大量滲水、涌水隧道的施工方法

　　一、大量涌水隧道施工

　　1．施工方法

　　運(yùn)用新奧法原理，沿隧道開(kāi)挖輪廓線（含底部）按軸向輻射狀布孔（開(kāi)挖面中心也布孔），進(jìn)行全斷面全封閉深孔注漿固結(jié)止水，使隧道周邊及開(kāi)挖面形成一個(gè)堵水帷幕（加固區(qū)），切斷地下水流通路，保持圍巖穩(wěn)定，增強(qiáng)施工安全。

　　2．施工工藝

　?。?）施工程序（見(jiàn)施工程序圖）

　?。?）超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

　　對(duì)于構(gòu)造復(fù)雜、水量豐富的地層，必須準(zhǔn)確預(yù)報(bào)工作面前方20～25M范圍的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，以便為制定施工方案和確定注漿參數(shù)提供依據(jù)。

　　①鉆孔方法：利用液壓鉆孔臺(tái)車(chē)或YQ-100A施鉆深孔，在拱頂、起拱線和隧道中下部位各鉆φ76mm孔，孔深超出注漿段5m左右。

　?、陬A(yù)報(bào)內(nèi)容：預(yù)測(cè)工作面前方注漿段長(zhǎng)度范圍的地質(zhì)構(gòu)造和巖性、地下水出露位置和水量大小，以及圍巖變化情況。

　?、垲A(yù)報(bào)方法：采用鉆眼排碴取樣分析，記錄鉆速、水質(zhì)水量變化情況以及開(kāi)挖后的巖面觀測(cè)素描，綜合判斷預(yù)報(bào)前方水文、地質(zhì)條件。

　　（3）鉆孔作業(yè)

　?、俜舛聣Γㄖ?jié){墻）施工：首先按照注漿設(shè)計(jì)施工封堵墻，封堵墻設(shè)于開(kāi)挖面后端，封堵墻厚0.8～1.0m，用C20砼灌注一次成型。

　?、诓伎祝河蓽y(cè)工站在工作平臺(tái)上，用紅油漆在掌子面上按設(shè)計(jì)準(zhǔn)確畫(huà)出鉆孔位置，標(biāo)注編號(hào)。

　?、坫@孔：

　　A．鉆孔時(shí)臺(tái)車(chē)大臂必須頂緊在掌子面上，以防止過(guò)大顫動(dòng)而影響施鉆精度。

　　B．鉆機(jī)開(kāi)孔時(shí)鉆速宜低，鉆深20cm后轉(zhuǎn)入正常鉆速。

　　C．第一根鉆桿鉆完后，鑿巖機(jī)與鉆桿脫離，使用聯(lián)接套接第二根，依次接桿直至鉆到設(shè)計(jì)深度。

　　D.鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，鑿巖機(jī)后退帶出鉆桿，人工用卡或大扳手卡緊前桿，鑿巖機(jī)反轉(zhuǎn)，松開(kāi)連接套卸下鉆桿，按同樣方法依次拆卸鉆桿退出孔外。

　　E．注漿孔角度參數(shù)：仰角、俯角、左偏角、右偏角均控制在最小3°、最大26°內(nèi)。

　　④開(kāi)孔孔徑及深度：注漿孔用φ100鉆頭開(kāi)孔，孔內(nèi)放置長(zhǎng)3～6m的φ86鋼管（或橡膠止?jié){塞管）做孔口管，掏孔清碴時(shí)用φ76鉆頭。注漿段長(zhǎng)度為20m一環(huán)。

　?、葶@孔深度控制：臺(tái)車(chē)大臂按設(shè)計(jì)布孔位置點(diǎn)對(duì)正，用簡(jiǎn)易垂球量角器測(cè)鉆桿仰角，調(diào)整至設(shè)計(jì)角度，并在鉆桿上安裝導(dǎo)向指示器，控制鉆孔偏角。

　　⑥臺(tái)車(chē)鉆孔工作參數(shù)：鑿巖臺(tái)車(chē)鉆孔作業(yè)的推進(jìn)壓力2.5～4.0MPa，回轉(zhuǎn)壓力5.0～6.0MPa，沖擊壓力19～20MPa。

　?。?）注漿作業(yè)

　　①注漿材料：

　　水泥：用425號(hào)以上的普通硅酸鹽水泥，質(zhì)量應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)。

　　水玻璃：用出廠濃度42～45Bé，比重1.42～1.45，模數(shù)2.4～2.8的水玻璃原液。

　　拌合水：水質(zhì)應(yīng)符合《鐵路砼及砌石工程施工規(guī)范》中的各項(xiàng)規(guī)定。

　　②配合比控制：水灰比（W/C）為0.8；水玻璃稀釋濃度為25～35Bé；雙液體積比（C/S）為1：0.5～0.7。

　?、勰z與凝結(jié)時(shí)間控制：為滿足漿液擴(kuò)散半徑的要求，采用凝結(jié)時(shí)間為：一般地段3分鐘，富水地段1～2分鐘。

　　施工控制分以下三種：

　　A．水灰比固定，水玻璃濃度不變，變換雙漿比例。當(dāng)水玻璃溶液所占比例由小到大，凝膠時(shí)間則由長(zhǎng)到短，初、終凝由慢到快。

　　B．水玻璃濃度不變，雙液比例固定，變換水灰比。當(dāng)水灰比由小到大，凝膠時(shí)間由短到長(zhǎng)，初、終凝由快到慢。

　　C．水灰比不變，雙液比固定，變換水玻璃濃度。當(dāng)水玻璃濃度由高到低，凝膠時(shí)間由短到長(zhǎng)，初、終凝由快到慢。

　?、茏{：連接注漿管路，用注漿泵先壓水檢查管路是否漏水，設(shè)備狀態(tài)是否正常，然后再做壓水試驗(yàn)，以沖洗巖石裂隙，擴(kuò)大漿液通路，增加漿液沖塞的密實(shí)性，核實(shí)巖石的滲透性。

　　對(duì)于富水?dāng)鄬悠扑閹蹇缀螅葔核酀{液，再壓CS雙液漿。

　　標(biāo)定注漿泵上電接觸點(diǎn)壓力表的最大壓力指標(biāo)，泵壓后觀察壓力變化及水泥漿和水玻璃的消耗數(shù)量。

　　記錄注漿時(shí)間和注漿量。

　　注漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，打開(kāi)三通混合器的減壓閥排漿，卸下混合器換注另一孔。

　　注漿結(jié)束后，拆卸各注漿器件，全部清洗干凈，并對(duì)注漿泵進(jìn)行檢查保養(yǎng)。

　?、葑鳂I(yè)方式：

　　注漿方式采用前進(jìn)式或全孔一次壓入式。鉆孔過(guò)程中未涌水的，就一鉆到底，全孔一次壓入式注漿；在鉆孔過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)有水，即停止鉆孔，采取注一段鉆一段的前進(jìn)式注漿，直至達(dá)到設(shè)計(jì)段長(zhǎng)位置。

　　在水壓、水量較大的情況下，還可采用分層泄水減壓、分層注漿方式。即下層管注漿，中層管放水；中層管注漿，上層管放水，這樣逐層抬水，把水排擠到拱頂以上規(guī)定的止水固結(jié)圈以外。

　　注漿順序?yàn)橛上露?，由里向外?/P>

　　⑥注漿參數(shù)：

　　A．注漿壓力及單孔擴(kuò)散半徑：

　　注漿壓力一般為地下水靜水壓力的2～3倍，考慮到巖層裂隙阻力，初始?jí)毫?MPa，終壓4～5MPa。單孔漿液擴(kuò)散半徑4m。

　　B．注漿速度：

　　鉆孔出水量大于50L/min時(shí)，注漿速度取80～100L/min。鉆孔出水量等于0～50L/min時(shí)，注漿速度取60～80L/min。

　　C．注漿擴(kuò)散范圍：

　　注漿有效范圍為開(kāi)挖輪廓線外4.0m（塌方段為5.0m）。

　　D．注漿量：

　　按注漿范圍內(nèi)圍巖體積的5%左右考慮，實(shí)注量由鉆孔壓水試驗(yàn)確定。（單孔注漿量V=11m3，參考值）。

　　3．勞動(dòng)力組織

　　深孔超前預(yù)注漿工序多，要求工序銜接緊湊，因此施工組織安排要合理，使各道工序協(xié)調(diào)動(dòng)作。

　　作業(yè)工序?yàn)樗拇箜?xiàng)：鉆孔、運(yùn)料、配料、注漿。每班施工作業(yè)人員29人，勞動(dòng)力安排見(jiàn)下表。

　　序號(hào)作業(yè)內(nèi)容人數(shù)備注

　　1注漿孔司鉆2

　　2接鉆桿，安孔口管、接注漿管4

　　3操作注漿泵，接電和維修3

　　4調(diào)釋水玻璃，拌水泥漿3

　　5裝、運(yùn)料，卸料9

　　6運(yùn)料汽車(chē)司機(jī)，值班汽車(chē)司機(jī)3

　　7質(zhì)量安全檢查1

　　8測(cè)量1

　　9試驗(yàn)1

　　10技術(shù)指導(dǎo)工程師1

　　11指揮1

　　12合計(jì)29

　　4．機(jī)械設(shè)備配置

　?。?）主要注漿配件

　?、僦谱髯{孔口管，管長(zhǎng)3m、6m兩種，管尾焊接聯(lián)接套，聯(lián)接套長(zhǎng)56mm，內(nèi)徑90mm，外徑98mm，它的另一頭帶有梯形螺紋絲扣，也可用止水漿塞做注漿管，止?jié){塞采用自制橡膠止?jié){塞。

　?、谘蚪鞘阶{嘴套帽

　　注漿嘴套帽內(nèi)口徑螺紋能與孔口管尾外螺紋扣套接。帽頭上鉆兩個(gè)孔，接成半角式接頭，接頭直徑30mm，長(zhǎng)85mm，與三通混合器連接。

　?、廴ɑ旌掀?/P>

　　三通混合器外形尺寸92mm×92mm×62mm，為逆止閥型，有4個(gè)孔，其中2個(gè)內(nèi)徑為28mm的螺紋孔接注漿管的入口，有一內(nèi)徑為30mm螺紋孔為出漿口，一個(gè)減壓排漿口。逆止閥使雙液混合后不能返流，直接流入羊角注漿嘴里。

　?、茏{孔口管頂進(jìn)聯(lián)接套

　　頂進(jìn)聯(lián)接套尺寸和注漿嘴套帽相同，在帽上套焊一個(gè)釬尾套，接在鉆孔臺(tái)車(chē)的鑿巖機(jī)上。

　?、葑{管

　　φ25高壓膠管長(zhǎng)5m和10m，每一臺(tái)注漿泵長(zhǎng)短各配2根。

　　φ25無(wú)縫鋼管管路配長(zhǎng)30～50m，水泥漿和水玻璃漿液各一條管路。

　　鋼管連接用鋼制管節(jié)對(duì)接，高壓膠管與鋼管連接配件為快速接頭或縮頭鎖接。

　　5．質(zhì)量控制要點(diǎn)

　　（1）一次注漿段長(zhǎng)度不大于20m；

　　（2）注漿帷幕厚度不小于4.0m；

　?。?）堵水率不低于90%；

　?。?）注漿結(jié)石體7天的單軸抗壓強(qiáng)度不小于5MPa。

　　6．安全措施

　?。?）地質(zhì)超前預(yù)報(bào)和監(jiān)控量測(cè)在施工中貫徹始終。

　?。?）施工排水溝要及時(shí)疏排，嚴(yán)防積水。

　?。?）針對(duì)富水?dāng)鄬悠扑閹羁鬃{固結(jié)止水施工的特點(diǎn)和要求，制定安全實(shí)施細(xì)則。

　?。?）加強(qiáng)全員安全意識(shí)教育，堅(jiān)持安全第一的思想，不盲目追求進(jìn)度，以防止塌方。

　?。?）要配備少量聚胺脂材料，作為突水應(yīng)急堵漏時(shí)用。

　?。?）注漿作業(yè)人員戴口罩、眼鏡和軟手套，以防止水泥粉塵和水玻璃溶液對(duì)人體造成傷害。

　?。?）要有良好的照明條件。

　　二、大量滲水隧道施工

　　1．施工方法

　　整治隧道施工滲水，采用聚氯乙烯（PVC）塑料板，即在初期支護(hù)與模筑砼襯砌之間鋪一層PVC板，使襯砌表面達(dá)到干燥的要求。

　　2．施工工藝

　?、贉?zhǔn)備工作

　　A．PVC防水板的質(zhì)量檢查

　　檢查是否有變色、波紋（厚薄不均）、斑點(diǎn)、刀痕、撕裂、小孔等缺點(diǎn)。

　　B．用特種鉛筆在PVC防水板邊緣上繪出焊縫搭接線，搭接線距板邊10cm。

　　C．PVC防水板拱部、邊墻分段鋪設(shè)，拱部劃出中線，并對(duì)稱卷起備用。

　　D．工作臺(tái)就位：工作臺(tái)由萬(wàn)能桿件拼裝，接通電源，切斷鋼絲網(wǎng)露頭，對(duì)超挖空洞要掛網(wǎng)回填砼。

　?、诠潭≒VC防水板

　　每環(huán)PVC防水板拱部與邊墻分別鋪設(shè)，先將拱部PVC防水板中線重合隧道中線，并及時(shí)在PVC防水板兩邊，離邊緣5cm，間距0.5m，進(jìn)行錨定，邊墻鋪設(shè)從起拱線開(kāi)始，板邊固定點(diǎn)距邊緣5cm，間距1m，向下展開(kāi)。防水板當(dāng)中的錨固點(diǎn)布置：沿橫斷面方向間距為0.5～1.0m，沿隧道軸線方向?yàn)?.0m，梅花形布置。

　?、酆附覲VC板搭接縫

　　搭接縫的焊接工作要超前于另一邊。

　?、芎缚p補(bǔ)強(qiáng)

　　焊縫有不符合質(zhì)量要求時(shí)，及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)處理。

　　3．勞動(dòng)力組織

　　PVC防水板施工每班28人，分邊墻與拱部?jī)山M，其分工如下：

　　班長(zhǎng)2人錨固6人焊接12人輔助工8人

　　4．施工工具配備見(jiàn)下表

　　名稱型號(hào)單位數(shù)量備注

　　射釘槍SDT?A301型臺(tái)3

　　電錘回ZIC?16型臺(tái)3

　　電烙鐵220V/150W把12

　　調(diào)壓器1KVA臺(tái)6

　　銅刷4～6排刷把12

　　小錘把3

　　螺絲刀把3

　　錐子把3

　　卡絲鉗把3

　　剪刀把3

　　萬(wàn)能表個(gè)1

　　試電筆支3

　　工具袋個(gè)1

　　5.質(zhì)量控制要點(diǎn)

　　（1）固定防水板時(shí)，要將防水板放松，不可繃得太緊，根據(jù)巖石基面情況留夠富余量，使二次模筑砼擠壓后，防水板與噴砼層表面自然密貼。

　?。?）兩防水板間的搭接寬度10cm。

　?。?）用電錘固定防水板時(shí)，由于塑料脹錨螺栓直徑為42mm，所以選用直徑8mm的鉆頭鉆眼，孔深40～50mm。

　?。?）防水板焊縫寬度不小于1cm，焊接電壓110V，最高不得超過(guò)130V。

　?。?）用電烙鐵焊接防水板時(shí)，烙鐵頭在兩塑料板間均勻移動(dòng)，同時(shí)在上層防水板之上用手指均勻用力推擠，以防水板焊縫間擠出塑料熔液為最佳。

　　（6）抽出烙鐵頭時(shí)，需將其上殘留的熔融塑料刷掉。

　　6．安全質(zhì)量措施

　?。?）為保證鋪設(shè)PVC板的平整，隧道開(kāi)挖采用光面爆破，噴砼后要達(dá)到隧道輪廓線圓順整齊。

　?。?）鋪設(shè)防水板前，先將邊墻基礎(chǔ)灌注好，嚴(yán)禁在已鋪設(shè)防水板處進(jìn)行爆破作業(yè)。

　?。?）噴射砼表層有淋水時(shí)，采取引、擋、排、遮等措施，保證焊接時(shí)無(wú)滴水浸入。

　　（4）射釘槍或電錘，都要垂直于巖層面，同時(shí)防水板上要加墊圈。

　　（5）焊接開(kāi)始前，電烙鐵需在小塊塑料板上試溫，能使塑料板熔化時(shí)才能焊接，停焊時(shí)應(yīng)及時(shí)切斷電源。

　?。?）用電烙鐵進(jìn)行焊縫補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，要防止烙鐵頭將下塊防水板燙出溝槽，影響防水效果。若發(fā)現(xiàn)有烤焦變色或焊穿等現(xiàn)象時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)貼處理。

　?。?）隧道內(nèi)各洞室鋪防水板時(shí)，均須自上而下，從外向洞室內(nèi)展鋪，并注意正洞的防水板應(yīng)搭接在洞室防水板里面，并在正洞與洞室邊緣增加固定點(diǎn)。

　　（8）在模筑砼施工時(shí)，砼不能直接沖擊防水板，震搗器不得接觸防水板。