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大量渗水、涌水隧道的施工方法
[日期:2008-05-08]  来源:中国园林养护网  作者:   发表评论(0)打印



  一、大量涌水隧道施工

  1.施工方法

  运用新奥法原理,沿隧道开挖轮廓线(含底部)按轴向辐射状布孔(开挖面中心也布孔),进行全断面全封闭深孔注浆固结止水,使隧道周边及开挖面形成一个堵水帷幕(加固区),切断地下水流通路,保持围岩稳定,增强施工安全。

  2.施工工艺

  (1)施工程序(见施工程序图)

  (2)超前地质预报

  对于构造复杂、水量丰富的地层,必须准确预报工作面前方20~25M范围的工程地质和水文地质情况,以便为制定施工方案和确定注浆参数提供依据。

  ①钻孔方法:利用液压钻孔台车或YQ-100A施钻深孔,在拱顶、起拱线和隧道中下部位各钻φ76mm孔,孔深超出注浆段5m左右。

  ②预报内容:预测工作面前方注浆段长度范围的地质构造和岩性、地下水出露位置和水量大小,以及围岩变化情况。

  ③预报方法:采用钻眼排碴取样分析,记录钻速、水质水量变化情况以及开挖后的岩面观测素描,综合判断预报前方水文、地质条件。

  (3)钻孔作业

  ①封堵墙(止浆墙)施工:首先按照注浆设计施工封堵墙,封堵墙设于开挖面后端,封堵墙厚0.8~1.0m,用C20砼灌注一次成型。

  ②布孔:由测工站在工作平台上,用红油漆在掌子面上按设计准确画出钻孔位置,标注编号。

  ③钻孔:

  A.钻孔时台车大臂必须顶紧在掌子面上,以防止过大颤动而影响施钻精度。

  B.钻机开孔时钻速宜低,钻深20cm后转入正常钻速。

  C.第一根钻杆钻完后,凿岩机与钻杆脱离,使用联接套接第二根,依次接杆直至钻到设计深度。

  D.钻孔深度达到设计要求后,凿岩机后退带出钻杆,人工用卡或大扳手卡紧前杆,凿岩机反转,开连接套卸下钻杆,按同样方法依次拆卸钻杆退出孔外。

  E.注浆孔角度参数:仰角、俯角、左偏角、右偏角均控制在最小3°、最大26°内。

  ④开孔孔径及深度:注浆孔用φ100钻头开孔,孔内放置长3~6m的φ86钢管(或橡胶止浆塞管)做孔口管,掏孔清碴时用φ76钻头。注浆段长度为20m一环。

  ⑤钻孔深度控制:台车大臂按设计布孔位置点对正,用简易垂球量角器测钻杆仰角,调整至设计角度,并在钻杆上安装导向指示器,控制钻孔偏角。

  ⑥台车钻孔工作参数:凿岩台车钻孔作业的推进压力2.5~4.0MPa,回转压力5.0~6.0MPa,冲击压力19~20MPa。

  (4)注浆作业

  ①注浆材料:

  水泥:用425号以上的普通硅酸盐水泥,质量应符合标准。

  水玻璃:用出厂浓度42~45Bé,比重1.42~1.45,模数2.4~2.8的水玻璃原液。

  拌合水:水质应符合《铁路砼及砌石工程施工规范》中的各项规定。

  ②配合比控制:水灰比(W/C)为0.8;水玻璃稀释浓度为25~35Bé;双液体积比(C/S)为1:0.5~0.7。

  ③凝胶与凝结时间控制:为满足浆液扩散半径的要求,采用凝结时间为:一般地段3分钟,富水地段1~2分钟。

  施工控制分以下三种:

  A.水灰比固定,水玻璃浓度不变,变换双浆比例。当水玻璃溶液所占比例由小到大,凝胶时间则由长到短,初、终凝由慢到快。

  B.水玻璃浓度不变,双液比例固定,变换水灰比。当水灰比由小到大,凝胶时间由短到长,初、终凝由快到慢。

  C.水灰比不变,双液比固定,变换水玻璃浓度。当水玻璃浓度由高到低,凝胶时间由短到长,初、终凝由快到慢。

  ④注浆:连接注浆管路,用注浆泵先压水检查管路是否漏水,设备状态是否正常,然后再做压水试验,以冲洗岩石裂隙,扩大浆液通路,增加浆液冲塞的密实性,核实岩石的渗透性。

  对于富水断层破碎带清孔后,先压水泥浆液,再压CS双液浆。

  标定注浆泵上电接触点压力表的最大压力指标,泵压后观察压力变化及水泥浆和水玻璃的消耗数量。

  记录注浆时间和注浆量。

  注浆达到标准后,打开三通混合器的减压阀排浆,卸下混合器换注另一孔。

  注浆结束后,拆卸各注浆器件,全部清洗干净,并对注浆泵进行检查保养。

  ⑤作业方式:

  注浆方式采用前进式或全孔一次压入式。钻孔过程中未涌水的,就一钻到底,全孔一次压入式注浆;在钻孔过程中,如发现有水,即停止钻孔,采取注一段钻一段的前进式注浆,直至达到设计段长位置。

  在水压、水量较大的情况下,还可采用分层泄水减压、分层注浆方式。即下层管注浆,中层管放水;中层管注浆,上层管放水,这样逐层抬水,把水排挤到拱顶以上规定的止水固结圈以外。

  注浆顺序为由下而上,由里向外。

  ⑥注浆参数:

  A.注浆压力及单孔扩散半径:

  注浆压力一般为地下水静水压力的2~3倍,考虑到岩层裂隙阻力,初始压力3MPa,终压4~5MPa。单孔浆液扩散半径4m。

  B.注浆速度:

  钻孔出水量大于50L/min时,注浆速度取80~100L/min。钻孔出水量等于0~50L/min时,注浆速度取60~80L/min。

  C.注浆扩散范围:

  注浆有效范围为开挖轮廓线外4.0m(塌方段为5.0m)。

  D.注浆量:

  按注浆范围内围岩体积的5%左右考虑,实注量由钻孔压水试验确定。(单孔注浆量V=11m3,参考值)。

  3.劳动力组织

  深孔超前预注浆工序多,要求工序衔接紧凑,因此施工组织安排要合理,使各道工序协调动作。

  作业工序为四大项:钻孔、运料、配料、注浆。每班施工作业人员29人,劳动力安排见下表。

  序号作业内容人数备注

  1注浆孔司钻2

  2接钻杆,安孔口管、接注浆管4

  3操作注浆泵,接电和维修3

  4调释水玻璃,拌水泥浆3

  5装、运料,卸料9

  6运料汽