突泥突水地层隧道的围岩处理方法及装置与流程

本发明涉及隧道围岩，具体涉及一种突泥突水地层隧道的围岩处理方法及装置。

背景技术：

1、随着国民经济的持续、快速、健康发展，对交通运输条件的要求越来越高。隧道工程在高速公路、高速铁路、跨江河交通、水利工程中所占的比重日益增大，发挥着极其重要的作用。21世纪是我国隧道修建史上一个大发展时期，穿越不良地质地区软弱围岩隧道、隧道群的修建已成必然趋势。

2、隧道施工过程中，岩溶、崩塌、软岩变形和涌水(碎屑流)等地质灾害频繁，尤其是隧道涌水碎屑流、突水突泥，给施工安全、工程工期带来了巨大的风险。

3、隧道工程中突水问题是隧道修建的重要问题。突水是指地下工程施工或运营过程中，围岩含水层中的地下水克服隔水层、裂隙、断层带等的阻力，以股流或涌流形式突然集中流出的现象；以地下水携带有大量泥砂(或饱水的泥砂)形式突出的，则称之为突泥。突水、突泥破坏性极强，预测预报难度大，并会造成工程损失和环境破坏等问题。

4、相关技术中，突水的发生几率高、突水量大、水压高，又因其发生过程突然且突水部位不能轻易判断准确，也很难预测其规模及动力特征。再加上地下工程空间范围的限制，突水突泥问题往往会影响工程施工，导致围岩失稳，脱落堵塞隧道，同时引起地面塌陷和地面沉降及周围水环境的污染，影响长期运营及地表的生态环境，甚至引起更严重的生命安全及财产损失。

5、针对隧道突泥突水的研究，国内外学者和技术人员主要集中在突水突泥成因及机理，但对于隧道穿越突水突泥地层的防治处理没有解决方案，在隧道的施工中如果遇到了突泥突水地层，而且发生较大变形等情况，但对于断层破碎带突泥突水如何治理、如何控制没有行之有效的手段、方法。

6、因此，现有技术中缺乏一种更为综合、高效的设计方案来解决现有的技术问题。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种突泥突水地层隧道的围岩处理方法及装置，解决了在隧道的施工中如果遇到了突泥突水地层，对于断层破碎带突泥突水如何治理、如何控制没有行之有效的手段、方法的技术问题。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种突泥突水地层隧道的围岩处理方法，包括：根据突泥突水地层隧道的围岩的勘测地质的参数，将所述围岩标记为第一概率发生突泥突水区段和第二概率发生突泥突水区段；对于所述第一概率发生突泥突水区段的围岩，根据第一预设方法划分为安全区段和待排查区段；对于所述第二概率发生突泥突水区段的围岩，根据第二预设方法划分为第一突泥突水区段和第二突泥突水区段，其中，所述第一突泥突水区段的围岩的完整性、稳定性和地下水赋存状态和所述第二突泥突水区段的围岩不相同；对所述第一突泥突水区段的围岩和所述第二突泥突水区段的围岩分别进行泄水和注浆封堵处理。

3、优选地，对于所述第一概率发生突泥突水区段的围岩，根据第一预设方法划分为安全区段和待排查区段包括：

4、l≥s；

5、其中，s为所述围岩的岩盘安全厚度，s1为施工引起的松弛厚度区，s2为岩盘抗剪切保护区厚度，γ为断层破碎带容重，γ′为断层破碎带浮重度，γ″″为隧洞上覆盖岩层容重，h1为地下水位线到地表的高度，h2为地下水位线到隧洞拱顶的高度，θ为断层破碎带倾角，α为断层破碎带与洞轴线夹角，c为防突岩体粘聚力，为断层破碎带内摩擦角，为防突岩体内摩擦角，ρ为水的密度，c为隧洞截面周长；所述待排查区段为所述第一概率发生突泥突水区段的围岩中，去除掉所述安全区段部分的剩余围岩。

6、优选地，对于所述第二概率发生突泥突水区段的围岩，根据第二预设方法划分为第一突泥突水区段和第二突泥突水区段包括：根据物探法或钻探法确定所述第二概率发生突泥突水区段的围岩的完整性、稳定性和地下水赋存情况；根据所述完整性、稳定性和地下水赋存情况，将所述第二概率发生突泥突水区段的围岩分为所述第一突泥突水区段和所述第二突水区段。

7、优选地，对所述第一突泥突水区段的围岩和所述第二突泥突水区段的围岩分别进行泄水和/或注浆封堵处理包括：对所述第一突泥突水区段的围岩，进行泄水处理；判断出所述泄水处理后的所述第一突泥突水区段的围岩满足封堵条件，进行封堵处理。

8、优选地，对所述第一突泥突水区段的围岩和所述第二突泥突水区段的围岩分别进行泄水和/或注浆封堵处理包括：对所述第二突泥突水区段的围岩，同时进行所述泄水处理和所述注浆封堵处理。

9、优选地，所述泄水处理包括：在所述第一突泥突水区段的围岩或在所述第二突泥突水区段的围岩的掌子面设置预设长度的超前小导管对地下水进行引排。

10、优选地，所述超前小导管包括：无缝钢管，所述无缝钢管的直径为42毫米至54毫米，管壁的厚度大于或等于3毫米，长度为3.5米至4.5米。

11、优选地，所述注浆封堵处理包括：在所述第一突泥突水区段的围岩或在所述第二突泥突水区段的围岩，使用水泥浆对所述围岩初支背后及水路内松散围岩进行注浆加固。

12、优选地，在对所述第二突泥突水区段的围岩分别进行泄水和/或注浆封堵处理之后，还包括：对所述第二突泥突水区段的围岩，进行掌子面封堵及帷幕注浆处理，其中，所述掌子面封堵包括对所述第二突泥突水区段的围岩的突泥突水处直接进行封堵，并对所述第二突泥突水区段的围岩的除了突泥突水处的其他区域，进行喷射混凝土进行封闭，形成壳体保护；所述帷幕注浆包括：对所述第二突泥突水区段的围岩进行围岩的洞周帷幕注浆对地层加固，并在洞周辅助管棚支护。

13、根据本发明的又一个方面，还提供一种突泥突水地层隧道的围岩处理装置，包括：标记模块，用于根据突泥突水地层隧道的围岩的勘测地质的参数，将所述围岩标记为第一概率发生突泥突水区段和第二概率发生突泥突水区段；第一划分模块，用于对于所述第一概率发生突泥突水区段的围岩，根据第一预设方法划分为安全区段和待排查区段；第二划分模块，用于对于所述第二概率发生突泥突水区段的围岩，根据第二预设方法划分为第一突泥突水区段和第二突泥突水区段，其中，所述第一突泥突水区段的围岩的完整性、稳定性和地下水赋存状态和所述第二突泥突水区段的围岩不相同；处理模块，用于对所述第一突泥突水区段的围岩和所述第二突泥突水区段的围岩分别进行泄水和注浆封堵处理。

14、本发明通过提供一种突泥突水地层隧道的围岩处理方法及装置，包括：根据突泥突水地层隧道的围岩的勘测地质的参数，将所述围岩标记为第一概率发生突泥突水区段和第二概率发生突泥突水区段；对于所述第一概率发生突泥突水区段的围岩，根据第一预设方法划分为安全区段和待排查区段；对于所述第二概率发生突泥突水区段的围岩，根据第二预设方法划分为第一突泥突水区段和第二突泥突水区段，其中，所述第一突泥突水区段的围岩的完整性、稳定性和地下水赋存状态和所述第二突泥突水区段的围岩不相同；对所述第一突泥突水区段的围岩和所述第二突泥突水区段的围岩分别进行泄水和注浆封堵处理。从而解决了在隧道的施工中如果遇到了突泥突水地层，而且发生较大变形等情况，但对于断层破碎带突泥突水如何治理、如何控制没有行之有效的手段、方法的技术问题，实现了对修建隧道过程中围岩的稳定性的综合防治。