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涌水,突水处理方案


大量渗水、涌水隧道施工工艺 大量渗水、
一、 大量涌水隧道施工 1.施工方法 运用新奥法原理,沿隧道开挖轮廓线(含底部)按轴向辐射状布孔(开 挖面中心也布孔) ,进行全断面全封闭深孔注浆固结止水,使 隧道周边及开挖面 形成一个堵水帷幕(加固区) ,切断地下水流通路,保持围岩稳定,增强施工安 全。 2.施工工艺 (1)施工程序(见施工程序图) (2)超前地质预报 对于构造

复杂、水量丰富的地层,必须准确预报工作面前方 20~25M 范 围的工程地质和水文地质情况,以便为制定施工方案和确定注浆参数提供依据。 ①钻孔方法:利用液压钻孔台车或 YQ-100A 施钻深孔,在拱顶、起拱线和隧 道中下部位各钻φ76mm 孔,孔深超出注浆段 5m 左右。

②预报内容: 预测工作面前方注浆段长度范围的地质构造和 岩性、地下水出露位置和水量大小,以及围岩变化情况。
③预报方法:采用钻眼排碴取样分析,记录钻速、水质水量变化情况以及开 挖后的岩面观测素描,综合判断预报前方水文、地质条件。 (3)钻孔作业 ①封堵墙(止浆墙)施工:首先按照注浆设计施工封堵墙,封堵墙设于开挖 面后端,封堵墙厚 0.8~1.0m,用 C20 砼灌注一次成型。 ②布孔:由测工站在工作平台上,用红油漆在掌子面上按设计准确画出钻孔 位置,标注编号。 ③钻孔: A.钻孔时台车大臂必须顶紧在掌子面上,以防止过大颤动而影响施钻精度。 B.钻机开孔时钻速宜低,钻深 20cm 后转入正常钻速。 C.第一根钻杆钻完后,凿岩机与钻杆脱离,使用联接套接第二根,依次接 杆直至钻到设计深度。 D.钻孔深度达到设计要求后,凿岩机后退带出钻杆,人工用卡或大扳手卡紧 前杆,凿岩机反转,松开连接套卸下钻杆,按同样方法依次拆卸钻杆退出孔外。

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E.注浆孔角度参数: 仰角、俯角、左偏角、右偏角均控制在最小 3°、最大 26°内。 ④开孔孔径及深度:注浆孔用φ100 钻头开孔,孔内放置长 3~6m 的φ86 钢管(或橡胶止浆塞管)做孔口管,掏孔清碴时用φ76 钻头。注浆段长度为 20m 一环。 ⑤钻孔深度控制:台车大臂按设计布孔位置点对正,用简易垂球量角器测钻 杆仰角,调整至设计角度,并在钻杆上安装导向指示器,控制钻孔偏角。 ⑥台车钻孔工作参数:凿岩台车钻孔作业的推进压力 2.5~4.0MPa,回转压 力 5.0~6.0MPa,冲击压力 19~20MPa。 (4)注浆作业 ①注浆材料: 水泥:用 425 号以上的普通硅酸盐水泥,质量应符合标准。 水玻璃:用出厂浓度 42~45Bé,比重 1.42~1.45,模数 2.4~2.8 的水玻璃 原液。 拌合水:水质应符合《铁路砼及砌石工程施工规范》中的各项规定。 ②配合比控制:水灰比(W/C)为 0.8;水玻璃稀释浓度为 25~35Bé;双液 体积比(C/S)为 1:0.5~0.7。 ③凝胶与凝结时间控制:为满足浆液扩散半径的要求,采用凝结时间为:一 般地段 3 分钟,富水地段 1~2 分钟。 施工控制分以下三种: A.水灰比固定,水玻璃浓度不变,变换双浆比例。当水玻璃溶液所占比例 由小到大,凝胶时间则由长到短,初、终凝由慢到快。 B.水玻璃浓度不变,双液比例固定,变换水灰比。当水灰比由小到大,凝 胶时间由短到长,初、终凝由快到慢。 C.水灰比不变,双液比固定,变换水玻璃浓度。当水玻璃浓度由高到低, 凝胶时间由短到长,初、终凝由快到慢。 ④注浆:连接注浆管路,用注浆泵先压水检查管路是否漏水,设备状态是否 正常,然后再做压水试验,以冲洗岩石裂隙,扩大浆液通路,增加浆液冲塞的密 实性,核实岩石的渗透性。 对于富水断层破碎带清孔后,先压水泥浆液,再压 CS 双液浆。
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标定注浆泵上电接触点压力表的最大压力指标, 泵压后观察压力变化及水泥 浆和水玻璃的消耗数量。 记录注浆时间和注浆量。 注浆达到标准后,打开三通混合器的减压阀排浆,卸下混合器换注另一孔。 注浆结束后,拆卸各注浆器件,全部清洗干净,并对注浆泵进行检查保养。 ⑤ 作业方式: 注浆方式采用前进式或全孔一次压入式。 钻孔过程中未涌水的, 就一钻到底, 全孔一次压入式注浆;在钻孔过程中,如发现有水,即停止钻孔,采取注一段钻 一段的前进式注浆,直至达到设计段长位置。 在水压、水量较大的情况下,还可采用分层泄水减压、分层注浆方式。即下 层管注浆,中层管放水;中层管注浆,上层管放水,这样逐层抬水,把水排挤到 拱顶以上规定的止水固结圈以外。 注浆顺序为由下而上,由里向外。 ⑥注浆参数: A.注浆压力及单孔扩散半径: 注浆压力一般为地下水静水压力的 2~3 倍,考虑到岩层裂隙阻力,初始压 力 3MPa,终压 4~5MPa。单孔浆液扩散半径 4m。 B.注浆速度: 钻孔出水量大于 50L/min 时, 注浆速度取 80~100L/min。 钻孔出水量等于 0~ 50L/min 时,注浆速度取 60~80L/min。 C.注浆扩散范围: 注浆有效范围为开挖轮廓线外 4.0m(塌方段为 5.0m) 。 D.注浆量: 按注浆范围内围岩体积的 5%左右考虑,实注量由钻孔压水试验确定。 (单孔 。 注浆量 V=11m ,参考值) 3.劳动力组织 深孔超前预注浆工序多,要求工序衔接紧凑,因此施工组织安排要合理,使 各道工序协调动作。 作业工序为四大项:钻孔、运料、配料、注浆。每班施工作业人员 29 人, 劳动力安排见下表。
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序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

作 注浆孔司钻







人 2 4 3 3 9 3 1 1 1 1 1 29







接钻杆,安孔口管、接注浆管 操作注浆泵,接电和维修 调释水玻璃,拌水泥浆 装、运料,卸料 运料汽车司机,值班汽车司机 质量安全检查 测量 试验 技术指导工程师 指挥 合计

4.机械设备配置 (1)主要注浆配件 ①制作注浆孔口管,管长 3m、6m 两种,管尾焊接联接套,联接套长 56mm, 内径 90mm,外径 98mm,它的另一头带有梯形螺纹丝扣,也可用止水浆塞做注浆 管,止浆塞采用自制橡胶止浆塞。 ②羊角式注浆嘴套帽 注浆嘴套帽内口径螺纹能与孔口管尾外螺纹扣套接。帽头上钻两个孔,接成 半角式接头,接头直径 30mm,长 85mm,与三通混合器连接。 ③三通混合器 三通混合器外形尺寸 92mm×92mm×62mm,为逆止阀型,有 4 个孔,其中 2 个内径为 28mm 的螺纹孔接注浆管的入口,有一内径为 30mm 螺纹孔为出浆口,一 个减压排浆口。逆止阀使双液混合后不能返流,直接流入羊角注浆嘴里。 ④注浆孔口管顶进联接套 顶进联接套尺寸和注浆嘴套帽相同,在帽上套焊一个钎尾套,接在钻孔台车 的凿岩机上。 ⑤注浆管 φ25 高压胶管长 5m 和 10m,每一台注浆泵长短各配 2 根。 φ25 无缝钢管管路配长 30~50m,水泥浆和水玻璃浆液各一条管路。

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钢管连接用钢制管节对接,高压胶管与钢管连接配件为快速接头或缩头锁 接。 5.质量控制要点 (1)一次注浆段长度不大于 20m; (2)注浆帷幕厚度不小于 4.0m; (3)堵水率不低于 90%; (4)注浆结石体 7 天的单轴抗压强度不小于 5MPa。 6.安全措施 (1)地质超前预报和监控量测在施工中贯彻始终。 (2)施工排水沟要及时疏排,严防积水。 (3) 针对富水断层破碎带深孔注浆固结止水施工的特点和要求, 制定安全实施细则。 (4) 加强全员安全意识教育, 坚持安全第一的思想, 不盲目追求进度, 以防止塌方。 (5)要配备少量聚胺脂材料,作为突水应急堵漏时用。 (6)注浆作业人员戴口罩、眼镜和软手套,以防止水泥粉尘和水玻璃溶液 对人体造成伤害。 (7)要有良好的照明条件。 施工程序图见下页: 二、大量渗水隧道施工 1.施工方法 整治隧道施工渗水,采用聚氯乙烯(PVC)塑料板,即在初期支护与模筑 砼衬砌之间铺一层 PVC 板,使衬砌表面达到干燥的要求。 2.施工工艺 ①准备工作 A.PVC 防水板的质量检查 检查是否有变色、波纹(厚薄不均) 、斑点、刀痕、撕裂、小孔等缺点。 B.用特种铅笔在 PVC 防水板边缘上绘出焊缝搭接线,搭接线距板边 10cm。 C.PVC 防水板拱部、边墙分段铺设,拱部划出中线,并对称卷起备用。 D.工作台就位:工作台由万能杆件拼装,接通电源,切断钢丝网露头,对 超挖空

施 工 程 序 图
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施工设计图 施 工 准 地质超前预报 注浆配合比试验与设计

注浆站布置

注浆配件加工

钻孔:钻孔→接杆→退杆 注浆:接管→试压→压浆

不合格

注浆检查:堵水率 >90%; 浆液扩散范 围从开挖轮廓算 起>4m

合格 开 超前支护 衬 洞要挂网回填砼。 ②固定 PVC 防水板 每环 PVC 防水板拱部与边墙分别铺设, 先将拱部 PVC 防水板中线重合隧道中 线, 并及时在 PVC 防水板两边,离边缘 5cm,间距 0.5m,进行锚定,边墙铺设从起拱 线开始, 板边固定点距边缘 5cm, 间距 1m, 向下展开。 防水板当中的锚固点布置:

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沿横 PVC 防水板施工程序(见下图)
1.工作台架就位; 2.接通电线路; 3.烧焊锚杆及铁丝网断 头; 4.如有超挖洞,应编铁 丝网及回填; 5.拱顶划出隧道中线, 第一次铺第一环时, 应划 出垂直隧道中线的横断

1.塑料板质量检查; 2.划焊缝搭接线; 3.塑料板分拱部、边墙 两段截取,将拱部的对称 卷起。

洞外任务

洞内任务

准备工作

上弹→装钉→枪 口放垫圈→射击

固定塑料板

钻孔→清孔→放胀 管→塑料板对位穿 孔 → 垫圈 → 放塑料 板上再穿螺钉→螺 钉进塑料胀管上紧

用射钉枪

用电锤

焊接塑料板搭接缝

焊 缝 补

质 量 检

移工作台架



断面方向间距为 0.5~1.0m,沿隧道轴线方向为 1.0m,梅花形布置。 ③焊接 PVC 板搭接缝 搭接缝的焊接工作要超前于另一边。 ④焊缝补强 焊缝有不符合质量要求时,及时进行修补处理。 3.劳动力组织 PVC 防水板施工每班 28 人,分边墙与拱部两组,其分工如下: 班长 2人 锚固 6人 焊接 12 人 辅助工 8人 施工机具配备见下页:

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4.施工工具配备见下表
名 射钉枪 电锤 电烙铁 调压器 铜刷 小锤 螺丝刀 锥子 卡丝钳 剪刀 万能表 试电笔 工具袋 称 型 号 单 台 台 把 台 把 把 位 数 3 3 12 6 12 3 3 3 3 3 1 3 1 量 备 注 SDT—A301 型 回 ZIC—16 型 220V/150W 1KVA 4~6 排刷

把 把 把 把 个 支 个

5.质量控制要点 (1)固定防水板时,要将防水板放松,不可绷得太紧,根据岩石基面情况留 够富余量,使二次模筑砼挤压后,防水板与喷砼层表面自然密贴。 (2)两防水板间的搭接宽度 10cm。 (3)用电锤固定防水板时,由于塑料胀锚螺栓直径为 42mm,所以选用直径 8mm 的钻头钻眼,孔深 40~50mm。 (4)防水板焊缝宽度不小于 1cm,焊接电压 110V,最高不得超过 130V。 (5)用电烙铁焊接防水板时,烙铁头在两塑料板间均匀移动,同时在上层防 水板之上用手指均匀用力推挤,以防水板焊缝间挤出塑料熔液为最佳。 (6)抽出烙铁头时,需将其上残留的熔融塑料刷掉。 6.安全质量措施 (1)为保证铺设 PVC 板的平整,隧道开挖采用光面爆破,喷砼后要达到隧道 轮廓线圆顺整齐。 (2)铺设防水板前,先将边墙基础灌注好,严禁在已铺设防水板处进行爆破作 业。 (3)喷射砼表层有淋水时,采取引、挡、排、遮等措施,保证焊接时无滴水浸 入。 (4)射钉枪或电锤,都要垂直于岩层面,同时防水板上要加垫圈。 (5)焊接开始前,电烙铁需在小块塑料板上试温,能使塑料板熔化时才能焊 接,停焊时应及时切断电源。 (6)用电烙铁进行焊缝补强时,要防止烙铁头将下块防水板烫出沟槽,影响 防水效果。若发现有烤焦变色或焊穿等现象时,要及时进行补贴处理。

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(7)隧道内各洞室铺防水板时,均须自上而下,从外向洞室内展铺,并注意 正洞的防水板应搭接在洞室防水板里面,并在正洞与洞室边缘增加固定点。 (8)在模筑砼施工时,砼不能直接冲击防水板,震捣器不得接触防水板。

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