水底隧洞遇断层带超前预注浆施工方法与流程

本发明涉及一种水底隧洞遇断层带超前预注浆施工方法。适用于公路、铁路、水利、水电等各行业隧道工程。

背景技术：

纵观国内外水底隧道的建设史，在施工过程中都有不同程度地涌水、突泥现象的发生。由于水源补给的无限性，水底隧道施工过程中一旦发生突涌水，很难将水控制住，带来的危害和损失较大，甚至导致灾难性事故的发生。为了安全快速的完成水底隧道施工，需要对水底隧道中随机发育的出水构造进行超前预注浆，以便达到止水堵漏、加固围岩的目的。

实施超前预注浆需首先探明掌子面前方地质条件，一般情况下，地质调查法、物探等手段较为常用。掌子面前方地质条件探明后，即可根据地质条件实施有针对性的超前预注浆灌浆，超前预注浆灌浆一般采用钻孔及灌浆平行作业的方式。

上述常规做法存在的问题是：1、地质调查法属于宏观判别方法，准确性较低；物探成果仅能大致判断不良地质体的位置、规模，解译的成果存在多解性。2、超前预注浆参数不合理，未能根据实际地质条件进行有针对性的灌浆，导致工期、费用的大幅增加。3、超前预注浆钻孔过程中如揭露大流量地下水，需撤换钻孔设备、安装灌浆设备，工序复杂、耗时耗力，不能快速堵水，且增加了抽排水的费用。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、施工方便、成本较低的水底隧洞遇断层带超前预注浆施工方法，以确保施工安全。

本发明所采用的技术方案是：一种水底隧洞遇断层带超前预注浆施工方法，其特征在于：

a、在水底隧洞掌子面实施掌子面超前地质预报；

a1、采用地质调查法结合tsp地质超前技术探明水底隧洞前方100～200m范围内宏观地质构造；

a2、根据地质雷达、红外探水物探手段探明水底隧洞前方约25～30m范围内围岩破碎程度和富水程度；

b、实施超前钻孔取芯，以判断水底隧洞掌子面出水构造及前方断层位置；

c、根据步骤a、b探明的水底隧洞掌子面前方围岩地质情况，确定超前预注浆参数；

d、采用钻孔灌浆一体机进行超前预注浆的超前钻孔施工，钻孔施工完成后采用常规灌浆设备进行堵水灌浆，此时钻孔灌浆一体机移动至下一孔位；当钻孔灌浆一体机钻孔过程中出水且水量较大时采用该钻孔灌浆一体机灌浆止水。

步骤b中在钻孔取芯形成的取芯孔中进行孔内压水试验、涌水量测量和水压力测量，验证步骤a的超前地质预报成果。

步骤b中钻孔取芯的取芯长度为30m。

步骤c中确定超前预注浆参数的原则如下：注浆段长根据超前地质预报成果确定，并延长5m确保有效搭接；灌浆孔数量按照末端孔距3m控制；开挖轮廓线之外的灌浆圈有效厚度大于等于3m。

步骤d中水量大于50l/s时采用该钻孔灌浆一体机灌浆止水。

本发明的有益效果是：本发明采用超前地质预报综合技术先行、超前钻孔取芯跟进、钻孔灌浆一体机和常规灌浆手段并举的手段，可顺利穿越同江水连通的破碎出水带，有效缩短工期，降低成本，减小突涌水风险，确保施工安全。本发明通过地质调查法、tsp地质超前技术、地质雷达、红外探水准确预判掌子面前方围岩地质情况，对于合理确定灌浆参数，进而控制项目成本、安全穿越断层破碎带施工进度具有重要意义。通过钻孔灌浆一体机和常规灌浆设备并举的手段，简化施工工序、降低突涌水风险、减少抽排水费用、加快施工进度，确保穿江隧洞施工的顺利实施。本发明不仅适用于水底隧洞遇断层带的施工，还适用于穿越软岩地带、渗水的松散地质体等特殊地质条件的施工。

附图说明

图1为实施例的施工流程图。

图2为实施例的施工剖面布置图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例为一种水底隧洞遇断层带超前预注浆施工方法，采用超前地质预报先行、超前钻孔取芯跟进、钻孔灌浆一体机和常规灌浆手段并举，具体步骤如下：

a、在水底隧洞1掌子面实施掌子面超前地质预报；

a1、主要采用地质调查法，结合tsp地质超前技术探明水底隧洞1前方100～200m范围内宏观地质构造，如断层3；

a2、再根据地质雷达、红外探水物探手段探明水底隧洞1前方约25～30m范围内围岩破碎程度和富水程度，从而判别地下水发育情况、围岩类别及对施工的影响；

b、实施超前钻孔取芯(取芯长度约30m)，视情况在钻孔取芯形成的取芯孔2的部分孔段进行孔内压水试验、涌水量测量、水压力测量等工作，验证步骤a超前地质预报成果，详细判断掌子面前方出水构造的性状、产状等信息，明确需进行堵水灌浆处理的洞段桩号；

c、根据步骤a、b探明的水底隧洞1掌子面前方围岩地质情况，确定超前预注浆参数，其原则如下：注浆段长根据超前地质预报成果确定，并延长5m确保有效搭接；灌浆孔数量按照末端孔距3m控制；开挖轮廓线之外的灌浆圈有效厚度不少于3m；

d、超前预注浆使用钻孔灌浆一体机4和常规灌浆设备5配合，实际施工时采用钻孔灌浆一体机4进行超前预注浆的超前钻孔6施工，钻孔施工完成后采用常规灌浆设备5进行堵水灌浆，此时钻孔灌浆一体机4移动至下一孔位；当钻孔灌浆一体机4钻孔过程中出水且水量较大(大于50l/s时)时采用该钻孔灌浆一体机灌浆止水。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种水底隧洞遇断层带超前预注浆施工方法。本发明的目的是提供一种结构简单、施工方便、成本较低的水底隧洞遇断层带超前预注浆施工方法，以确保施工安全。本发明的技术方案是：该施工方法如下：a、在水底隧洞掌子面实施掌子面超前地质预报；b、实施超前钻孔取芯，以判断水底隧洞掌子面出水构造及前方断层位置；c、根据步骤a、b探明的水底隧洞掌子面前方围岩地质情况，确定超前预注浆参数；d、采用钻孔灌浆一体机进行超前预注浆的超前钻孔施工，钻孔施工完成后采用常规灌浆设备进行堵水灌浆，此时钻孔灌浆一体机移动至下一孔位；当钻孔灌浆一体机钻孔过程中出水且水量大于50L/s时采用该钻孔灌浆一体机灌浆止水。

技术研发人员：房敦敏;周垂一;陈永红;刘宁;贺新武
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2017.07.17
技术公布日：2017.09.15