本发明涉及隧道工程的灾害防治，特别是涉及一种富水破碎震旦系白云岩隧道突水突砂控制方法。
背景技术：
1、隧道穿越富水破碎白云岩地层极易发生突水突砂灾害，为避免施工期发生重大安全事故，必须采取相应的防范措施，以确保施工安全。针对控制技术中的降水释能、真空降水、注浆等方面，国内外有部分相关研究。
2、李庚许根据研究确定了大支坪隧道围岩预注浆及堵水技术，即对于易发生重大地质灾害的突水突泥高压富水溶腔，一般采取轮廓线外3～8米全断面帷幕注浆加固方案。对于一般裂隙涌水、规模较小溶腔等对工程不会造成施工危害的岩溶构造，则采取局部注浆或开挖揭示后径向注浆堵水方案，并成功应用。此外，针对其水压高等特点，应用了多措施释能降压技术，包括增设排水孔、多作业面钻孔排水等方法，均取得好成效。唐国志研究了某富水粉细砂地层隧道的超前水平真空降水施工工艺在开挖轮廓线拱顶120度范围，施打一排超前水平降水管，外插角度6-10度，孔径φ70，管子采用φ32无缝钢管，环向间距0.75m。每排真空管采用φ75主管连接，主管接入真空泵；支管包双层100目滤网；支管和主管间采用32mm钢丝软管连接，并在连接部位加设阀门，控制管井降水。主管与真空泵间采用φ75钢丝软管连接。潘秀明基于北京地铁室内物理模拟试验和现场试验测试结果对真空管井复合降水引起的真空场、渗流场的分布特征进行了总结分析，表明真空场的有效影响半径与真空管井自身真空度大小、地层特性、地层埋置深度等有关，同时证明了真空管井复合降水技术用于解决弱透水层和界面残留水疏干难题的有效性。高东波综合分析了帷幕注浆的理论数据和中梁山隧道岩溶富水段超前帷幕注浆堵水实践经验数据，探索了超前帷幕注浆可控施工技术，主要通过注浆终孔可控、注浆终压可控、注浆量可控、注浆材料可控等方法来实现帷幕注浆可控。马青等以某岩溶富水区隧道工程为依托，采用flac3d软件建立流固耦合计算模型，针对其注浆圈参数进行合理探讨，研究注浆圈厚度、注浆圈渗透性对隧道涌水量、衬砌水压力、结构安全性的影响规律。周利华依据北京地铁，根据多方案比选后确定采用wss深孔注浆施工技术进行地层加固，取得了良好的效果，由此总结出一套大断面隧道在砂卵石地层中施工时的深孔注浆加固技术。
3、综上所述，目前国内外学者已针对岩溶隧道地质灾害控制技术开展了相关研究，并在实际工程中的应用取得了良好的效果。但目前现场试验采取的真空抽水无法形成有效的真空漏斗、打设超前泄水孔易塌孔堵塞等，造成超前降水释压效果不理想；对于未经扰动的原状岩层，注浆固结效果不理想。因而有必要针对白云岩工程特性，开展突水突砂防范控制技术研究，以降低施工风险，实现隧道安全快速通过白云岩地层段。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种富水破碎震旦系白云岩隧道突水突砂控制方法。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
3、一种富水破碎震旦系白云岩隧道突水突砂控制方法，包括：
4、利用铣爆结合法对待控制的白云岩隧道进行开挖；
5、基于自进式中管棚超前支护方法对开挖后的白云岩隧道进行支护；
6、利用聚氨酯-水泥复合注浆材料对掌子面进行注浆加固。
7、优选地，利用铣爆结合法对待控制的白云岩隧道进行开挖，包括：
8、在施工完超前支护后，弱爆破开挖白云岩隧道的第一部分，上台阶挖掘机扒渣至中、下台阶位置，机械铣挖白云岩隧道的第二部分，施作上台阶周边的初期支护：初喷混凝土，铺设钢筋网，架设钢架，钻设锁脚锚管，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度；
9、弱爆破开挖白云岩隧道的第三部分，挖掘机扒渣至下台阶位置，中台阶机械铣挖白云岩隧道的第四部分，施作中台阶初期支护：初喷混凝土，铺设钢筋网，架设钢架，钻设锁脚锚管，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度；
10、弱爆破开挖白云岩隧道的第五部分→施作白云岩隧道的第五部分边墙初期支护：初喷混凝土，铺设钢筋网，架设钢架，钻设锁脚锚管，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度；
11、弱爆破开挖白云岩隧道的第六部分，施作白云岩隧道的第六部分初期支护：初喷混凝土，铺设钢筋网，架设钢架，复喷混凝土至设计厚度；
12、浇筑白云岩隧道的底部的仰拱与边墙基础，待仰拱混凝土初凝后浇筑仰拱填充边墙部分至设计标高；
13、根据监控量测分析，确定二次衬砌施作时机，铺设环向+纵向透水盲管、土工布+防水板，利用衬砌台车一次浇筑边墙部分二次衬砌混凝土。
14、优选地，基于自进式中管棚超前支护方法对开挖后的白云岩隧道进行支护，包括：
15、施工准备、管棚加工：施工前，准备施工机具和原材料，管棚采用直径壁厚6mm，在加工厂集中加工，管壁钻设注浆孔，孔径8～10mm，间距10～20cm，呈梅花形布置，将专用钻头与管棚连接好，并连接好钻机上的风水管；
16、测量定位：按照设计要求定出孔位，双层密排中管棚环向间距0.2m，用红漆标记出孔位并编号；
17、管棚钻进：为了确保管棚的方向、坡度和精度，调整钻机角度开始钻进，角度控制在5～7°；
18、管棚接长：8米长的管棚由两节4m连接而成，第一节4m管棚钻到位后，使用专用连接套连接第二结4m；
19、撤掉钻进：锁紧卡钎器，反转钻进，将管棚从钻机连接套卸下，移开钻机。
20、继续钻进安装下根管棚；
21、连接注浆设备开始注浆：在管棚尾部旋转上注浆接头，连接注浆管路及注浆泵，配置浆液并开始注浆。
22、优选地，在基于自进式中管棚超前支护方法对开挖后的白云岩隧道进行支护前，喷射5cm厚的混凝土封闭掌子面。
23、优选地，自进式中管棚钻进时，管棚的环向间距0.2m，钻深7.5m。
24、优选地，钻进过程中，观察掌子面情况，若有出水现象，及时注浆，边注浆边钻进。
25、优选地，自进式中管棚的搭接长度为2.4m。
26、优选地，注浆的压力按0.5～1mpa进行控制。
27、优选地，所述聚氨酯-水泥复合注浆材料的组分包括：sio2、al2o3、fe2o3、cao、mgo、so3和loi。
28、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
29、本发明提供了一种富水破碎震旦系白云岩隧道突水突砂控制方法，包括：利用铣爆结合法对待控制的白云岩隧道进行开挖；基于自进式中管棚超前支护方法对开挖后的白云岩隧道进行支护；利用聚氨酯-水泥复合注浆材料对掌子面进行注浆加固。本发明针对富水砂化白云岩地层隧道施工，提出了铣爆结合开挖+自进式中管棚超前支护控制施工工法。铣爆结合开挖法代替了三台阶法加临时仰拱，减少了临时措施，减小围岩扰动，防止围岩剥落、坍塌，控制了超欠挖，确保开挖安全及施工质量。自进式中管棚代替了小导管、中管棚，将基坑钢围堰支护理论应用于隧道，施作密排管棚形成管幕，“漏水不漏砂”，抑制拱部突涌，并解决了砂化白云岩地层难以成孔的问题，防止了砂化白云岩地层易产生坍塌和突水涌砂现象，避免了坍塌、突涌带来的经济损失，保证了隧道的施工进度。