专利名称：在富水流砂及断层地段隧道的全断面注浆孔及止浆墙的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种隧道的全断面注浆孔，特别涉及一种在断层及富水流砂地段的隧道内为防止开挖面涌水涌砂采用的注浆孔及止浆墙。
背景技术：
在断层及富水流砂地段施工隧道时，为防止开挖面涌水、涌砂，注浆方式一般采用隧道全封闭深孔预注浆，即沿隧道全断面开挖轮廓线轴向辐射状注浆孔，然后，注入按一定比例配制而成的水泥、水玻璃双液浆，浆液渗透扩散到岩层或砂层的孔隙中，并快速凝固，与周围破碎岩块结成具有一定强度的结石体，在隧道周边及开挖面形成一个固结堵水帷幕，切断地下水流通路。但现有技术在断层及富水地段施工时，由于地下水流量大，按常规布置的注浆孔使注浆的浆液极易随水流排出，浆液滞留困难，造成了浆液浪费和注浆凝结 效果差。
发明内容本实用新型提供了一种在富水流砂及断层地段隧道的全断面注浆孔及止浆墙，解决了在断层及富水地段施开挖面涌水涌砂，造成浆液浪费和注浆凝结效果差的技术问题。本实用新型是通过以下方案解决以上问题的一种富水流砂及断层地段隧道的全断面注浆孔及止浆墙，包括隧道开挖断面，在隧道开挖断面上沿隧道轮廓线间隔地设置有外圈钻孔，在外圈钻孔内设置有内圈钻孔，在内圈钻孔中设置有中心点钻孔，外圈钻孔、内圈钻孔和中心点钻孔均为30米深，在每个钻孔中填充有水泥水玻璃双液浆，在初始隧道开挖断面初始段设置有采用锚杆挂网喷射混凝土构成的初始止浆盘，在隧道开挖方向上连续设置有分段注浆段，在相邻的注浆段之间均设置有相邻止浆盘。所述的初始止浆盘和相邻止浆盘的厚度均为4米。本实用新型特别适用于在富水流砂及断层地段隧道的全断面注浆作业中，固结止水快，保持围岩的稳定性好。
图I是本实用新型在隧道开挖断面上的布孔纵向结构示意图；图2是本实用新型在隧道开挖断面上的布孔及终孔交圈结构示意图；其中1-19表示的是外圈钻孔在注浆后形成的扩散凝结圈相互交圈的情况，20-29表示的是内圈钻孔在注浆后形成的扩散凝结圈相互交圈的情况，30-35表示的是中心钻孔在注浆后形成的扩散凝结圈相互交圈的情况；图3是本实用新型的各注浆段与止浆盘之间连接关系的示意图。
具体实施方式
[0012]一种富水流砂及断层地段隧道的全断面注浆孔及止浆墙，包括隧道开挖断面36，在隧道开挖断面36上沿隧道轮廓线间隔地设置有外圈钻孔37，在外圈钻孔37内设置有内圈钻孔38，在内圈钻孔38中设置有中心点钻孔39，外圈钻孔37、内圈钻孔38和中心点钻孔39均为30米深，在每个钻孔中填充有水泥水玻璃双液浆，在初始隧道开挖断面36初始段设置有采用锚杆挂网喷射混凝土构成的初始止浆盘40，在隧道开挖方向上连续设置有分段注浆段，在相邻的注浆段之间设置有相邻止浆盘41。所述的初始止浆盘40和相邻止浆盘41的厚度均为4米。按隧道全断面开挖轮廓布孔，孔底成多层圈。本实用新型布孔35个注浆孔全断面全封闭深孔预注浆，注浆有效长度30米。注浆方式采取钻一段注浆一段的渐进式注浆，直至达到设计段长位置。注浆有效扩散范围为开挖轮廓线外4米，若遇人工填石层，注浆有效 扩散范围为开挖轮廓线外5米。注浆压力，一般为地下水静压力的2-3倍。隧道富水断层初始压力2-3MPa，注浆终压值为4-5Mpa，单孔浆液的终孔扩散半径为4米。注浆量一是按注浆范围内围岩体积的5%-8%考虑。全封闭预注浆，为防止漏(跑)浆，必须在掌子面施工制作止浆盘。本实用新型开挖断面的初始段采用锚杆挂网喷射混凝土作为止浆盘。下一段止浆盘是利用已注浆段预留4-5米作为止浆盘。注浆材料选用普通硅酸盐水泥，水玻璃选用浓度为9-10玻米度，比重为I. 42-1. 45牛/米3，模数为2. 4-2. 8的水玻璃原液，缓凝剂选用磷酸氢二钠。水与水泥比浓浆时选O. 5: I或O. 6: I或O. 8: 1，稀浆时选I: I或1.25: I或I. 5: 1，水泥浆与水玻璃的体积比为I: O. 5-1: O. 7，缓凝剂为磷酸氢二钠，力口入量为水泥重量的1_3%。为满足浆液扩散半径的要求，本方案注浆采用的凝结时间一般地段3分钟，富水地段为1-2分钟。注浆顺序为由下而上，由里向外，即层层“抬水”方式。将水堵到固结圈外，阻止地下水流动。注浆一般采用钻一个孔就注浆一个孔的方式，并记录注浆和注浆量。注浆速度的选择应根据岩层的类别及破碎程度，钻孔出水量以及注浆泵的能力确定。注浆速度最好取60-80升/每分钟。注浆前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。注浆结束的标准是注入量已达到设计的80%或注浆压力达到设计终压。水泥水玻璃浆液的配比应根据所需胶凝时间而定，因同一的配合比，胶凝时间也会因环境、温度、施工的条件不同而有较大的差别。同时不同条件下的施工，对浆液的配合比和胶凝时间的要求也不同。因此，必须进行不同配合比的现场试验，以选取合理的配比。为满足浆液扩散半径的要求，本方案注浆采用的凝结时间一般地段3分钟，富水地段为1-2分钟。水泥和水玻璃组成双液浆的凝胶时间不同于凝结时间。凝胶时间较短，是指由流动状态变为不流动状态的过程。凝结是水泥浆体开始失去可塑性的时间。浆液凝结施工控制分三种情况第一种情况水灰比固定，水玻璃浓度不变，变换双液浆的比例。当水玻璃溶液所占比例由小到大，凝胶时间则由长到短，初、终凝时间由慢到快。第二种情况水玻璃浓度不变，双液浆的比例固定，变换水灰比。当水灰比由小到大，凝胶时间由短到长，初、终凝时间亦由快到慢。第三种情况水灰比不变，双液浆比固定，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、终凝时间由快到慢。
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权利要求1.一种富水流砂及断层地段隧道的全断面注浆孔及止浆墙，包括隧道开挖断面(36)，在隧道开挖断面(36)上沿隧道轮廓线间隔地设置有外圈钻孔(37)，在外圈钻孔(37)内设置有内圈钻孔(38)，在内圈钻孔(38)中设置有中心点钻孔(39)，其特征在于，外圈钻孔(37)、内圈钻孔(38)和中心点钻孔(39)均为30米深，在每个钻孔中填充有水泥水玻璃双液浆，在初始段的隧道开挖断面(36)上设置有采用锚杆挂网喷射混凝土构成的初始止浆盘(40)，在隧道开挖方向上连续设置有分段注浆段，在相邻的注浆段之间均设置有相邻止浆盘(41)。
2.根据权利要求I所述的一种富水流砂及断层地段隧道的全断面注浆孔及止浆墙，其特征在于，所述的初始止浆盘(40)和相邻止浆盘(41)的厚度均为4米。
专利摘要本实用新型公开了一种富水流砂及断层地段隧道的全断面注浆孔及止浆墙，解决了在断层及富水地段施开挖面涌水涌砂，造成浆液浪费和注浆凝结效果差的技术问题。包括在隧道开挖断面(36)上沿隧道轮廓线间隔地设置有外圈钻孔(37)，在外圈钻孔(37)内设置有内圈钻孔(38)，在内圈钻孔(38)中设置有中心点钻孔(39)，外圈钻孔(37)、内圈钻孔(38)和中心点钻孔(39)均为30米深，在每个钻孔中填充有水泥水玻璃双液浆，在初始段的隧道开挖断面(36)上设置有采用锚杆挂网喷射混凝土构成的初始止浆盘(40)，在隧道开挖方向上连续设置有分段注浆段，在相邻的注浆段之间均设置有相邻止浆盘(41)。固结止水快，保持围岩的稳定性好。
文档编号E21D11/38GK202645592SQ201120558829
公开日2013年1月2日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者应金星, 朱元生, 祁世亮, 陈宁, 谷少琴, 运飞, 董军, 才群 申请人:中铁十九局集团轨道交通工程有限公司