[发明专利]用帷幕注浆加止浆墙穿越高压富水断裂带的隧道施工方法

权利要求书

1.一种用帷幕注浆加止浆墙穿越高压富水断裂带的隧道施工方 法，其特征是含有下面的步骤：

步骤1、隧道掌子面清理结束后，采用HY303红外探测仪近距离 探测前方围岩及隐伏含水状况，每次探测长度15～20m；同时采用 MGJ-50水平超前钻机向前方通过钻孔钻探验证，每次钻探长度30～ 50m，综合分析掌子面前方围岩完整状况、出水状况，对围岩稳定性 进行综合评定；

步骤2、在掌子面修筑钢筋混凝土止浆墙以加快注浆施工速度， 防止漏浆，最大注浆压力可达到7Mpa；

步骤3、帷幕注浆：

沿隧道掘进方向钻孔3-4圈，先钻外圈孔后钻内圈孔、同一圈 孔先钻下部孔后钻上部孔，间隔交替钻孔施工；钻孔开孔直径不小于 110mm，终孔直径不小于91mm；

为控制钻孔的方向，在孔口设辅助管：辅助管采用ф108、壁厚 5mm的热轧无缝钢管，长度3m，按照钻孔参数表进行布设；钢管外露 不小于0.2m，并事先加工好丝扣，以便与注浆器连通进行注浆施工； 布设时采用双层Ф16钢筋骨架安装固定，并预埋入止浆墙中；

钻孔后采用前进分段式注浆，分段长度4m～5m，注浆速度5～ 110L/min，先低压注浆加固后方岩盘，后采用高压深孔注浆；注浆顺 序按照对称开孔、先注无水孔、后注有水孔的原则，由外向内，同一 圈孔间隔施工；

注浆采用普通水泥浆和/或普通水泥-水玻璃双液浆。

2.根据权利要求1所述的一种用帷幕注浆加止浆墙穿越高压富 水断裂带的隧道施工方法，其特征是：

1、施工准备步骤：了解注浆地段的地质状况，包括水压、出 水量、围岩裂隙发育程度、裂隙内填充物的性质；连接施工现场电源、 水源，进行施工材料、场地和机械设备准备，人员到位；

2、地质超前预报及探水步骤：

掌子面清理结束后，采用HY303红外探测仪近距离探测前方围 岩及隐伏含水状况，每次探测长度15～20m；同时采用MGJ-50水平 超前钻机通过钻孔钻探验证，每次钻探长度30～50m，最后结合掌子 面围岩产状、走向、出水状况，综合分析掌子面前方围岩完整状况、 出水状况，对围岩稳定性进行综合评定；

3、注浆方案确定步骤：根据探测的地质水文情况和围岩稳定评 价情况确定合理的注浆方案；

4、止浆墙施工步骤：进行断面扩挖，掌子面方向扩挖深度不小 于止浆墙厚度，止浆墙外轮廓与隧道开挖轮廓相同，且嵌入周边完整 围岩不小于0.5m；采用C20喷射混凝土封闭开挖轮廓线和掌子面， 全断面帮扎铺设Φ22200×200mm双层钢筋网，内拉外撑方式固定模 板，浇注C25早强钢筋混凝土并振捣密实；

5、辅助管布设步骤：辅助管采用ф108、壁厚5mm的热轧无缝 钢管，长度3m，按照钻孔参数表进行布设；钢管外露不小于0.2m， 并事先加工好丝扣，以便与注浆器连通进行注浆施工；布设时采用双 层Ф16钢筋骨架安装固定，并预埋入止浆墙中；

6、钻孔步骤：由测量人员按设计参数在掌子面止浆墙上用红油 漆标出钻孔位置，并标明孔号，钻机提前放置在自制两层门架升降式 作业平台上；用钻机首尾坐标差值来控制竖直角及水平角；每钻进一 段检查一段，及时纠偏；确保注浆施工能够形成良好的止水帷幕；

钻孔开孔直径不小于110mm，终孔直径不小于91mm；先钻外圈 孔后钻内圈孔、同一圈孔先钻下部孔后钻上部孔，间隔交替钻孔施工； 后续孔检查前面孔注浆效果；

分段注浆时，分段钻孔长度根据实际情况确定，即注浆后再扫 孔继续钻进，扫孔时钻机要给压均匀，轻压快转，防止偏离原孔位方 向；

7、压水实验步骤：正式注浆前，用1.2倍的注浆设计终压进行 压水试验，其目的：检查管路是否连接正常；检查管路系统是否耐压， 有无漏水现象；测定岩层吸水量，以确定浆液初始浓度、凝胶时间和 预计注浆量；测定注浆压力损失情况，确定终压；将岩层裂隙内的充 填物挤压至注浆范围以外；

8、制浆步骤：采用高速搅拌机制浆；在搅拌机开动后加入定量 的清水，水量可用搅拌机内的容积加以控制，然后加入水泥连续搅拌 3min后即可经过滤桶过滤进入储桨桶内，进行二次搅拌供注浆使用；

9、注浆材料及注浆配比步骤：

注浆材料采用水泥单液浆和水泥-水玻璃双液浆；为保证浆液能 够有效扩散，注水泥单液浆水灰比1：1～0.6：1，由稀到浓逐级变 换，当注浆压力和注浆量达到设计要求不能自封孔的，采用双液浆予 以封孔，其中，掺入浓度为30～35Be`的水玻璃作为注水泥单液浆的 早强剂，掺量3～5%；钻孔内出水量很大，先注单液浆，保证浆液有 效扩散，注单液浆无法达到注浆效果或注浆压力长时间不上升，采用 注双液浆，配比为：水泥浆水灰比为0.6：1～0.8:1，水玻璃浓度为 30～35Be`，体积比1：0.3～1：0.5；

浆液配合比：当单孔出水量＜20m³/h时，采用单液注浆；当单 孔出水量≥20m³/h时，采用先注水泥浆后注双液浆；

10、注浆方式步骤：在围岩破碎段采用前进分段式注浆，分段 长度4m～5m，注浆速度5～110L/min，先低压注浆加固后方岩盘，后 采用高压深孔注浆；

11、注浆顺序步骤：按照对称开孔、先注无水孔、后注有水孔 的原则，由外向内，同一圈孔间隔施工的原则进行，以提高注浆效果 和密实度；

12、注浆效果检查与评定步骤：

（1）、单孔结束标准：

1）注浆压力逐步升高至设计终压，并继续注浆10min以上；

2）注浆结束时的进浆量小于5L/min；

（2）、全段结束标准：

1）所有注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏注现象；

2）注浆后预测涌水量小于1m³/m·d；

3）检查孔涌水量小于0.2L/m．min；

4）检查孔钻取岩芯，浆液充填饱满；

5）浆液有效注入范围大于设计值；

（3）、注浆效果评定

注浆是否成功可采用以下一种或几种方法结合判定：

1）对注浆过程中P-Q-t曲线进行分析，要求达到设计终压， 注浆速度小于5L/m·min，且P-t曲线呈上升趋势，Q-t曲线 呈下降趋势；

2）施工反算出浆液填充率达到70－80％；

3）采用抽样钻探检验注浆质量；检查孔根据现场情况随机抽 取，但必须重新成孔，不可利用原有注浆孔，检查孔抽查率按总 注浆孔的5～10%抽取；

检查孔取芯率达到70％以上，浆液填充率达到80％以上；

对检查孔进行注浆，压力应很快上升，且进浆量很小；

检查孔应无流泥，成孔好，无坍孔现象，涌水量小于 0.2L/m·min；

如果注浆效果未达到设计要求，应进行补孔注浆，直至检查 评定合格后才可进行开挖支护；

根据开挖后的渗漏水情况，确定是否进行径向补充注浆，径 向固结范围为设计注浆加固范围；

13、围岩监控量测步骤：

对隧道注浆过程中及开挖后的围岩稳定性进行观测；

（1）、注浆过程中，加强对止浆墙变形的监控量测；

（2）、每循环隧道开挖支护后，及时进行拱顶下沉、水平收敛 变形和周边围岩的检查、观察，对围岩的稳定性进行判定，以便为修 改支护参数和变更施工方法提供依据；

14、帷幕注浆作业完成后进行隧道掘进开挖、衬砌及铺轨。