2012年二級建造師輔導:突泥突水地段采取的預防方案
當隧道開(kāi)挖或地質(zhì)預報沒(méi)有發(fā)現明顯的溶洞管道,而開(kāi)挖面又出現較大的涌水量時(shí)(單點(diǎn)出水量在50L/min以上)采用帷幕注漿堵水。采用此方案時(shí)隧道襯砌結構體系由圍巖注漿固結堵水圈、初期支護、排水系統和抗水壓襯砌結構四部分組成。
(1)圍巖注漿固結堵水圈,通過(guò)向圍巖注漿,形成圍巖注漿固結堵水圈,減少其滲透系數,以限制排水量。注漿方式及注漿方案: 注漿方式采用超前帷幕注漿、后注漿、局部注漿、補注漿四種方式相結合:
1)、超前帷幕注漿:當隧道開(kāi)挖或地質(zhì)預報沒(méi)有發(fā)現明顯的溶洞管道,而開(kāi)挖面又出現較大的涌水量時(shí)(單點(diǎn)出水量在50L/mim以上)采用帷幕注漿堵水。
①、注漿加固范圍:對于烏池壩隧道孔隙性石灰巖,以堵水為目的的注漿加固圈范圍不宜少于開(kāi)挖線(xiàn)以外5m.
②、注漿長(cháng)度及止水盤(pán)的厚度:根據烏池壩隧道的地質(zhì)條件和目前國產(chǎn)鉆機的性能,為保證注漿質(zhì)量,每一注漿長(cháng)度定為25m為宜。開(kāi)挖長(cháng)度為20m,留足5m厚的巖盤(pán)作為止水盤(pán)。對于IV級及以上圍巖地段,止水盤(pán)的表面噴射20cm厚C20 的混凝土進(jìn)行加強。
③、注漿材料:注漿材料根據要求選用具有結石強度高、可灌性好、抗滲透、抗腐蝕、無(wú)污染、耐久性好等特點(diǎn)的抗分散超細型TGRB水泥基灌漿材,水灰比0.4-0.5;但局部揭示巖溶管道流,需根據具體情況選用具有快凝、早強、抗流失性能的水反應型漿材,如采用水泥及水玻璃雙液注漿材料。水泥漿以525號硅酸鹽水泥制成,水灰比為1:0.6~1:1.水玻璃的濃度為35Be (波美度),模數為2.4.水泥與水玻璃的配合比(體積比)1:0.6~1:1,凝膠時(shí)間1~3分鐘。
④、鉆孔布置:對于裂隙中等發(fā)育的圍巖單孔注漿的擴散半徑1.5~2m,為使注漿加固范圍達到5m,需沿隧道周邊布置兩排孔。為檢查注漿效果在斷面中部布置3個(gè)檢查孔。
⑤、注漿壓力:注漿壓力與巖層裂隙發(fā)育程度、涌水壓力、漿液材料的粘度和凝膠時(shí)間長(cháng)短有關(guān)。烏池壩隧道最大埋深為488m,注漿壓力不超過(guò)5MPa為宜。注漿壓力應在注漿過(guò)程中,根據注漿量的大小進(jìn)行調整。
⑥、注漿效果檢查:在開(kāi)挖面鉆3個(gè)檢查孔,并測定滲漏水量,當滲漏水量小于20~30L/min時(shí),可認為達到了注漿目的,否則應追加鉆孔再進(jìn)行注漿。
2)、開(kāi)挖后全斷面徑向注漿(后注漿): 雖然采取了超前地質(zhì)預報和預注漿堵水,但仍然有可能在隧道開(kāi)挖后出現較大的滲漏水。當地下水的流出,對生態(tài)環(huán)境造成明顯的不利影響時(shí),則需要進(jìn)行再注漿,固結范圍正洞為開(kāi)挖輪廓線(xiàn)外5m.
①、當有集中水流或巖溶管道出水時(shí),首先要埋管將水流引出,降低地下水壓,然后用快凝混凝土將原有出水口或巖溶管道封堵。在離出水口一定距離處,對出水裂隙或管道鉆注漿孔,安裝注漿管,用水泥―玻璃雙液漿進(jìn)行注漿。
②、當開(kāi)挖面滲漏面積和水量較大時(shí),在滲漏處用鉆機鉆孔(孔深3~10m,孔徑75mm),找出滲漏水的主要裂隙,由鉆孔引流,將面上的滲漏水變?yōu)辄c(diǎn)上的滲漏水。然后用凝膠時(shí)間1~3分鐘的水泥-水玻璃雙液漿進(jìn)行低壓注漿,一般效果較好。
3)、局部注漿:根據超前地質(zhì)預報探明的局部巖溶實(shí)際分布及開(kāi)挖后地下水滲流狀態(tài)分別采用超前局部注漿或開(kāi)挖后局部注漿。
4)、補注漿:按上述三種注漿方式實(shí)施后,仍未達到設計要求時(shí)。根據實(shí)際情況選擇上述方式中的一種或多種進(jìn)行補充注漿。選擇不同注漿方案的原則:
①、巖體完整、其結構性能可保證開(kāi)挖安全,但大面積淌水且流量大于控制排水量時(shí),實(shí)施開(kāi)挖后注漿,注漿范圍正洞為開(kāi)挖輪廓線(xiàn)外5m.
②、巖體完整、其結構性能可保證開(kāi)挖安全,但局部出水且流量大于控制排水量時(shí),僅對出水處實(shí)施局部注漿。
③、注漿后流量仍大于控制排水量、注漿固結圈綜合滲透系數大于設計控制值或仍有局部出水點(diǎn)時(shí),實(shí)施補注漿。在注漿過(guò)程中,根據超前地質(zhì)預報及揭示的地質(zhì)信息、注漿工藝、注漿效果及漿液的可注性、結石強度、耐久性等注漿施工資料,可適時(shí)對注漿方式、注漿范圍、注漿標準、注漿材料等預以調整。
(2)初期支護初期支護由C20噴砼、拱墻錨桿和18工字鋼架或格柵鋼架組成,其與注漿固圈共同組成限流體系,并保證施工期間洞室穩定。
(3)防排水網(wǎng)格系統 防排水網(wǎng)格系統的主要功能是保證經(jīng)注漿堵水圈、初期支護滲出的地下水通暢排出,以避免對抗水壓襯砌產(chǎn)生過(guò)大水壓。其主要措施有:
①、在初期支護和二次襯砌之間圈環(huán)鋪設一層防水板;防水板采用EVA防水板,與土工布配合使用。防水板和土工布設計技術(shù)指標要求見(jiàn)設計圖。
②、為減輕襯砌背后的水壓力,在初期支護與巖面之間環(huán)向設置φ50透水管盲溝,兩側襯砌邊墻腳處設置φ100軟式透水管縱向盲溝,且沿隧道兩側全長(cháng)設置,縱環(huán)盲溝相連??v向盲溝通過(guò)φ100HDPE泄水孔與隧道內排水溝相連。
(4)抗水壓襯砌抗水壓襯砌按承受0.8Mpa靜水壓力設計,采用80cm厚鋼筋砼襯砌,襯砌材料采用C30鋼筋砼。要求各項注漿結束之后圍巖滲水量不超過(guò)5m3/m2.d,以確保襯砌背后水壓力不超過(guò)0.8Mpa.

