一種隧道注漿帷幕外泄水鉆孔安全施工工藝的制作方法
【專利摘要】一種隧道注漿帷幕外泄水鉆孔安全施工方法，包括步驟：1，根據(jù)探明的帷幕外集中富水區(qū)范圍及其與止?jié){墻之間的空間位置關(guān)系，設(shè)計泄水孔；2，通過止?jié){墻，在注漿帷幕內(nèi)依次施工第一、二、三級鉆孔，并注漿封固第一、二級套管；同時在第三級鉆孔內(nèi)插入泄水套管；在泄水套管上安裝帶有截止閥門的泄水套管密封接頭；3把連接有雙液注漿混合器的注漿接頭連接在位于孔口端部的第二級套管上，向第二級套管和泄水套管之間的間隙內(nèi)注漿；該注漿為定量注漿，等漿液到達集中富水區(qū)的邊界時，停止注漿，關(guān)閉雙液注漿混合器，候凝；4在孔口端泄水套管上安裝處于開啟狀態(tài)的控水閥門；集中富水區(qū)內(nèi)的水就會沿泄水套管從控水閥門內(nèi)涌出。
【專利說明】
一種隧道注漿帷幕外泄水鉆孔安全施工工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明公開了一種隧道注漿帷幕外泄水鉆孔安全施工工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]我國隧道建設(shè)過程中經(jīng)常遭遇富水的松散軟弱地層、斷層破碎帶或巖溶地層。當(dāng)隧道掘進至該類地層的集中富水區(qū)并揭露含導(dǎo)水構(gòu)造時，地下水將涌入隧道內(nèi)，誘發(fā)突水、突泥重大地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重威脅工程安全。目前，帷幕注漿是治理富水軟弱地層隧道突水、突泥災(zāi)害最有效的方法之一，其基本原理是通過合理布設(shè)一定數(shù)量、角度和深度的鉆孔，向鉆孔內(nèi)注入漿材(如水泥單液漿、水泥-水玻璃雙液漿等)并使各孔的漿液結(jié)石體相互搭接形成止水帷幕，從而達到地層防滲與加固的目的，為隧道開挖和長期運營提供安全保障。
[0003]對于地下水水量大、水壓高、分布范圍廣、水力聯(lián)系通暢的強富水軟弱地層，隧道超前帷幕注漿的施工難度極大。首先，注漿施工要求的注漿壓力較高(通常為凈水壓力的1.5?2.5倍或以上)，極易導(dǎo)致隧道初期支護、止?jié){墻及圍巖變形。其次，帷幕圈內(nèi)全部含導(dǎo)水構(gòu)造的封堵困難，工程量大，耗費工期長。為提高注漿施工效率及開挖安全性，目前施工中常采用“堵排結(jié)合”的方法，即帷幕注漿與地下水限量排放相結(jié)合，其具體措施是:從止?jié){墻上開設(shè)一定數(shù)量泄水孔對地下水進行排水降壓，同時在圍巖內(nèi)實施帷幕注漿，形成具有一定強度和自穩(wěn)能力的注漿加固圈，把地下水阻隔在帷幕圈外?！岸屡沤Y(jié)合”的施工方法可有效減少地下水壓力對隧道圍巖的滲透破壞，還可降低注漿壓力，避免初期支護、止?jié){墻及圍巖發(fā)生過大變形，同時有利于漿液在地層中的擴散以及局部封閉型含水構(gòu)造中地下水的排出，大幅提高注漿效率和治理效果。
[0004]在帷幕注漿工作面施工的泄水孔要貫穿注漿帷幕區(qū)，泄出帷幕外地下水。泄水孔除需滿足泄水要求外，還應(yīng)滿足安全施工的要求。若泄水孔的布設(shè)和施工工藝不當(dāng)，鉆孔泄水將沖刷和破壞帷幕加固圈內(nèi)圍巖，對注漿施工和帷幕加固圈形成產(chǎn)生不利影響。因此，提出一種隧道注漿帷幕外泄水鉆孔安全施工工藝，避免泄水對帷幕注漿所帶來的不良影響，確保施工安全與注漿效果，是本發(fā)明的主要目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明公開了一種隧道注漿帷幕外泄水鉆孔安全施工工藝，其主要技術(shù)內(nèi)容包括:第一級套管、第二級套管、泄水套管、止?jié){墻、位于注漿帷幕外的集中富水區(qū)、用于封固各級套管的注漿漿液以及相應(yīng)的操作工藝等。
[0006]本發(fā)明的具體實施步驟和操作工藝如下:
[0007]—種隧道注漿帷幕外泄水鉆孔安全施工方法，包括以下步驟:
[0008]步驟I，通過止?jié){墻向注漿帷幕內(nèi)依次施工第一級和第二級鉆孔，并在第一級鉆孔、第二級鉆孔內(nèi)依次注漿封固第一級和第二級套管；
[0009]步驟2，在第二級套管內(nèi)施工第三級鉆孔，同時在第三級鉆孔內(nèi)下設(shè)泄水套管，并在泄水套管孔口端安裝帶有截止閥門的泄水套管密封接頭；
[0010]步驟3，把連接有雙液注漿混合器的注漿接頭連接到第二級套管的孔口端，向第二級套管和泄水套管之間的間隙內(nèi)注漿，封固泄水套管；當(dāng)漿液到達集中富水區(qū)的邊界時，停止注漿，關(guān)閉雙液注漿混合器，等候漿液固結(jié)；
[0011]步驟4，待第二級套管與泄水套管間的漿液固結(jié)后，拆除注漿接頭、泄水套管密封接頭及截止閥門，并在泄水套管孔口端處安裝處于開啟狀態(tài)的控水閥門；集中富水區(qū)內(nèi)的水從泄水套管涌出，達到泄水減壓的目的。
[0012]進一步的，所述步驟I的具體過程如下:
[0013]步驟1-1，根據(jù)探明的帷幕外集中富水區(qū)范圍及其與止?jié){墻之間的空間位置關(guān)系，設(shè)計泄水孔；
[0014]步驟1-2，通過止?jié){墻向注漿帷幕區(qū)內(nèi)施工第一級鉆孔，到設(shè)計深度后下入第一級套管，之后對第一級套管與第一級鉆孔之間的環(huán)狀空間進行注漿封固；
[0015]步驟1-3，第一級套管封固達到候凝時間后，在第一級套管內(nèi)下入鉆頭，把第一級套管內(nèi)的漿液結(jié)石體清掃干凈并繼續(xù)鉆進延深鉆孔，形成第二級鉆孔；
[0016]步驟1-4，當(dāng)鉆進到第二級鉆孔的設(shè)計深度時，下入第二級套管，并對第二級套管和第二級鉆孔之間的環(huán)狀空間進行注漿封固。
[0017]進一步的，所述的封固方法如下:向第一級套管或第二級套管內(nèi)注入速凝類漿液，漿液抵達第一級鉆孔或者第二級鉆孔底部后，將由第一級套管或第二級套管外壁與鉆孔孔壁的間隙向外返漿充填，漿液凝固后即可封固第一級套管或第二級套管。
[0018]進一步的，在第一級以及第二級套管封固前，首先根據(jù)注漿充填的空間得到注漿量，然后根據(jù)注漿設(shè)備的注漿速率計算出漿液充填所需的時間；所選擇的速凝類漿液的初凝時間要大于漿液充填時間。
[0019]進一步的，所述的步驟2如下:
[0020]步驟2-1，對第二級套管內(nèi)的漿液固結(jié)體進行清掃，之后繼續(xù)延深鉆孔施工第三級鉆孔，直到揭露并貫穿帷幕外集中富水區(qū)，之后水從第三級鉆孔和第二級套管內(nèi)流出；
[0021]步驟2-2，根據(jù)第三級鉆孔揭露的集中富水區(qū)的位置和寬度，在泄水套管的對應(yīng)位置處打濾水孔；
[0022]步驟2-3，在第三級鉆孔內(nèi)下入泄水套管;泄水套管下到設(shè)計深度后，把提前連接好的帶有截止閥門的密封接頭安裝到泄水套管的孔口端；
[0023]進一步的，所述的濾水孔分布范圍與集中富水區(qū)寬度接近。
[0024]進一步的，在安裝泄水套管密封接頭安裝時截止閥門是打開的，安裝完成后，關(guān)閉截止閥門。
[0025]進一步的，針對步驟3，向第二級套管與泄水套管之間的空隙內(nèi)注漿的過程為定量注漿，即根據(jù)需要注漿封閉的空間容積，注入等量的漿液量；當(dāng)漿液剛運移至集中富水區(qū)的邊界時，停止注漿并關(guān)閉雙液注漿混合器，等候漿液固結(jié)。
[0026]進一步的，所述三級鉆孔的開孔位置選擇在止?jié){墻上。
[0027]進一步的，第一級、第二級套管封固時的壓力要滿足以下條件:
[0028]保證漿液在套管和圍巖間隙內(nèi)充填飽滿，并有部分漿液滲透到圍巖內(nèi)，確保套管封固質(zhì)量。
[0029]本發(fā)明的有益效果:
[0030]本發(fā)明提出的一種隧道注漿帷幕外泄水鉆孔安全施工工藝，通過第二級套管隔離注漿帷幕區(qū)、泄水套管的定量注漿封固、泄水套管前端濾水孔準(zhǔn)確布設(shè)及泄水量按需調(diào)控等技術(shù)手段的實施，實現(xiàn)了對注漿帷幕區(qū)外賦存的高壓集中富水區(qū)進行泄水降壓的目的，有效降低了地下水壓力對隧道圍巖的滲透破壞，同時有利于注漿壓力的控制和漿液在地層中的擴散，大幅提升注漿效果。該工藝的實施避免了帷幕外集中富水區(qū)涌水對注漿帷幕區(qū)內(nèi)圍巖的沖刷破壞，實現(xiàn)了順利排水，并保護了注漿帷幕圈。
【附圖說明】
[0031]圖1第一級和第二級套管封固后的鉆孔結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2鉆孔揭露注漿帷幕外集中富水區(qū)后帶水下入泄水套管原理示意圖；
[0033]圖3注漿封固泄水套管原理示意圖；
[0034]圖4通過泄水套管從注漿帷幕外集中富水區(qū)泄水的原理示意圖；
[0035]圖5-1、5_2B局部放大圖；
[0036]圖6D局部放大圖；
[0037]圖中:I止?jié){墻，2第一級套管封固體，3第一級套管，4第二級套管，5第二級套管封固體，6注漿加固帷幕圈邊界，7帷幕外的集中富水區(qū)，8揭露富水區(qū)的泄水鉆孔，9泄水套管，1集中富水區(qū)內(nèi)地下水引排流向，11雙液注漿混合器，12泄水套管封固的漿液流向，13控水閥門，14泄水套管封固體，15濾水孔，16注漿接頭，17泄水套管密封接頭，18截止閥門，19隧道圍巖。
【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明:隧道注漿帷幕外泄水孔的組成部分包括:第一級套管3、第二級套管4和泄水套管9，止?jié){墻I，第一級套管封固體2、第二級套管封固體5，泄水套管封固體14，帷幕外的集中富水區(qū)7，用于封固各級套管的注漿漿液以及相應(yīng)的操作工藝等。圖中給出了注漿加固帷幕圈邊界6，揭露富水區(qū)的泄水鉆孔8，集中富水區(qū)內(nèi)地下水引排流向10，泄水套管封固的漿液流向12。具體的實施實施步驟如下:
[0039]第一步，在通過止?jié){墻I在注漿帷幕內(nèi)依次施工鉆孔，并注漿封固第一級套管3和第二級套管4。
[0040](I)首先根據(jù)探明的帷幕外集中富水區(qū)7的范圍及其與止?jié){墻I之間的空間位置關(guān)系，設(shè)計泄水孔8，主要包括泄水孔施工的角度和深度、各級鉆孔的孔徑結(jié)構(gòu)及對應(yīng)深度、不同孔徑內(nèi)需下入的套管規(guī)格及長度、套管的封固要求等。
[0041](2)通過止?jié){墻向注漿帷幕區(qū)內(nèi)施工第一級鉆孔，當(dāng)?shù)竭_設(shè)計深度后下入第一級套管3，之后對第一級套管3與第一級鉆孔之間的環(huán)狀空間進行注漿封閉并候凝(對套管外和鉆孔揭露圍巖的間隙進行注漿封閉并候凝的過程簡稱套管封固，以下同)。
[0042](3)當(dāng)?shù)谝患壧坠?封固并達到候凝時間后，在第一級套管3內(nèi)下入鉆頭，把第一級套管3內(nèi)的漿液結(jié)石體清掃干凈并繼續(xù)鉆進延深鉆孔，形成第二級鉆孔。當(dāng)鉆進到第二級鉆孔的設(shè)計深度時，下入第二級套管5并進行封固。
[0043](4)上述兩級套管均采用注漿法封固，具體為:向套管內(nèi)注入速凝類漿液(如水泥-水玻璃雙液漿)，漿液抵達鉆孔底部后將由套管外壁與鉆孔孔壁的間隙向外返漿充填，漿液凝固后即可封固套管。
[0044](5)為保證套管的封固質(zhì)量，鉆孔開孔位置須設(shè)在止?jié){墻I上。止?jié){墻I采用C25素混凝土構(gòu)筑，在注漿封固套管時起到承受注漿壓力和止?jié){的作用。
[0045]第二步，施工揭露帷幕外集中富水區(qū)7的第三級鉆孔，并下入泄水套管9。
[0046](I)第二級套管4封固結(jié)束后，在第二級套管4內(nèi)下入鉆頭施工第三級鉆孔。先對第二級套管4內(nèi)的漿液固結(jié)體進行清掃，之后繼續(xù)延深鉆孔直到揭露并貫穿帷幕外集中富水區(qū)7。此時，水從第三級鉆孔和第二級套管4內(nèi)流出。
[0047](2)根據(jù)第三級鉆孔揭露的集中富水區(qū)7的位置和寬度，提前在泄水套管9的對應(yīng)位置處打濾水孔15。濾水孔15的分布范圍與集中富水區(qū)7的寬度接近，其作用是隔擋水中攜帶的巖肩及碎塊。
[0048](3)第三級鉆孔揭露集中富水區(qū)7后，下入泄水套管9。泄水套管9下到設(shè)計深度后，把提前連接好的帶有截止閥門18的密封接頭17安裝到泄水套管9的孔口端。安裝時截止閥門18處于打開狀態(tài)，有利于減小密封接頭17安裝時套管內(nèi)的水壓阻力。密封接頭17安裝完成后，關(guān)閉截止閥門18。
[0049](4)把連接有雙液注漿混合器11的注漿接頭16連接在位于孔口端部的第二級套管4上。
[0050](5)通過雙液注漿混合器11和注漿接頭16向第二級套管4和泄水套管9之間的空隙內(nèi)注漿。此時漿液將沿該空隙向鉆孔深部運移。需要說明的是，該過程注漿為定量注漿，即根據(jù)需要注漿封閉的空間容積，注入等量的漿液。當(dāng)漿液剛運移至集中富水區(qū)的邊界6時，停止注漿并關(guān)閉雙液注漿混合器11，等候漿液固結(jié)。
[0051](6)待第二級套管4與泄水套管9間的漿液固結(jié)后，拆除與第二級套管4連接的注漿接頭16，清理并拆卸泄水套管密封接頭17及截止閥門18，并在泄水套管9孔口端處安裝處于開啟狀態(tài)的控水閥門13。此時，集中富水區(qū)7內(nèi)的水從泄水套管的控水閥門13內(nèi)涌出。
[0052]施工中的安全技術(shù)要求如下:
[0053](I)第一級套管3的作用是滿足后續(xù)套管封固時壓力和止?jié){的需要。第二級套管4的作用是隔離注漿帷幕區(qū)，避免注漿帷幕區(qū)內(nèi)存在暴露圍巖的裸孔段，防止集中富水區(qū)7內(nèi)的地下水通過三級鉆孔向外流動時沖刷和破壞裸孔段的圍巖。
[0054](2)施工第二級鉆孔時，鉆孔深度達到設(shè)計深度前，若遇到鉆孔圍巖涌水的情況，必須注入雙液漿封堵涌水。在下入第二級套管4前，要求鉆孔內(nèi)不得有出水現(xiàn)象，從而保證第二級套管的封固質(zhì)量。
[0055](3)要求第一級套管3和第二級套管4封固時要滿足一定壓力，使得漿液在套管和鉆孔巖壁的空隙內(nèi)充填飽滿，并有部分漿液滲透到圍巖內(nèi)，以確保套管封固質(zhì)量。
[0056](4)套管封固時選擇具有無收縮性的雙液漿(如水泥一水玻璃雙液漿)，避免漿液固結(jié)后產(chǎn)生收縮裂紋，影響套管封固效果。
[0057](5)在套管封固前，首先根據(jù)注漿充填的空間(即套管與鉆孔內(nèi)壁間的體積)得到注漿量，然后根據(jù)注漿設(shè)備的注漿速率計算出漿液充填所需的時間。雙液漿的初凝時間需大于漿液充填時間，以保證漿液能順利充填所需空間，而不出現(xiàn)凝固起壓的現(xiàn)象。
[0058](6)施工帷幕外泄水鉆孔8之前，應(yīng)采用物探手段(如瞬變電磁方法)對帷幕外富水區(qū)7的分布狀態(tài)和賦水性進行探測，以確定富水區(qū)的空間位置及規(guī)模。
[0059](7)對泄水套管9與第二級套管4之間的空隙進行定量注漿以封固泄水套管9，定量注漿的目的是防止?jié){液進入集中富水區(qū)7內(nèi)封堵富水區(qū)裂隙，從而降低鉆孔泄水量和泄水效率。
[0060](8)泄水套管9外端須安裝控水閥門13，根據(jù)需要控制和調(diào)節(jié)鉆孔泄水量，確保施工安全。
[0061](9)當(dāng)集中富水區(qū)7內(nèi)涌水?dāng)y帶的雜物(石塊或砂)堵塞泄水套管9時，可在泄水套管內(nèi)下鉆頭對堵塞物進行掃孔清理，增大泄水量。
[0062](10)當(dāng)泄水孔的泄水量達不到施工技術(shù)要求時，應(yīng)在相同集中富水區(qū)域或不同富水區(qū)域內(nèi)增加泄水孔數(shù)量，其施工工藝一致。
[0063]具體應(yīng)用實施例:
[0064]國內(nèi)某公路隧道穿越全-強風(fēng)化花崗巖地層。該地層結(jié)構(gòu)破碎，自穩(wěn)性差，含導(dǎo)水構(gòu)造極端發(fā)育，地下水豐富且水壓高。當(dāng)隧道開挖至集中富水區(qū)時，先后發(fā)生4次較大規(guī)模的突水突泥災(zāi)害，嚴(yán)重威脅施工安全。后期施工中采用帷幕注漿方法對突水突泥高風(fēng)險區(qū)段進行治理，取得了較好的治理效果。
[0065]在進口右洞第二循環(huán)帷幕注漿實施過程中，鉆孔揭露的單孔涌水量高達400m3/h，水壓達1.5MPa。高壓大流量地下水對圍巖造成嚴(yán)重的滲透和沖刷破壞，對注漿帷幕圈形成帶來極大難度，同時高水壓導(dǎo)致注漿壓力升高，不利于隧道初支穩(wěn)定和后期開挖安全。為保證右洞第二循環(huán)帷幕注漿的順利實施以及同時進行的左洞第二循環(huán)注漿治理區(qū)段的安全開挖(左、右洞間中隔巖柱的厚度僅為17m)，在右洞帷幕注漿止?jié){墻上施工了 4個泄水孔，對左、右洞第二循環(huán)帷幕注漿區(qū)前方的高壓集中富水區(qū)進行了泄水降壓。4個泄水孔的總泄水量達到300m3/h以上，有效緩解了高壓地下水對圍巖的破壞作用，降低了開挖過程中的涌水風(fēng)險，大幅提升了帷幕注漿治理效果和施工效率，確保了左、右洞第二循環(huán)帷幕注漿區(qū)段的安全順利開挖。
[0066]下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明做進一步說明:
[0067](I)利用瞬變電磁超前地質(zhì)預(yù)報手段探測了隧道進口左、右洞第二循環(huán)注漿帷幕區(qū)外集中富水區(qū)域7的位置和規(guī)模。
[0068](2)根據(jù)集中富水區(qū)7、注漿帷幕區(qū)以及進口右洞第二循環(huán)注漿帷幕止?jié){墻I的相互關(guān)系，設(shè)計泄水孔8。
[0069](3)在進口右洞第二循環(huán)帷幕注漿止?jié){墻I處布設(shè)泄水孔8的開孔位置，并標(biāo)定鉆孔施工角度和深度。
[0070](4)利用鉆機施工深度為8.5m的第一級鉆孔，并下入直徑為146mm的第一級套管3。然后，利用水泥-水玻璃雙液漿對第一級套管3和第一級鉆孔內(nèi)壁之間的空隙進行封固。漿液凝固后，在第一級套管3內(nèi)下入直徑為133mm的鉆頭施工第二級鉆孔，首先掃除第一級套管3內(nèi)的漿液結(jié)石體并延深鉆孔，直至達到第二級鉆孔的設(shè)計深度26m(鉆孔穿出第二循環(huán)注漿加固帷幕圈邊界6的深度)。之后，下入直徑127mm的第二級套管4，利用水泥-水玻璃雙液漿對第二級套管5和第二級鉆孔巖壁之間的空隙進行封固。
[0071](5)當(dāng)?shù)诙壧坠?封固好后，采用直徑113mm的鉆頭施工泄水鉆孔8，首先掃除第二級套管4內(nèi)的漿液固結(jié)體，然后繼續(xù)延伸鉆孔直至穿透注漿帷幕外的集中富水區(qū)7。此時，帷幕外集中富水區(qū)7內(nèi)的地下水通過泄水鉆孔8涌出。在鉆孔涌水情況下，在泄水鉆孔8內(nèi)下入直徑108mm的泄水套管9，泄水套管9延伸進入帷幕外集中富水區(qū)7內(nèi)4m。在泄水套管9底端的4m范圍內(nèi)預(yù)先開設(shè)了濾水孔15，其直徑為10mm，在泄水套管9的表面呈品字形均勻分布。下入泄水套管9后，地下水將沿泄水套管9流出。當(dāng)泄水套管9下到設(shè)計位置后，把提前連接好的帶有截止閥門18的泄水套管密封接頭17安裝到泄水套管9的孔口端。安裝時截止閥門18處于打開狀態(tài)，有利于減小密封接頭17與泄水套管9連接時的地下水阻力。安裝完成后，關(guān)閉截止閥門18。
[0072](6)把連接有雙液注漿混合器11的注漿接頭16安裝到第二級套管4的孔口端。通過連接雙液注漿混合器11的注漿接頭16，向第二級套管4和泄水套管9之間的空隙注入水泥一水玻璃雙液漿，漿液將沿空隙向鉆孔深部運移。注漿前，提前計算出第二級套管4和泄水套管9之間的空隙體積，根據(jù)該體積注入等量的漿液，當(dāng)漿液運移到注漿加固帷幕圈邊界6的位置時停止注漿，并關(guān)閉雙液注漿混合器11的閥門，等候漿液凝固。
[0073](7)待泄水套管9封固好后，打開注漿接頭16與第二級套管4的連接，清理截止閥門18和泄水套管上的密封接頭17，卸掉泄水套管密封接頭17，之后在泄水套管9的孔口端安裝處于開啟狀態(tài)的控水閥門13。此時，帷幕外集中富水區(qū)7內(nèi)的高壓地下水沿泄水套管9從控水閥門13涌出，隧道注漿帷幕外泄水鉆孔施工完畢。
[0074]施工中的安全技術(shù)要求如下:
[0075](I)根據(jù)注漿帷幕區(qū)地層巖性及地質(zhì)條件，結(jié)合帷幕注漿鉆孔施工的實際情況，采用水泥一水玻璃雙液漿封固各級套管，封固時的注漿終壓定為3.5MPa，注漿封堵鉆孔涌水的注漿終壓定為5.0MPa。
[0076](2)選擇使用的水泥一水玻璃雙液漿為無收縮的可控速凝類漿液。配制雙漿液所用的水泥為42.5R普通娃酸鹽水泥，水泥楽濃度為1.5g/cm3。所用的水玻璃濃度為35Be,，模數(shù)2.8。水泥漿和水玻璃漿體積比為1:1。雙液漿初凝時間控制在20?40s之間，并根據(jù)注漿需要實時調(diào)整。
[0077](3)在施工第二級鉆孔時，鉆孔未達設(shè)計深度前，遇到鉆孔圍巖涌水的現(xiàn)象，采用了水泥一水玻璃雙液漿進行了注漿封堵。
[0078]上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種隧道注漿帷幕外泄水鉆孔安全施工方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟I，通過止?jié){墻向注漿帷幕內(nèi)依次施工第一級和第二級鉆孔，并在第一級鉆孔、第二級鉆孔內(nèi)依次注漿封固第一級和第二級套管； 步驟2，在第二級套管內(nèi)施工第三級鉆孔，同時在第三級鉆孔內(nèi)下設(shè)泄水套管，并在泄水套管孔口端安裝帶有截止閥門的泄水套管密封接頭； 步驟3，把連接有雙液注漿混合器的注漿接頭連接到第二級套管的孔口端，向第二級套管和泄水套管之間的間隙內(nèi)注漿，封固泄水套管；當(dāng)漿液到達集中富水區(qū)的邊界時，停止注漿，關(guān)閉雙液注漿混合器，等候漿液固結(jié)； 步驟4，待第二級套管與泄水套管間的漿液固結(jié)后，拆除注漿接頭、泄水套管密封接頭及截止閥門，并在泄水套管孔口端處安裝處于開啟狀態(tài)的控水閥門；集中富水區(qū)內(nèi)的水從泄水套管涌出，達到泄水減壓的目的。2.如權(quán)利要求1所述的隧道注漿帷幕外泄水鉆孔安全施工方法，其特征在于，所述步驟I的具體過程如下: 步驟1-1，根據(jù)探明的帷幕外集中富水區(qū)范圍及其與止?jié){墻之間的空間位置關(guān)系，設(shè)計泄水孔； 步驟1-2，通過止?jié){墻向注漿帷幕區(qū)內(nèi)施工第一級鉆孔，到設(shè)計深度后下入第一級套管，之后對第一級套管與第一級鉆孔之間的環(huán)狀空間進行注漿封固； 步驟1-3，第一級套管封固達到候凝時間后，在第一級套管內(nèi)下入鉆頭，把第一級套管內(nèi)的漿液結(jié)石體清掃干凈并繼續(xù)鉆進延深鉆孔，形成第二級鉆孔； 步驟1-4，當(dāng)鉆進到第二級鉆孔的設(shè)計深度時，下入第二級套管，并對第二級套管和第二級鉆孔之間的環(huán)狀空間進行注漿封固。3.如權(quán)利要求2所述的隧道注漿帷幕外泄水鉆孔安全施工方法，其特征在于，所述的封固方法如下:向第一級套管或第二級套管內(nèi)注入速凝類漿液，漿液抵達第一級鉆孔或者第二級鉆孔底部后將由第一級套管或第二級套管外壁與鉆孔孔壁的間隙向外返漿充填，漿液凝固后即可封固第一級套管或第二級套管。4.如權(quán)利要求3所述的隧道注漿帷幕外泄水鉆孔安全施工方法，其特征在于，在第一級以及第二級套管封固前，首先根據(jù)注漿充填的空間得到注漿量，然后根據(jù)注漿設(shè)備的注漿速率計算出漿液充填所需的時間;所選擇的速凝類漿液的初凝時間要大于漿液充填時間。5.如權(quán)利要求1所述的隧道注漿帷幕外泄水鉆孔安全施工方法，其特征在于，所述的步驟2如下: 步驟2-1，對第二級套管內(nèi)的漿液固結(jié)體進行清掃，之后繼續(xù)延深鉆孔施工第三級鉆孔，直到揭露并貫穿帷幕外集中富水區(qū)，之后水從第三級鉆孔和第二級套管內(nèi)流出； 步驟2-2，根據(jù)第三級鉆孔揭露的集中富水區(qū)的位置和寬度，在泄水套管的對應(yīng)位置處打濾水孔； 步驟2-3，在第三級鉆孔內(nèi)下入泄水套管；泄水套管下到設(shè)計深度后，把提前連接好的帶有截止閥門的密封接頭安裝到泄水套管的孔口端。6.如權(quán)利要求5所述的隧道注漿帷幕外泄水鉆孔安全施工方法，其特征在于，所述的濾水孔分布范圍與集中富水區(qū)寬度接近。7.如權(quán)利要求5所述的隧道注漿帷幕外泄水鉆孔安全施工方法，其特征在于，在安裝泄水套管密封接頭安裝時截止閥門是打開的，安裝完成后，關(guān)閉截止閥門。8.如權(quán)利要求1所述的隧道注漿帷幕外泄水鉆孔安全施工方法，其特征在于，向第二級套管與泄水套管之間的空隙內(nèi)注漿的過程為注漿為定量注漿，即根據(jù)需要注漿封閉的空間容積，注入等量的漿液量;當(dāng)漿液剛運移至集中富水區(qū)的邊界時，停止注漿并關(guān)閉雙液注漿混合器，等候漿液固結(jié)。9.如權(quán)利要求1所述的隧道注漿帷幕外泄水鉆孔安全施工方法，其特征在于，所述三級鉆孔的開孔位置選擇在止?jié){墻上。10.如權(quán)利要求1所述的隧道注漿帷幕外泄水鉆孔安全施工方法，其特征在于，第一級、第二級套管封固時的壓力要滿足以下條件: 保證漿液在套管和圍巖間隙內(nèi)充填飽滿，并有部分漿液滲透到圍巖內(nèi)，確保套管封固質(zhì)量。
【文檔編號】E21B33/13GK106014201SQ201610546946
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月12日
【發(fā)明人】楊磊, 李術(shù)才, 張慶松, 潘光明, 周小生, 陳慧, 李召峰, 王凱, 林榮峰, 隨海通, 張波
【申請人】山東大學(xué)