隧洞掌子面开挖前的涌水预处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于隧洞掌子面开挖技术领域，具体涉及一种隧洞掌子面开挖前的涌水预处理方法。
【背景技术】
[0002]隧洞施工发生突涌水后，首先需要进行的就是抽排水，根据涌水量，配备足够的抽排水设备，做到下一步落实突涌水处理方案时具备充足的施工条件。目前采用的突涌水处理方案是先压后灌法，“先压后灌法”后处理方案的思路为:发生突涌水后，浇筑混凝土对涌水部位进行封闭，形成可进行钻孔灌浆的工作面，覆压的混凝土亦作为止浆墙。其施工工序为:先集水、引水，然后清理基础面，接着立模，再浇筑C25砼形成止浆墙，然后关闭引水通道并检查所浇筑混凝土的有无变形，接下来依次进行钻孔、灌浆、检查和拆除砼。但是，虽然止浆墙可有效解决涌水封堵问题，但对工期影响较大，成本较高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种隧洞掌子面开挖前的涌水预处理方法。该涌水预处理方法有效实现了对隧洞掌子面开挖前可能出现的涌水现象进行预先的超前处理，从而有效的减少甚至避免了在隧洞掌子面开挖过程中出现的涌水现象，同时，避免了隧洞掌子面开挖过程中涌水封堵的浩大工程量和造成的工期延长问题。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:隧洞掌子面开挖前的涌水预处理方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0005]步骤一、在所述隧洞掌子面上依次开钻多个涌水探孔，所述涌水探孔包括多个边孔和一个中孔，多个所述边孔靠近所述隧洞掌子面的开挖轮廓线且沿所述开挖轮廓线间隔布设，所述中孔设置在所述隧洞掌子面的中心位置;在开钻涌水探孔的过程中，判断开钻的涌水探孔是否出现涌水，如果是，则向所述涌水探孔内灌注水泥浆液，如果否，则进行下一个涌水探孔的开钻，依此方法完成多个涌水探孔的开钻；
[0006]步骤二、在已灌注水泥浆液的涌水探孔周围开钻爆破孔以作为检测孔;在开钻爆破孔的过程中，判断所述爆破孔是否出现涌水，如果是，则向所述爆破孔内灌注步骤一中所述的水泥浆液;如果否，则准备隧洞掌子面的爆破开挖。
[0007]上述的隧洞掌子面开挖前的涌水预处理方法，其特征在于:所述中孔和所述边孔的长度均为20m?30m，多个所述边孔均向所述隧洞掌子面的外侧倾斜。
[0008]上述的隧洞掌子面开挖前的涌水预处理方法，其特征在于:所述边孔的数量为八个，分别为第一边孔、第二边孔、第三边孔、第四边孔、第五边孔、第六边孔、第七边孔和第八边孔，所述第一边孔和第八边孔均位于所述隧洞掌子面的底部且呈左右对称布设，所述第二边孔位于第一边孔的左斜上方，所述第七边孔位于第八边孔的右斜上方，所述第二边孔和第七边孔呈左右对称布设，所述第四边孔和第五边孔均位于所述隧洞掌子面的顶部且呈左右对称布设，所述第三边孔位于第二边孔和第四边孔之间，所述第六边孔位于第五边孔和第七边孔之间，所述第三边孔和第六边孔呈左右对称布设，所述中孔沿隧洞延伸线设置。
[0009]上述的隧洞掌子面开挖前的涌水预处理方法，其特征在于:所述第一边孔相对于所述隧洞延伸线所处的竖直面向左偏5°，所述第一边孔同时相对于水平面下倾5° ;所述第二边孔相对于所述竖直面向左偏5°，所述第三边孔相对于所述竖直面向左偏5°，所述第四边孔相对于所述竖直面向左偏5°，所述第四边孔同时相对于水平面上仰5° ;所述第五边孔相对于所述竖直面向右偏5°，所述第五边孔同时相对于水平面上仰5° ;所述第六边孔相对于所述竖直面向右偏5° ;所述第七边孔相对于所述竖直面向右偏5° ;所述第八边孔相对于所述竖直面向右偏5°，所述第八边孔同时相对于水平面下倾5°。
[0010]上述的隧洞掌子面开挖前的涌水预处理方法，其特征在于:所述边孔的孔口与所述隧洞掌子面的开挖轮廓线之间的距离为0.4m?0.Sm。
[0011]上述的隧洞掌子面开挖前的涌水预处理方法，其特征在于:所述水泥浆液中水的质量百分含量为30%?50%，余量为水泥。
[0012]上述的隧洞掌子面开挖前的涌水预处理方法，其特征在于:所述水泥采用425硅酸盐水泥。
[0013]上述的隧洞掌子面开挖前的涌水预处理方法，其特征在于:所述水泥浆液内添加有速凝剂，所述速凝剂的用量为所述水泥浆液质量的36%?40%。
[0014]上述的隧洞掌子面开挖前的涌水预处理方法，其特征在于:所述速凝剂为水玻璃速凝剂。
[0015]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0016]1、本发明通过设置涌水探孔和封堵的涌水探孔周围开设爆破孔，通过灌注在涌水涌水探孔内的水泥浆液和灌注在涌水爆破孔内的水泥浆液，基本上能够有效的将隧洞掌子面岩体内的水和周围岩体内的水封堵并能够将水引导至周围围岩以外，有效实现了对隧洞掌子面开挖前可能出现的涌水现象进行预先的超前处理，从而有效的减少甚至避免了在隧洞掌子面开挖过程中出现的涌水现象。
[0017]2、本发明通过将多个所述边孔均设置为向所述隧洞掌子面的外侧倾斜，这样能够扩大涌水探孔的探测范围，多个所述涌水探孔形成的范围由隧洞掌子面向涌水探孔的端部延伸，形成一个以隧洞掌子面为起点的扩散型探测区域，以能够有效的对隧洞掌子面周围岩体内的水进行堵塞和引导，提高了涌水预处理的效果。
[0018]3、本发明通过设置八个边孔，基本上能够把隧洞掌子面一周围岩的含水情况探测清楚。同时，也避免多打孔而造成工作量加大。并配合设置在所述隧洞掌子面中心位置且沿隧洞延伸线设置的中孔，使中孔能够有效探测隧洞掌子面中部围岩内的含水情况，并且八个边孔和一个中孔相互配合，能够将隧洞掌子面内部围岩和周围围岩的含水情况探测清
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[0019]4、本发明的实现成本低，采用超前的预处理方式，有效避免了隧洞开挖过程中涌水后而进行涌水封堵工作，减少了工作量，同时也避免了延长工期，是对传统的涌水后处理方式的彻底改变。
[0020]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0021 ]图1为本发明的方法流程图。
[0022]图2为本发明涌水探孔在隧洞掌子面的布设位置示意图。
[0023]附图标记说明:
[0024]I一第一边孔；2—第二边孔；3—第二边孔；
[0025]4一第四边孔；5—第五边孔；6—第六边孔；
[0026]7一第七边孔；8一第八边孔；9一中孔；
[0027]10—隧洞掌子面；11一开挖轮廓线；12—竖直面。
【具体实施方式】
[0028]如图1和图2所示的一种隧洞掌子面开挖前的涌水预处理方法，包括以下步骤:
[0029]步骤一、在所述隧洞掌子面10上依次开钻多个涌水探孔，所述涌水探孔包括多个边孔和一个中孔9，多个所述边孔靠近所述隧洞掌子面10的开挖轮廓线11且沿所述开挖轮廓线11间隔布设，所述中孔9设置在所述隧洞掌子面10的中心位置;在开钻涌水探孔的过程中，判断开钻的涌水探孔是否出现涌水，如果是，则向所述涌水探孔内灌注水泥浆液，如果否，则进行下一个涌水探孔的开钻，依此方法完成多个涌水探孔的开钻；
[0030]步骤二、在已灌注水泥浆液的涌水探孔周围开钻爆破孔以作为检测孔;在开钻爆破孔的过程中，判断所述爆破孔是否出现涌水，如果是，则向所述爆破孔内灌注步骤一中所述的水泥浆液;如果否，则准备隧洞掌子面10的爆破开挖。
[0031]本实施例中，通过设置涌水探孔的方式，以实现对隧洞掌子面10待开挖前涌水的超前预处理，即通过设置多个涌水探孔，当某个涌水探孔出现涌水时，及时对涌水的涌水探孔灌注水泥浆液以进行封堵，随后再在已封堵的涌水探孔周围开设爆破孔，如果爆破孔还有涌水现象发生，再次对涌水的爆破孔灌注水泥浆液以进行封堵，通过设置涌水探孔和封堵的涌水探孔周围开设爆破孔，通过灌注在涌水涌水探孔内的水泥浆液和灌注在涌水爆破孔内的水泥浆液，基本上能够有效的将隧洞掌子面10岩体内的水和周围岩体内的水封堵并能够将水引导至周围围岩以外，有效实现了对隧洞掌子面10开挖时可能出现的涌水现象进行预先的超前处理，从而有效的减少甚至避免了在隧洞掌子面10开挖过程中出现的涌水现象。
[0032]本实施例中，所述中孔9和所述边孔的长度均为20m?30m，多个所述边孔均向所述隧洞掌子面10的外侧倾斜。优选的做法是，所述中孔9和多个所述边孔的长度均为25m。通过将多个所述边孔均设置为向所述隧洞掌子面10的外侧倾斜，这样能够扩大涌水探孔的探测范围，多个所述涌水探孔形成的范围由隧洞掌子面10向涌水探孔的端部延伸，形成一个以隧洞掌子面10为起点的扩散型探测区域，以能够有效的对隧洞掌子面10周围岩体内的水进行堵塞和引导，提高了涌