一种迂回处置隧道涌水塌方的方法与流程

本发明涉及隧道涌水塌方治理，具体涉及一种迂回处置隧道涌水塌方的方法。

背景技术：

1、塌方是隧道施工中比较常见的事故，一旦发生，不仅延误工期、增加工程费用，而且会危及施工人员的生命安全。塌方处治方法是隧道施工的一个难点，尤其是当洞内因涌水导致塌方且涌水量未有明确衰减时的处治方法更是困难。

2、目前处治塌方较常规的方法一般采用大管棚注浆超前支护。该方法主要采用注浆大管棚辅以注浆小导管，对塌方体进行预支护。采用短进尺、分阶段开挖，对塌方体的支护做到随挖随支。此方法充分考虑了隧道的工程地质条件与施工技术条件，充分发挥了注浆法和管棚法的优点。但管棚和注浆的施工必须达到预期效果，即形成一个能支撑上面松散岩石的壳体。此方法如遇大型塌方、涌水塌方等地质条件很差时就无法顺利处治。且由于涌水塌方口水量大且塌方体形成一定堆砌坡度，传统正向注浆固结的止浆墙因塌方体的缘故无法施作，同时注浆液受塌方口集中涌水冲刷被带走，无法起到固结效果。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种迂回处置隧道涌水塌方的方法，可有效避免正面处置因涌水导致注浆达不到固结效果而危及施工人员安全的问题，同时能够增加工作面保证顺利有效地完成涌水塌方治理工作。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种迂回处置隧道涌水塌方的方法，包括如下步骤：步骤s1：横向施工洞施工；步骤s2：塌方体段超前支护；步骤s3：塌方体反向分段开挖；步骤s4：泄水孔施工；步骤s5：泄水孔封堵；步骤s6：完成涌水塌方段治理；所述横向施工洞为双洞隧道结构中未塌方洞垂直塌方洞横向施工的复合式拱形支护结构，且所述横向施工洞与塌方洞的交点位于塌方段的后点。为了解决上述技术问题，并实现相应技术效果，本发明，通过在塌方段的后点开挖横向施工洞后，进行塌方段的反向迂回处理，能够有效避免正面处置因涌水导致注浆达不到固结效果而危及施工人员安全的问题，同时能够增加工作面保证顺利有效地完成涌水塌方治理工作。

4、进一步的技术方案：

5、在所述步骤s2中超前支护包括采用超前注浆小导管想岩体裂隙中注入浆料，形成支护拱圈效应；

6、进一步的：超前支护包括还包括埋设长自进式锚杆，形成支护梁式效应。

7、进一步的：所述步骤s3：塌方体反向分段开挖包括步骤：

8、步骤s31：钻设注浆孔；

9、步骤s32：明确地质情况并确定注浆工艺；

10、步骤s33：明确注浆工艺并进行注浆；

11、步骤s34：检测注浆效果；

12、步骤s35：塌方体开挖；

13、步骤s36：重复步骤31～步骤35直至塌方段完全开挖完成。

14、进一步的：所述注浆孔的布置由工作面向开挖方向呈辐射状向隧道四周，且注浆孔的环向间距为110cm，径向间距为70cm；

15、进一步的：注浆孔内浆液的扩散半径为2m，注浆加固范围不少于开挖轮廓线外6m。

16、进一步的：所述步骤s3中，反向分段开挖的单段长度为30m，且相邻两反向开挖段搭接长度为5m；

17、进一步的：在单段反向开挖段的11m和17m处均分别设置一个补充断面，在单段反向开挖段的27m处设置一个终孔断面，且终端断面上终孔的间距小于3m。

18、进一步的：步骤s32中，首先从步骤s31开设的注浆孔中随机选取3～5个进行地质勘探，并由地质勘探结果从前进式分段注浆、钻杆后退式分段注浆与集束水平袖阀管分段注浆中选择适应地质情况的注浆方式进行注浆；

19、进一步的：当地质状况为成孔质量高，地层出水量大时，采用前进式分段注浆进行注浆，注浆时首先开设直径130mm的孔并安装直径108mm的孔口管，再以直径90mm的钻头向前钻进5～8m后停钻，并在孔口管处安装压盖板和注浆管路进行注浆，然后重复上述操作直至注浆达到预设孔深处；

20、进一步的：当地质状况为成孔差的软岩地层时，采用钻杆后退式分段注浆进行注浆，注浆时先钻孔至设计深度，然后利用钻杆作为注浆管，自设计终孔深度至孔口进行后退式注浆，分段长度根据地层情况选取2～4m，直至钻杆后退至孔口完成注浆；

21、进一步的：当地质状况为成孔差的软岩地层时，采用集束水平袖阀管分段注浆，注浆时先钻孔至设计深度，然后依次向注浆孔内下入多道长短不等的水平袖阀管，利用长短不等的水平袖阀管进行分段注浆。

22、进一步的：在步骤s34中，当完成步骤s33且浆液凝固之后，对注浆效果进行检查，从注浆堵水效果、压水透水率和浆液抗压强度方面进行检测；

23、具体检测方式如下：

24、注浆堵水效果检查：每循环全部注浆孔注浆完成后，在主要出水点或薄弱位置附近设置至少5个检查孔测孔内涌水量，要求涌水量小于0.5l/m·min为注浆合格，否则应进行补孔注浆，且检查孔长度比注浆段短2～3m，不钻穿注浆加固体；

25、进一步的：压水检查，对检查孔进行压水试压，透水率不大于2lu，孔段合格率在80％以上，不合格孔段的透水率值不超过设计规定值得50％，且不集中，灌浆质量认为合格，否则进行补孔注浆直至检验合格；

26、进一步的：钻芯取样，观察浆液充填情况，要求浆液充填饱满且固结体抗压强度大于0.3mpa。

27、进一步的：所述步骤s4中，当塌方体开挖之后，依据钻孔注浆过程中揭示的出水情况确定泄水孔的开设位置；

28、进一步的：所述泄水孔开孔在止浆墙后方5～8m初支处，每循环沿拱部打设10～12个，外插角不小于25°，长度40m。

29、进一步的：所述泄水孔钻孔直径不小于130mm，钻孔至18m后安装直径108mm、壁厚5mm钢管，且钢管外露初支长度不小于50cm，并焊接法兰盘；

30、进一步的：当第1次钻孔及钢管安装完成后，进行注浆封闭，防止加固圈外侧水自钢管外壁和孔壁之间流入加固体，再从直径108mm钢管内钻设40m长，直径90mm泄水孔。

31、进一步的：进行注浆时，采用下列公式对单孔延米注浆量进行预估，公式如下：

32、q＝πr2hnα(1+β)

33、其中，q为单孔单段注浆量单位为m3；r为浆液扩散半径单位为m，h为注浆分段长度单位为m；n为地层孔隙率；α为地层空隙或裂隙填充率；β为浆液损失率；

34、且当实际单孔注浆量超过预估注浆量的20％时则需对注浆施工进行检查。

35、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

36、1、本发明一种迂回处置隧道涌水塌方的方法，通过在塌方段的后点开挖横向施工洞后，进行塌方段的反向迂回处理，能够有效避免正面处置因涌水导致注浆达不到固结效果而危及施工人员安全的问题，同时能够增加工作面保证顺利有效地完成涌水塌方治理工作。

37、2、本发明一种迂回处置隧道涌水塌方的方法，纵向注浆小导管侧重注浆形成加固拱圈，长自进式锚杆侧重锚杆自身强刚性形成梁式框架支撑，使得本发明的竖向压力与纵向剪力作用对象更牢靠，受力更合理，结构更安全。

38、3、本发明一种迂回处置隧道涌水塌方的方法，通过迂回处治方法降低涌水塌方的施工复杂程度，提高工程效率，降低成本。同时开辟了跳过涌水塌方段正向施工的施工通道，加快了整体施工进度，减少工期耽误。