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隧道逃生管道隧道大量涌水施工工艺

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隧道逃生管道隧道大量涌水施工工艺





大量涌水隧道的施工工艺即运用新奥法原理,沿隧道开挖轮廓线按轴向辐射状布孔,进行全断面全封闭深孔注浆固结止水,使隧道周边及开挖面形成一个堵水帷幕,切断地下水流通路保持围岩稳定,增强施工安全。

 

地质预报

超前地质预报对于构造复杂、水量丰富的地层,必须准确预报工作面前方20~25M范围的工程地质和水文地质情况,以便为制定施工方案和确定注浆参数提供依据。

1钻孔方法

利用液压钻孔台车或YQ-100A施钻深孔,在拱顶、起拱线和隧道中下部位各钻φ76mm孔,孔深超出注浆段5m左右。

2预报内容

预测工作面前方注浆段长度范围的地质构造和岩性、地下水出露位置和水量大小以及围岩变化情况。

3预报方法

采用钻眼排碴取样分析,记录钻速、水质水量变化情况以及开挖后的岩面观测素描,综合判断预报前方水文、地质条件。

 

钻孔作业

1封堵墙(止浆墙)施工

首先按照注浆设计施工封堵墙,封堵墙设于开挖面后端封堵墙厚0.8~1.0m,用C20砼灌注一次成型。

2布孔

由测工站在工作平台上,用红油漆在掌子面上按设计准确画出钻孔位置,标注编号。

3钻孔

(1)钻孔时台车大臂必须顶紧在掌子面上,以防止过大颤动而影响施钻精度。

(2)钻机开孔时钻速宜低,钻深20cm后转入正常钻速。

(3)第一根钻杆钻完后,凿岩机与钻杆脱离,使用联接套接第二根,依次接杆直至钻到设计深度。

(4)钻孔深度达到设计要求后,凿岩机后退带出钻杆,人工用卡或大扳手卡紧前杆,凿岩机反转,松开连接套卸下钻杆,按同样方法依次拆卸钻杆退出孔外。

(5)注浆孔角度参数:仰角、俯角、左偏角、右偏角均控制在最小3°、最大26°内。

 

4开孔孔径及深度

注浆孔用φ100钻头开孔,孔内放置长3~6m的φ86钢管(或橡胶止浆塞管)做孔口管,掏孔清碴时用φ76钻头。注浆段长度为20m一环。

5钻孔深度控制

台车大臂按设计布孔位置点对正,用简易垂球量角器测钻杆仰角,调整至设计角度,并在钻杆上安装导向指示器,控制钻孔偏角。

6台车钻孔工作参数

凿岩台车钻孔作业的推进压力2.5~4.0MPa,回转压力5.0~6.0MPa,冲击压力19~20MPa.

注浆作业

1注浆材料

水泥:用425号以上的普通硅酸盐水泥,质量应符合标准。

水玻璃:用出厂浓度42~45Bé,比重1.42~1.45,模数2.4~2.8的水玻璃原液。

拌合水:水质应符合《铁路砼及砌石工程施工规范》中的各项规定。

2配合比控制

水灰比(W/C)为0.8;水玻璃稀释浓度为25~35Bé;双液体积比(C/S)为1:0.5~0.7

 

3凝胶与凝结时间控制

为满足浆液扩散半径的要求,采用凝结时间为:一般地段3分钟,富水地段1~2分钟。施工控制分以下三种:

①水灰比固定,水玻璃浓度不变,变换双浆比例。当水玻璃溶液所占比例由小到大,凝胶时间则由长到短,初、终凝由慢到快。

②水玻璃浓度不变,双液比例固定,变换水灰比。当水灰比由小到大,凝胶时间由短到长,初、终凝由快到慢。

③水灰比不变,双液比固定,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、终凝由快到慢。

4注浆

连接注浆管路,用注浆泵先压水检查管路是否漏水,设备状态是否正常,然后再做压水试验,以冲洗岩石裂隙,扩大浆液通路,增加浆液冲塞的密实性,核实岩石的渗透性。

对于富水断层破碎带清孔后,先压水泥浆液,再压CS双液浆。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。记录注浆时间和注浆量。注浆达到标准后,打开三通混合器的减压阀排浆,卸下混合器换注另一孔。注浆结束后,拆卸各注浆器件,全部清洗干净,并对注浆泵进行检查保养。

5作业方式

注浆方式采用前进式或全孔一次压入式。钻孔过程中未涌水的,就一钻到底,全孔一次压入式注浆;在钻孔过程中,如发现有水,即停止钻孔,采取注一段钻一段的前进式注浆,直至达到设计段长位置。

在水压、水量较大的情况下,还可采用分层泄水减压、分层注浆方式。即下层管注浆,中层管放水;中层管注浆,上层管放水,这样逐层抬水,把水排挤到拱顶以上规定的止水固结圈以外。注浆顺序为由下而上,由里向外。

6注浆参数

(1)注浆压力及单孔扩散半径:注浆压力一般为地下水静水压力的2~3倍,考虑到岩层裂隙阻力,初始压力3MPa,终压4~5MPa.单孔浆液扩散半径4m.

(2)注浆速度:钻孔出水量大于50L/min时,注浆速度取80~100L/min.钻孔出水量等于0~50L/min时,注浆速度取60~80L/min.

(3)注浆扩散范围:注浆有效范围为开挖轮廓线外4.0m(塌方段为5.0m)。

(4)注浆量:按注浆范围内围岩体积的5%左右考虑,实注量由钻孔压水试验确定。

 

质量控制要点

1、一次注浆段长度不大于20m;注浆帷幕厚度不小于4.0m;堵水率不低于90%注浆结石体7天的单轴抗压强度不小于5MPa.

2、地质超前预报和监控量测在施工中贯彻始终

3、施工排水沟要及时疏排严防积水。

4、要配备少量聚胺脂材料,作为突水应急堵漏时用。

5、注浆作业人员戴口罩、眼镜和软手套,以防止水泥粉尘和水玻璃溶液对人体造成伤害。

6、要有良好的照明条件。