本發(fā)明涉及一種隧道漏水注漿加固方法，具體是一種巖溶隧道漏水分段注漿施工方法，屬于地下與隧道工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，隨著地下和隧道技術(shù)的不斷發(fā)展，一些大型的隧道需要建設(shè)在偏遠地區(qū)，有些甚至是要建設(shè)在巖溶發(fā)育區(qū)。在巖溶發(fā)育區(qū)修建隧道常因巖溶隧道漏水使圍巖變形過大甚至坍塌，對技術(shù)人員以及設(shè)備的安全帶來極大威脅。為了減小巖溶隧道漏水對施工安全的影響，目前國內(nèi)外采用較多的是對巖溶及漏水處進行注漿加固。

傳統(tǒng)的注漿加固技術(shù)一般針對不同的注漿深度采用不同深度的注漿孔，該方法存在以下施工缺陷：

（1）工程量大：同一斷面位置不同深度需要施工多個注漿孔；

（2）注漿效率低下、工期長：需要反復(fù)鉆孔注漿掃孔；

（3）注漿孔口封閉效果較差：上部漿液不能達到充分強度便開始下部漿液注漿；

（4）注漿加固效果不理想：不能實現(xiàn)同步注漿，相鄰注漿孔不能實現(xiàn)排水，擠密壓實效果不能得到保證，防滲能力不能得以提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種巖溶隧道漏水分段注漿施工方法，將注漿孔分為數(shù)段進行注漿，該方法克服了反復(fù)鉆孔注漿掃孔的過程，可使鉆孔和注漿平行作業(yè)，大大提高了施工效率，節(jié)約了施工時間，適合用于搶險施工。

本發(fā)明按以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種巖溶地鐵隧道漏水分段注漿施工方法，巖溶地鐵隧道受流動的腐蝕性水的侵蝕作用容易發(fā)生滲漏，常見的巖溶地鐵隧道滲漏類型可分為水滴滲漏和成股狀滲流；巖溶地鐵隧道滲漏如果出現(xiàn)成股滲流，為了防治滲漏進一步擴大，必須采取先引流后堵漏即按照明顯股狀漏水點引排、散水注漿治理的原則進行施工，巖溶隧道徑向采用由下至上的施工順序，具體施工方法如下：

（1）對明顯股狀漏水點位置，根據(jù)實際情況以明顯股狀漏水點為中心，布置1-2個引水孔，孔徑不小于70mm，引水孔內(nèi)安裝封孔器并加固，達到集中明水的目的；

（2）對區(qū)域散水治理注漿鉆孔采用深淺結(jié)合、梅花型布置的形式；

（3）注漿孔沖洗；

（4）在注漿孔中插入注漿管；

（5）在注漿孔口放置孔口止水塞；

（6）控制性壓密分段注漿；

（7）注漿完畢采用素混凝土封堵孔口。

優(yōu)選的是，注漿孔孔口位置與設(shè)計位置的容許偏差為5cm，偏角應(yīng)符合設(shè)計要求，孔底位置偏移應(yīng)小于30cm；注漿孔終孔直徑不小于150mm；鉆孔施工順序應(yīng)由下至上間隔施工。

優(yōu)選的是，當(dāng)巖溶地鐵隧道成股滲流漏水嚴(yán)重時，布孔孔距不大于1.5m x 1.5m，采用長短交錯梅花形布孔，孔深分別不小于為5m 和3m；當(dāng)巖溶地鐵隧道成股滲流漏水不嚴(yán)重時，布孔孔距不大于2m x 2m，采用長短交錯梅花形布孔，孔深分別不小于為5m 和3m。

優(yōu)選的是，注漿前進行壓水試驗，壓水試驗方法采用雙塞正水法，壓力表安裝在孔口管回水管上，試驗壓力取靜水壓力的1.5—2.0倍，試驗間隔10min觀測一次流量和壓力，流量和壓力保持相對穩(wěn)定，流量連續(xù)四次讀數(shù)，其最大值和最小值之差小于最終值的10%，試驗工作結(jié)束，以最終流量為計算流量。

優(yōu)選的是，按照設(shè)計要求布置好注漿孔后，因是巖溶發(fā)育地區(qū)，對比水流沖洗、常規(guī)掃孔和高壓漿液清洗三種沖洗方式，選擇采用高壓漿液槍高壓清洗的方式進行注漿孔沖洗；鉆孔方式采用壓力驟升驟降的防水方式，即采用預(yù)設(shè)壓力進行沖孔，持續(xù)5min后將沖孔壓力瞬時降低，靜置2min后再進行增大沖孔壓力至設(shè)計壓力進行沖孔，直至滿足沖孔結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)為止；當(dāng)出水管的水潔凈后再延續(xù)10min，總沖洗的時間不低于30min沖洗結(jié)束。

優(yōu)選的是，所述注漿管為多根直徑為30—60mm、壁厚為3—6mm的無縫鋼管拼接而成，無縫鋼管的軸向一端內(nèi)壁有內(nèi)螺紋，在無縫鋼管的軸向另一端焊接有一根其徑向圓周面上開有多個預(yù)留孔的連接管，在連接管的自由端外壁有與內(nèi)螺紋相適配的外螺紋；所述預(yù)留孔為圓形，直徑為10-20mm，上下、左右相鄰預(yù)留孔成梅花狀預(yù)留形式，相鄰兩個預(yù)留孔最近邊緣距離為10mm。

優(yōu)選的是，還包括多個分隔器，該分隔器為一塊任一平行兩邊緣呈鋸齒狀的正方形鋁制薄片，該正方形鋁制薄片比無縫鋼管外徑大50mm，多個分隔器的鋁片厚度為分別為0.23mm、0.35mm、0.48mm、0.63mm，分別能承受1.0MPa、1.5MPa、2.0MPa、3.0MPa的注漿壓力。

優(yōu)選的是，分隔器安裝在連接管上的方法為：首先用橡膠套在注漿管預(yù)留孔處套牢，然后將方形分隔器中的兩個鋸齒邊相接卷曲形成圓柱，卷曲后的切面圓的內(nèi)徑等于套牢橡膠套后的連接管外徑，最后將分隔器包裹在套牢橡膠套后的連接管上，在分隔器外壁再用橡膠套套牢則準(zhǔn)備完畢。

優(yōu)選的是，還包括多個連接栓塞，所述連接栓塞采用封孔直徑為30-60mm，封孔深度為3-8m，工作壓力為1-3MPa，材質(zhì)為橡膠，相鄰上下兩根注漿管接頭在機械螺紋連接時，將連接栓塞固定在注漿管接頭的最上部，在注漿過程中要保證連接栓塞所能承受的壓力超出注漿壓力值，其作用是防治出現(xiàn)漿液返回和躥漿現(xiàn)象；所述止水塞采用封孔直徑為30-60mm，封孔深度為3-8m，材質(zhì)為四周貼有遇水膨脹止水膠條的橡膠，止水塞的極限抗壓力不小于5MPa，保證在沖孔、試驗和注漿過程中漿液以及地下水不從孔口處出現(xiàn)滲漏、跑漿現(xiàn)象。

優(yōu)選的是，注漿時，泥漿水灰比普通水泥漿液采用的重量比為2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1五個比級，細水泥漿液采用的重量比為1:1、0.8:1、0.5:1三個比級，化學(xué)控制液參量5-8%；首先采用1.0MPa的注漿壓力進行第一階段注漿，1）注漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少或注入率不變而壓力持續(xù)升高時，不改變2:1的水灰比；2）當(dāng)?shù)谝患墲{液注入量已達300L 以上，或灌注時間已達30min，而注漿壓力和注入率均無顯著改變時，換重量比為1:1水灰比漿液灌注；達到標(biāo)準(zhǔn)后進行1.5MPa的注漿壓力進行第二階段注漿，同理進行2.0MPa的注漿壓力進行第三階段注漿、3.0MPa的注漿壓力進行第四階段注漿和5.0MPa的注漿壓力進行第五階段注漿。

優(yōu)選的是，控制性注漿漿液擴散半徑為1.0—1.5m。

優(yōu)選的是，孔口止?jié){塞采用的是水力膨脹式止水塞。

優(yōu)選的是，封堵用素混凝土采用的是C15。

本發(fā)明有益效果：

本發(fā)明將注漿孔分為數(shù)段進行注漿，該方法克服了反復(fù)鉆孔注漿掃孔的過程，可使鉆孔和注漿平行作業(yè)，大大提高了施工效率，節(jié)約了施工時間，適合用于搶險施工。此外該方法改善了注漿孔口封閉效果，使得孔口封閉承壓能力大幅提高，為提高注漿壓力奠定基礎(chǔ)。

附圖說明

附圖1是本發(fā)明一種巖溶地鐵隧道漏水分段注漿施工方法的巖溶地鐵隧道注漿徑向孔位分布示意圖；

附圖2是本發(fā)明一種巖溶地鐵隧道漏水分段注漿施工方法的巖溶地鐵隧道注漿管主視圖；

附圖3是本發(fā)明一種巖溶地鐵隧道漏水分段注漿施工方法的分隔器主視圖；

附圖4是本發(fā)明一種巖溶地鐵隧道漏水分段注漿施工方法的分隔器平面圖；

附圖5是本發(fā)明一種巖溶地鐵隧道漏水分段注漿施工方法的注漿鉆孔剖面圖；

附圖6是本發(fā)明一種巖溶地鐵隧道漏水分段注漿施工方法的注漿鉆孔注漿準(zhǔn)備工作完成后的剖面圖；

附圖7是本發(fā)明一種巖溶地鐵隧道漏水分段注漿施工方法的注漿壓力超過1.0Mpa的注漿剖面圖；

附圖8是本發(fā)明一種巖溶地鐵隧道漏水分段注漿施工方法的注漿壓力超過1.5Mpa的注漿剖面圖；

附圖9是本發(fā)明一種巖溶地鐵隧道漏水分段注漿施工方法的注漿壓力超過3.0Mpa的注漿剖面圖；

附圖10是在不同注漿壓力下的注漿效果圖。

圖中：210—注漿管，220—預(yù)留孔，230—內(nèi)螺紋，240—外螺紋，310—鋁制薄片，320—鋸齒狀，410—注漿孔，420—分隔器，430—止水塞，440—連接栓塞，450—注漿管接頭，510—1Mpa的注漿壓力，520—1.5Mpa的注漿壓力，530—2Mpa的注漿壓力，540—3Mpa的注漿壓力，550—5Mpa的注漿壓力。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖，通過具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

如圖1至圖10所示，針對某一具體巖溶地鐵隧道漏水案例，巖溶地鐵隧道漏水常見的一種形式是滲漏水沿著巖溶地鐵隧道的內(nèi)壁某一個滲水點外滲水，并沒有形成成股成流，另一種形式就是巖溶地鐵隧道的滲水量較大，已經(jīng)明顯的成股成流的沿著巖溶地鐵隧道內(nèi)壁或直接從滲漏處流淌在隧道內(nèi)部，按照上述第二種巖溶地鐵隧道滲水形式明顯股狀漏水點引排、散水注漿治理的原則進行施工，巖溶地鐵隧道徑向采用由下至上的施工順序。

（1）根據(jù)注漿范圍、注漿段長、單個注漿孔410的作用范圍、巖溶（巖層裂隙）發(fā)育情況、含水層分布情況、隧道斷面大小和鉆孔作業(yè)要求，確定注漿孔410布置。

（2）控制好潛孔錘鉆進的轉(zhuǎn)數(shù)、軸壓、空氣輸入量和壓力等基本參數(shù)成注漿孔，注漿孔410容許偏差為5cm，孔底位置偏移應(yīng)小于30cm，注漿孔410終孔直徑不小于150mm，注漿孔410應(yīng)方便插入注漿管210、止水塞430和分隔器420等。

（3）為了了解注漿孔410各注漿段巖層的富水性、透水性，用以確定漿液配比，預(yù)估漿液消耗量及材料用量進行壓水試驗。壓水試驗方法采用雙塞正水法，壓力表安裝在孔口管回水管上，試驗壓力取靜水壓力的2.0倍，試驗間隔10min觀測一次流量和壓力，流量和壓力保持相對穩(wěn)定，流量連續(xù)四次讀數(shù)，其最大值和最小值之差小于最終值的10%，以保證注漿壓力。

（4）注漿孔410沖洗。清除鉆孔中的殘留巖粉，巖石裂隙中所填充的粘土雜質(zhì)等物；沖孔干凈的鉆孔水泥漿液充填進入裂隙中，與巖石緊密膠結(jié)?？紤]實際情況沖孔不可能一次沖洗干凈，要分好多次連續(xù)沖孔并且每次沖孔的壓力不能保持不變，否則沖孔的質(zhì)量和效率不能得到保證；為保證沖孔質(zhì)量，采用即時改變沖孔壓力的方式進行沖孔，即首先采用設(shè)計壓力進行沖孔，持續(xù)5min后將沖孔壓力瞬時降低，靜置2min后再進行增大沖孔壓力至設(shè)計壓力進行沖孔，直至滿足沖孔結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)為止。沖洗結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)為：出水管的水潔凈后在延續(xù)10min，總沖洗的時間不低于30min。

（5）制作注漿管210和分隔器420；從注漿孔410放置注漿管210，注漿管210為多根直徑為30—60mm、壁厚為3—6mm的無縫鋼管拼接而成，無縫鋼管的軸向一端內(nèi)壁有內(nèi)螺紋230，在無縫鋼管的軸向另一端焊接有一根其徑向圓周面上開有多個預(yù)留孔220的連接管，在連接管的自由端外壁有與內(nèi)螺紋230相適配的外螺紋240。還包括多個分隔器420，該分隔器420為一塊任一平行兩邊緣呈鋸齒狀320的正方形鋁制薄片310，該正方形鋁制薄片310比無縫鋼管外徑大50mm，多個分隔器420的鋁片厚度為分別為0.23mm、0.35mm、0.48mm、0.63mm，分別能承受1.0MPa、1.5MPa、2.0MPa、3.0MPa的注漿壓力。分隔器420安裝在連接管上的方法為：首先用橡膠套在注漿管預(yù)留孔220處套牢，然后將方形分隔器420中的兩個鋸齒邊相接卷曲形成圓柱，卷曲后的切面圓的內(nèi)徑等于套牢橡膠套后的連接管外徑，最后將分隔器420包裹在套牢橡膠套后的連接管上，在分隔器420外壁再用橡膠套套牢則準(zhǔn)備完畢。

（6）制作并連接連接栓塞440和止水塞430。連接栓塞440采用封孔直徑為30-60mm，封孔深度為3-8m，工作壓力為1-3MPa，材質(zhì)為耐高壓、高強耐磨橡膠，相鄰上下兩根注漿管接頭450在機械螺紋連接時，將連接栓塞440固定在注漿管接頭的最上部，在注漿過程中要保證連接栓塞440所能承受的壓力超出注漿壓力值，其作用是防治出現(xiàn)漿液返回和躥漿現(xiàn)象。止水塞430采用封孔直徑為30-60mm，封孔深度為3-8m，材質(zhì)為四周貼有遇水膨脹止水膠條的耐高壓、高強耐磨橡膠，止水塞430的極限抗壓力不小于5MPa，保證在沖孔、試驗和注漿過程中漿液以及地下水不從孔口處出現(xiàn)滲漏、跑漿現(xiàn)象。

（7）注漿?？紤]巖溶地鐵隧道的堵水和加固要求，同時考慮注漿材料不能污染周圍環(huán)境的基本要求，所以選用無毒性、無污染的注漿材料。綜合考慮普通水泥液漿具有顆粒粒徑大、凝膠時間長、膠結(jié)體抗壓強度高等優(yōu)點；細水泥漿具有性能穩(wěn)定、析水性和流動性較普通水泥明顯改善、漿液凝固體具有較高的強度和耐久性等優(yōu)點；同時兼顧經(jīng)濟性的原則選用普通水泥漿液和細水泥漿液。為了保證普通水泥漿液的注漿效果，水灰比為0.5:1時，凝結(jié)率在99%左右，抗壓強度值滿足設(shè)計強度；水灰比2:1時，凝結(jié)率在70%左右，抗壓強度值較0.5:1小但仍能滿足設(shè)計強度要求，所以泥漿水灰比普通水泥漿液采用2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1（重量比）五個具有代表性的比級。為了保證普通水泥漿液的注漿效果，水灰比為0.5:1時，凝結(jié)率在97%左右，抗壓強度值滿足設(shè)計強度；水灰比1:1時，凝結(jié)率在60%左右，抗壓強度值較0.5:1小很多但仍能滿足設(shè)計強度要求，所以細水泥漿液采用1:1、0.8:1、0.5:1（重量比）三個具有代表性的比級，化學(xué)控制液參量5-8%。

首先采用1.0MPa的注漿壓力510進行第一階段注漿，1）注漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少或注入率不變而壓力持續(xù)升高時，不改變2:1水灰比；2）當(dāng)?shù)谝患墲{液注入量已達300L 以上，或灌注時間已達30min，而注漿壓力和注入率均無顯著改變時，換重量比1:1的水灰比漿液灌注；達到標(biāo)準(zhǔn)后進行1.5MPa的注漿壓力520進行第二階段注漿，同理進行2.0MPa的注漿壓力530進行第三階段注漿、3.0MPa的注漿壓力540進行第四階段注漿和5.0MPa的注漿壓力550進行第五階段注漿。

（8）結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

1）單孔結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：注漿壓力逐步升高至設(shè)計終壓，調(diào)小泵量到設(shè)計結(jié)束時的進漿量，并在該數(shù)值上穩(wěn)定10min 以上；注漿結(jié)束時的進漿量小于20L/min；檢查孔涌水量小于0.4L/ (min?m)；檢查孔鉆取巖芯，漿液充填飽滿。

2）全段結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：所有注漿孔均已符合單孔結(jié)束條件，襯砌表面無線狀滲漏；注漿后涌水量小于lm³／(d?m)；控制性注漿漿液擴散半徑為1.0～1.5m。

（9）封堵注漿口。注漿結(jié)束后，考慮漿液凝固需要一定的時間階段，如果不封口則會造成漿液外流或者外部雜質(zhì)的進入影響注漿質(zhì)量和效果，所以需要封堵注漿口。注漿口封口一方面要滿足安全的要求即封口效果可以得到保證，利益方面還要考慮工程施工的經(jīng)濟性，即在保證安全的前提下提倡施工的經(jīng)濟性，綜合考慮上述兩個方面的因素，封口可采用噴射支護的混凝土強度，即采用C15的素混凝土封堵注漿口能同時滿足安全和經(jīng)濟的要求。

實施例：

某巖溶地鐵隧道巖石為深埋灰?guī)r，處于較完整常滲水狀態(tài)，圍巖級別為Ⅲ級或Ⅳ級。巖溶地鐵隧道在左翼中上部位置出現(xiàn)明顯股狀漏水點，采用以下步驟進行注漿堵漏。第一步：按照注漿孔孔口位置與設(shè)計位置的容許偏差小于5cm，偏角符合設(shè)計要求，孔底位置偏移小于30cm；注漿孔終孔直徑為200mm；鉆孔施工順序由下至上間隔施工；布孔孔距位1.5m x 1.5m，采用長短交錯梅花形布孔，孔深分別為7m 和5m的要求成孔，如圖5所示；第二部：對注漿管210進行壓力測試，合格后分段連接注漿管210，注漿管接頭450連接前首先用橡皮套套牢、將鋸齒狀320正方形鋁制分隔器420卷蓋在注漿管接頭450的橡皮套上、外部再用一層橡膠套將鋁制分隔器420固定牢固，如圖6所示；第三步：回填砂漿，將整個孔用砂漿液回填滿；第四步：增加注漿壓力進行注漿，控制注漿壓力值，壓力值超過1Mpa時，注漿效果如圖7所示；第五步：繼續(xù)增加注漿壓力進行注漿，控制注漿壓力值，壓力值超過1.5Mpa時，注漿效如圖8所示；第六步:繼續(xù)增加注漿壓力進行注漿，控制注漿壓力值，壓力值超過3.0Mpa時，注漿效如圖9所示；第七步：待注漿液體充分反應(yīng)后，注漿效果如圖10所示；第八步：使用C15的混凝土進行封口。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。