漿巖盤后方周邊圍巖的監(jiān)控量測，避免由于前方注漿堵水后導(dǎo)致后方水壓上升，從而造成拱架后移、開裂等安全隱患。準(zhǔn)備好加固措施，并作好應(yīng)急預(yù)案。(2)、每循環(huán)隧道開挖支護后，及時進行拱頂下沉、水平收斂變形和周邊圍巖的檢查、觀察，對圍巖的穩(wěn)定性進行判定，以便為修改支護參數(shù)和變更施工方法提供依據(jù)。"、帷幕注漿作業(yè)完成后進行隧道掘進開挖、襯砌及鋪軌等其他作業(yè)步驟。權(quán)利要求1.一種用帷幕注漿加止?jié){墻穿越高壓富水?dāng)嗔褞У乃淼朗┕し椒?，，其特征是含有下面的步驟步驟1、隧道掌子面清理結(jié)束后，采用HY303紅外探測儀近距離探測前方圍巖及隱伏含水狀況，每次探測長度15～20m；同時采用MGJ-50水平超前鉆機向前方通過鉆孔鉆探驗證，每次鉆探長度30～50m，綜合分析掌子面前方圍巖完整狀況、出水狀況，對圍巖穩(wěn)定性進行綜合評定；步驟2、在掌子面修筑鋼筋混凝土止?jié){墻以加快注漿施工速度，防止漏漿，最大注漿壓力可達到7Mpa；步驟3、帷幕注漿沿隧道掘進方向鉆孔3-4環(huán)，先鉆外圈孔后鉆內(nèi)圈孔、同一圈孔先鉆下部孔后鉆上部孔，間隔交替鉆孔施工；鉆孔開孔直徑不小于110mm，終孔直徑不小于91mm；為控制鉆孔的方向，在孔口設(shè)輔助管輔助管采用ф108、壁厚5mm的熱軋無縫鋼管，長度3m，按照鉆孔參數(shù)表進行布設(shè)；鋼管外露不小于0.2m，并事先加工好絲扣，以便與注漿器連通進行注漿施工；布設(shè)時采用雙層Φ16鋼筋骨架安裝固定，并預(yù)埋入止?jié){墻中；鉆孔后采用前進分段式注漿，分段長度4m～5m，注漿速度5～110(L/min)，先低壓注漿加固后方巖盤，后采用高壓深孔注漿；注漿順序為按照對稱開孔、先注無水孔、后注有水孔的原則，由外向內(nèi)，同一圈孔間隔施工；注漿采用普通水泥漿、普通水泥-水玻璃雙液漿。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用帷幕注漿加止?jié){墻穿越高壓富水?dāng)嗔褞У乃淼朗┕し椒?，其特征?1、施工準(zhǔn)備步驟了解注漿地段的地質(zhì)狀況，如水壓、出水量、圍巖裂隙發(fā)育程度、裂隙內(nèi)填充物的性質(zhì)；連接施工現(xiàn)場電源、水源，進行施工材料、場地和才幾才成設(shè)備準(zhǔn)備，人員到^f立；2、地質(zhì)超前預(yù)報及探水步驟掌子面清理結(jié)束后，釆用HY303紅外探測儀近距離探測前方圍巖及隱伏含水狀況，每次探測長度15~20m;同時采用MGJ-50水平超前鉆機通過鉆孔鉆探驗證，每次鉆探長度30~50m,最后結(jié)合掌子面圍巖產(chǎn)狀、走向、出水狀況，綜合分析掌子面前方圍巖完整狀況、出水狀況，對圍巖穩(wěn)定性進行綜合評定；3、注漿方案確定步驟根據(jù)探測的地質(zhì)水文情況和圍巖穩(wěn)定評價情況確定合理的注漿方案；4、止?jié){墻施工步驟進行斷面擴挖，掌子面方向擴挖深度不小于止?jié){墻厚度，止?jié){墻外輪廓與隧道開挖輪廓相同，且嵌入周邊完整圍巖不小于0.5m;采用C20噴射混凝土封閉開挖輪廓線和掌子面，全斷面幫扎鋪設(shè)①226)200x200mm雙層鋼筋網(wǎng)，內(nèi)拉外撐方式固定模板，澆注C25早強鋼筋混凝土并振搗密實；5、輔助管布i殳步驟輔助管采用4)108、壁厚5mm的熱軋無縫鋼管，長度3m,按照鉆孔參數(shù)表進行布"^殳；鋼管外露不小于0.2m，并事先加工好絲扣，以便與注漿器連通進行注漿施工；布設(shè)時采用雙層①16鋼筋骨架安裝固定，并預(yù)埋入止?jié){墻中；6、鉆孔步驟由測量人員按設(shè)計參數(shù)在掌子面止?jié){墻上用紅油漆標(biāo)出鉆孔位置，并標(biāo)明孔號，鉆機提前放置在自制兩層門架升降式作業(yè)平臺上；用鉆機首尾坐標(biāo)差值來控制豎直角及水平角；每鉆進一段檢查一段，及時糾偏；確保注漿施工能夠形成良好的止水帷幕；鉆孔開孔直徑不小于110mm,終孔直徑不小于91mm;先鉆外圈孔后鉆內(nèi)圈孔、同一圈孔先鉆下部孔后鉆上部孔，間隔交替鉆孔施工；后續(xù)孔;f全查前面孔注漿效果；分段注漿時，分段鉆孔長度根據(jù)實際情況確定，即注漿后再掃孔繼續(xù)鉆進，掃孔時鉆才幾要主會壓均勻，輕壓快轉(zhuǎn)，防止偏離原孔位方向；7、壓水實驗步驟正式注漿前，用1.2倍的注漿設(shè)計終壓進行壓水試驗，其目的；險查管路是否連接正常；檢查管路系統(tǒng)是否耐壓，有無漏水現(xiàn)象；測定巖層吸水量，以確定漿液初始濃度、凝膠時間和預(yù)計注漿量；測定注漿壓力損失情況，確定終壓；將巖層裂隙內(nèi)的充填物擠壓至注漿范圍以外；8、制漿步驟采用高速攪拌機制漿；在攪拌機開動后加入定量的清水，水量可用攪拌機內(nèi)的容積加以控制，然后加入水泥連續(xù)攪拌3min后即可經(jīng)過濾桶過濾進入儲槳桶內(nèi)，進行二次攪拌供注漿使用；9、注漿材料及注漿配比步驟注漿材料采用水泥單液漿和水泥-水玻璃雙液漿；為保證漿液能夠有效擴散，注水泥單液漿(摻入濃度為30~35Be、的水玻璃作為早強劑，摻量3~5%)水灰比1:1~0.6:1，由稀到濃逐級變換，當(dāng)注漿壓力和注漿量達到設(shè)計要求不能自封孔的，采用雙液漿予以封孔；鉆孔內(nèi)出水量很大，先注單液漿，保證漿液有效擴散，注單液漿無法達到注漿效果或注漿壓力長時間不上升，采用注雙液漿，配比為水泥漿水灰比為0.6:1~0.8:1,水玻璃濃度為30~35Be、，體積比1:0.3~1:0.5;漿液配合比當(dāng)單孔出水量2(W/h時，采用單液注漿；當(dāng)單孔出水量20m3/h時，采用先注水泥漿后注雙液漿；10、注漿方式步驟在圍巖破碎段采用前進分段式注漿，分段長度4m5m，注漿速度5~110(L/min)，先低壓注漿加固后方巖盤，后采用高壓深孔注漿；11、注漿順序步驟按照對稱開孔、先注無水孔、后注有水孔的原則，由外向內(nèi)，同一圏孔間隔施工的原則進行，以提高注漿效果和密實度；12、注漿效果;ft查與評定步驟(1)、單孔結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)1)注漿壓力逐步升高至設(shè)計終壓，并繼續(xù)注漿10min以上；2)注漿結(jié)束時的進漿量小于5L/min;(2)、全段結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)1)所有注漿孔均已符合單孔結(jié)束條件，無漏注現(xiàn)象；2)注漿后預(yù)測涌水量小于lm3/m*d;3)才全查孔涌7jc量小于(J.2L/m*min;4)檢查孔鉆取巖芯，漿液充填飽滿；5)漿液有效注入范圍大于設(shè)計值；(3)、注漿效果評定注漿是否成功可采用以下一種或幾種方法結(jié)合判定1)對注漿過程中P-Q-1曲線進行分析，要求達到設(shè)計終壓，注漿速度小于5L/m.min,且P-t曲線呈上升趨勢，Q-1曲線呈下降趨勢；2)施工反算出漿液填充率達到70-80%;3)采用抽樣鉆探檢驗注漿質(zhì)量；檢查孔根據(jù)現(xiàn)場情況隨機抽取，但必須重新成孔，不可利用原有注漿孔，檢查孔抽查率按總注漿孔的5~10%抽?。欢菲蟛榭锥中韭蔬_到70%以上，漿液填充率達到80%以上；對檢查孔進行注漿，壓力應(yīng)很快上升，且進漿量很??；檢查孔應(yīng)無流泥，成孔好，無坍孔現(xiàn)象，涌水量小于0.2L/mmin;如杲注漿效果未達到設(shè)計要求，應(yīng)進行補孔注漿，直至檢查評定合格后才可進行開挖支護；根據(jù)開挖后的滲漏水情況，確定是否進行徑向補充注漿，徑向固結(jié)范圍為設(shè)計注漿加固范圍；13、圍巖監(jiān)控量測步驟對隧道注漿過程中及開挖后的圍巖穩(wěn)定性進行觀測；(1)、注漿過程中，加強對止?jié){墻變形的監(jiān)控量測；(2)、每循環(huán)隧道開挖支護后，及時進行拱頂下沉、水平收斂變形和周邊圍巖的檢查、觀察，對圍巖的穩(wěn)定性進行判定，以便為修改支護參數(shù)和變更施工方法提供依據(jù)；14、帷幕注漿作業(yè)完成后進行隧道掘進開挖、襯砌及鋪軌等其他作業(yè)步驟。全文摘要一種用帷幕注漿加止?jié){墻穿越高壓富水?dāng)嗔褞У乃淼朗┕し椒?，屬于建筑施工領(lǐng)域。隧道掌子面清理結(jié)束后，采用HY303紅外探測儀近距離探測前方圍巖及隱伏含水狀況，每次探測長度15～20m；同時采用MGJ-50水平超前鉆機向前方通過鉆孔鉆探驗證，每次鉆探長度30～50m，綜合分析掌子面前方圍巖完整狀況、出水狀況，對圍巖穩(wěn)定性進行綜合評定。在掌子面修筑鋼筋混凝土止?jié){墻以加快注漿施工速度，防止漏漿。本發(fā)明適用于地下工程穿越斷層破碎帶、高壓富水區(qū)段，也可用于穿越有地下水影響、流沙層、軟弱破碎段的施工預(yù)加固，對于水庫大壩，攔河堤壩的滲漏水處理、鐵路、公路路堤及橋梁基礎(chǔ)、軟土地基的加固處理均可參考使用。文檔編號E21D11/00GK101638987SQ20091008960公開日2010年2月3日申請日期2009年7月24日優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日發(fā)明者馮建軍,張超民,楊正春,亮王,蘇紅嶺,趙彥旭,趙春鋒,趙進忠,陳向軍,陳德國,陳文淵,高善一,魏存蘭申請人:中鐵二十一局集團有限公司