一种泥水平衡顶管顶进遇复杂岩溶地质的处理方法与流程

本发明属于泥水平衡顶管施工，尤其涉及一种泥水平衡顶管顶进遇复杂岩溶地质的处理方法。

背景技术：

1、目前，随着国家、省级重大水网工程的建设推进，西南岩溶地区成为水网输调水工程建设的主战场，在岩溶地区不良地质条件下修建大型原水输水管道，泥水平衡顶管施工，是短距离下穿城市道路、铁路、公路不可替代的暗挖施工技术，其单次顶进长度可以达到1km，管径一般为dn1200-dn4000。考虑到在岩溶地区采用泥水平衡顶管穿城市道路铁路等重要设施线路，城市道路宽度+铁路宽度+铁路线路安全保护区距离一般不超过200m，再考虑两端地面场地的一些限制条件，顶进穿越长度可以按照300m考虑，中间不需要加设中继间，很适合采用泥水平衡顶管技术，不阻断地面交通，更是解决了下穿铁路的难题。

2、但是，泥水平衡顶管顶进过程中遇到溶洞、岩溶管道、裂隙强发育等不良地质，一是会发生泥浆漏浆，漏浆后，顶进摩擦阻力会增大，导致管道会被顶破，无法继续顶进，从而导致顶管失败，很难处理；二是在铁路线正下方，顶管机前端遇到溶洞，机头下掉，难以开天窗处理的难题。

3、因此，本发明提供了一种泥水平衡顶管顶进遇复杂岩溶地质的处理方法来解决上述的技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种泥水平衡顶管顶进遇复杂岩溶地质的处理方法。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种泥水平衡顶管顶进遇复杂岩溶地质的处理方法，包括以下步骤：

3、采用地质超前探测方法在地面对目标区域进行探测，然后根据探测结果进行顶管线路选线，预设泥水平衡顶管的布置路线；

4、在目标区域的两端分别开挖工作井和接收井，工作井和接收井位于预设的泥水平衡顶管的顶进路线上；

5、分别在工作井和接收井的掌子面沿泥水平衡顶管的顶进、顶出方向对目标区域进行地质探测，并形成勘察报告；

6、分别从工作井和接收井的掌子面对勘探出的溶洞、溶腔、岩溶管道通过水泥砂浆进行回填；

7、在泥水平衡顶管范围的四周开设若干水平灌浆孔，并通过与泥水平衡顶管同步前进的泥浆管在水平灌浆孔内灌注减阻触变泥浆。

8、优选的，所述工作井和所述接收井分别位于所述泥水平衡顶管顶进的两端，且所述泥水平衡顶管位于所述工作井和所述接收井的掌子面之间。

9、优选的，在对所述目标区域进行探测的步骤中，包括采用地质超前探测方法对所述目标区域进行地质探测以及钻出勘探孔进行钻心取样勘察。

10、优选的，所述勘探孔钻进时，每钻进若干深度，取出对应的岩土芯样，通过对岩土芯样的分析判断地质条件，为勘察报告提供依据。

11、优选的，在所述勘探孔中插入灌浆管灌注水泥砂浆回填溶洞、溶腔过程中，灌浆的过程从所述勘探孔的中间位置向两端依次进行。

12、优选的，灌浆的过程中，从所述工作井和所述接收井分别向所述勘探孔内安装插入灌浆管，并同时从顶管线路中间位置向两端的所述工作井和所述接收井采用水平分段灌浆。

13、优选的，若干所述水平灌浆孔周向等间距布置在所述勘探孔的四周，所述水平灌浆孔间隙设置在所述泥水平衡顶管的四周。

14、优选的，所述泥水平衡顶管顶进过程中，所述泥浆管灌注的减阻触变泥浆包裹在所述泥水平衡顶管四周。

15、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：本发明公开了一种泥水平衡顶管顶进遇复杂岩溶地质的处理方法，用于处理泥水平衡顶管顶进过程中的溶洞、岩溶管道、裂隙强发育等不良地质；使用时先采用地质超前探测方法对拟布置顶管的目标区域的地质进行探测，设计泥水平衡顶管的顶进施工路径；然后在选定的施工区域两端分别开挖工作井和接收井，方便进行顶管施工；在顶管工作井和接收井之间水平钻勘探孔勘察地质，沿顶管中心线进行水平钻孔取芯，勘察的精度高，避免了涉及铁路线范围，地面不方便钻孔勘探的困难；水平钻孔结合超前地质预报成果，能够准确勘察顶进路线地质情况；在顶管工作井、接收井中水平钻孔灌浆，勘探孔作为灌注水泥砂浆孔填充溶洞溶腔、岩溶管道通道，避免了地面钻孔的协调难度，解决了岩溶地区顶管施工遇到溶洞、岩溶管道、裂隙强发育等不良地质的难题，顶管能够安全顶进，避免了遇到溶洞顶管机下掉需要开天窗处理的难题；设置泥浆管环绕在泥水平衡顶管的四周，在泥水平衡顶管顶进时随之灌注减阻触变泥浆，从而在顶管的外壁形成泥浆套，降低顶管顶进的摩阻力，避免了在顶管管道上开设泥浆灌注孔导致管道结构损伤，同时对施工形成的管-岩空隙进行填充护壁，增加地质稳定性。

技术特征：

1.一种泥水平衡顶管顶进遇复杂岩溶地质的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的泥水平衡顶管顶进遇复杂岩溶地质的处理方法，其特征在于：所述工作井(3)和所述接收井(4)分别位于所述泥水平衡顶管(2)顶进的两端，且所述泥水平衡顶管(2)位于所述工作井(3)和所述接收井(4)的掌子面之间。

3.根据权利要求1所述的泥水平衡顶管顶进遇复杂岩溶地质的处理方法，其特征在于：在对所述目标区域(1)进行探测的步骤中，包括采用地质超前探测方法对所述目标区域(1)进行地质探测以及钻出勘探孔(5)进行钻心取样勘察。

4.根据权利要求3所述的泥水平衡顶管顶进遇复杂岩溶地质的处理方法，其特征在于：所述勘探孔(5)钻进时，每钻进若干深度，取出对应的岩土芯样，通过对岩土芯样的分析判断地质条件，为勘察报告提供依据。

5.根据权利要求3所述的泥水平衡顶管顶进遇复杂岩溶地质的处理方法，其特征在于：在所述勘探孔(5)中插入灌浆管(6)灌注水泥砂浆回填溶洞、溶腔过程中，灌浆的过程从所述勘探孔(5)的中间位置向两端依次进行。

6.根据权利要求5所述的泥水平衡顶管顶进遇复杂岩溶地质的处理方法，其特征在于：灌浆的过程中，从所述工作井(3)和所述接收井(4)分别向所述勘探孔(5)内安装插入灌浆管(6)，并同时从顶管线路中间位置向两端的所述工作井(3)和所述接收井(4)采用水平分段灌浆。

7.根据权利要求3所述的泥水平衡顶管顶进遇复杂岩溶地质的处理方法，其特征在于：若干所述水平灌浆孔(7)周向等间距布置在所述勘探孔(5)的四周，所述水平灌浆孔(7)间隙设置在所述泥水平衡顶管(2)的四周。

8.根据权利要求1所述的泥水平衡顶管顶进遇复杂岩溶地质的处理方法，其特征在于：所述泥水平衡顶管(2)顶进过程中，所述泥浆管(8)灌注的减阻触变泥浆包裹在所述泥水平衡顶管(2)四周。

技术总结
本发明属于泥水平衡顶管施工技术领域，公开了一种泥水平衡顶管顶进遇复杂岩溶地质的处理方法，包括以下步骤：在地面对目标区域进行探测，预设泥水平衡顶管的布置路线；在目标区域的两端分别开挖工作井和接收井；分别在工作井和接收井的掌子面沿泥水平衡顶管的顶进、顶出方向对目标区域进行探测，并形成勘察报告；分别从工作井和接收井的掌子面对勘探出的溶洞、溶腔、岩溶管道通过水泥砂浆进行灌注回填；在泥水平衡顶管范围的四周开设若干水平灌浆孔，并通过与泥水平衡顶管同步前进的泥浆管在水平灌浆孔内灌注减阻触变泥浆。本发明的处理方法能够保障顶管顶进顺利通过溶洞、岩溶管道、裂隙通道等不良地质，达到快速顶进、安全顶进的目的。

技术研发人员：明攀,叶生华,陆俊,范丽丽,王涛,宋佳,赵国富,范向前,李贵华,吴伦,刘妙燕,何建新,王思瑶
受保护的技术使用者：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17