烏鞘嶺特長隧道8號斜井注漿堵水技術

烏鞘嶺特長隧道8號斜井注漿堵水技術

1烏刀嶺斜井涌水區(qū)烏薩嶺隧道位于藍新線蘭武段的打柴溝站和龍溝站之間。設計為兩條連接線隧道，長20.05萬米。根據(jù)設計資料,8號斜井為中等富水區(qū),地下水較發(fā)育,可能有基巖裂隙水滲出或發(fā)生突水突泥災害,預測其最大涌水量為3450m3/d。施工過程采用隧道噴射混凝土與鋼筋(模筑)混凝土之間設厚1.0~1.5mm的EVA防水板,拱墻環(huán)向、墻腳縱向設置排水盲管,同時在環(huán)向襯砌施工縫處采用橡膠止水帶。盡管如此,為了從根本上消除水的影響,在開挖后對富水段進行了注漿堵水,將水害的影響降低到最小。烏鞘嶺特長隧道8號斜井承擔施工的左、右線共計2646m,主要為嶺脊三疊系砂巖夾頁巖,大多為弱富水區(qū),而左、右線各四個段落為富水區(qū),涌水量較大,表1為其里程和估計涌水量。8號斜井涌水形式為拱部多處滴水呈線狀或雨狀,邊墻或掌子面滲水,多處出現(xiàn)小股狀涌水、局部出現(xiàn)面狀滲水,基巖裂隙水有一定的補給來源。根據(jù)烏鞘嶺特長隧道建設指揮部的現(xiàn)場辦公會議紀要精神,對三疊系地層、志留系變質(zhì)砂巖地層有水段落,采用“堵排結(jié)合、以堵為主”的治水原則,注漿堵水后,要達到“邊墻不淌水,拱部滴水不成線”的效果,在二次襯砌施作前,堵水率要達到60%以上。2次襯砌+堵排施工掘進期間,對水量較大或影響區(qū)域水文環(huán)境條件地段采取“以堵為主、限量排放”的處理措施。實施堵排結(jié)合、限量排放,在經(jīng)過堵水、抽水后使得掌子面的水不至于影響正洞的正常掘進,在二次襯砌施作前,以堵為主,以減少地下水對隧道的危害,同時保護本來就較為脆弱的生態(tài)環(huán)境。原則上要做到襯砌表面沒有明顯滲漏水,路面不致翻漿冒泥。3為保持注水方案的確定和材料性能3.1局部頂水注漿和超預注漿注漿一般采用超前注漿、局部頂水注漿、周邊徑向注漿等3種方式。對未開挖的地段,根據(jù)圍巖狀況及施工中超前探水及掌子面的滲(涌)水量的大小,對于集中涌水點,實施局部頂水注漿或超前預注漿,以減少掌子面的涌水,改善地層結(jié)構,利于施工過程掌子面的安全;對開挖后出現(xiàn)大面積滲水、淋水的地段,在掌子面鉆眼爆破的同時按設計預鉆徑向注漿孔,待工序進入正常時,即進行周邊徑向注漿,以減小掌子面的抽水壓力,加快施工進度;而在施工過程中則對集中涌水點采用局部頂水注漿。3.2隧道注漿堵水一般地,注漿材料可分為水泥漿液和化學漿液兩大類。水泥漿液常用于隧道內(nèi)的注漿堵水,有單液水泥漿和水泥-水玻璃雙液漿等。表2為幾種注漿材料的主要性能指標。4主儲水技術4.1注漿法分析4.1.1超前注漿式對股狀涌水,采用水泥-水玻璃雙液漿進行局部超前注漿。如圖1所示,首先在集中涌水點附近沿開挖輪廓達2排超前鉆孔,每排設4個鉆孔,孔口間距0.5m,外插角約20°,施鉆完注漿孔之后,進行超前注漿。若超前孔注漿完畢后,涌水點仍存在大量涌水時,則按局部注漿圖1所示的方向沿前進方向進行超前注漿,鉆孔深度6m。4.1.2鉆孔、壓漿及注漿對局部部位集中股狀涌水段采用水泥-水玻璃雙液漿進行壓漿堵水。在集中涌水點附近2m范圍內(nèi),如圖2所示。外圈按1.5m、內(nèi)圈按0.7m的間距進行鉆孔,其鉆孔方向為出水方向,若出水方向不明確時,則向出水方向鉆斜孔。施工時在出水點附近按圖布置鉆孔,應保證90%以上的鉆孔出水,采用4m長的鋼管,3m長范圍設花孔,以保證漿液從周圍的孔中流出,小孔直徑8mm,間距10cm,實施一次性壓漿。采用快凝混凝土黏結(jié)鋼管與孔壁。實施壓漿時,從出水量最小的孔開始壓漿,依次封堵出水量較大的孔,最后對出水量大的孔進行頂水壓漿。注漿過程若出現(xiàn)串漿,則關閉孔口閥門或堵塞孔口,待其它孔注漿完畢后再行打開閥門。若發(fā)生流水,則繼續(xù)注漿,直至每個孔達到注漿結(jié)束標準。4.1.3布孔、鉆孔布置對大面積淋水地段隧道采用周邊徑向注漿,如圖3所示,在隧道周邊按90~180cm的間距進行布孔、鉆孔,共計21個,深度4~5m,鉆孔沿隧道縱向間距為2.2m,按梅花形布置,鉆孔深度應達到或超過圍巖松動區(qū)范圍且應保證90%以上的鉆孔出水(以此也可判斷出水深度)。周邊徑向注漿鋼管同局部頂水注漿。4.2主漿參數(shù)的確定注漿堵水的范圍為隧道周邊3~4m。(2)主漿參數(shù)其注漿參數(shù)見表3,具體實施時為了達到良好的注漿效果,提前進行注漿試驗,并根據(jù)注漿工藝及試驗結(jié)果對注漿參數(shù)進行調(diào)整。4.3注漿完成標準(1)單孔完成標準注漿終孔壓力達到1.5MPa時,且繼續(xù)注漿10min以上,單孔注漿量小于20~30L/min。(2)排水系統(tǒng)第一保護處孔內(nèi)涌水量檢查:嚴重破碎帶應小于0.2L/(min·m),且某一處漏水小于10L/min;一般地段應小于0.4L/(min·m),且某一處漏水小于10L/min。壓水試驗:在1.0MPa壓力下,進水量小于2L/(min·m)。4.4砂漿注入和施工過程圖45查確定了方案在未影響開挖的前提下,注漿堵水