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1、隧道富水断层带深孔超前预注浆全封闭固结止水工法（TLEJGF-92-28）一、前言隧道及地下工程的富水断层带,由于围岩软弱破碎,稳定性差,加之水的影响,采用一般的方法,施工极其困难,作业不安全,掘进速度慢,工程质量难以保证。在这种不良地质地段施工,采用深孔超前预注双液浆全封闭固结止水技术,是一种安全可靠的有效方法。本工法是在辽宁省本溪一田师府铁路改线段的八盘岭单线铁路隧道穿越250m富水断层破碎带科学试验与施工实践的基础上形成的。该断层破碎带内构造裂隙水、节理裂隙水和石灰岩溶蚀裂隙水富集,水量丰富,地表水与地下水连通。隧道地表附近还有许多村
2、落和工矿企业,要依靠地表出露的几眼泉水提供生活和工业用水,不能因为施工造成水的流失导致搬迁和破坏生态环境。为此,建设单位明确提出“要保护水源,不准打漏"。为了达到既保护水源,又加快施工的目的,第十九工程局与铁道建筑研究设计院组成联合攻关组,开发了深孔超前预注水泥一水玻璃双液浆全封闭固结止水新技术,顺利通过了250m富水断层带。本项施工新技术,获1991年中国铁道建筑总公司科技进步一等奖。注浆QC小组被评为1992年度国家级优秀QC小组。溪田铁路验收时,该隧道被评为优质工程。二、工法特点本工法与周边浅眼预注浆相比,有以下几个特点:1.工作面和
3、周边围岩均布孔,进行全断面全封闭深孔注浆固结止水,在隧道开挖断面周边能形成一定厚度的堵水帷幕,对于水源保护要求高、以堵为主的隧道和地下工程尤为合适。2.注浆孔深度大,注浆段长度20m左右,可减少注浆与开挖工序的频繁倒换和作业循环次数,故能加快进度。3.采用灵活机动、高效的瑞典液压钻孔台车钻孔、下注浆管,移位、对位方便,钻孔、下管快,作业效率高。凡有液压钻孔台车的工点,不必另配其他的钻孔设备,能发挥一机多用的效果。三、基本原理和适用范围（一）基本原理对于地质复杂的富水断层破碎带,水源保护要求很高。为了防止开挖面涌水,除了沿隧道开挖轮廓线（含底
4、部)按轴向辐射状布孔外,在开挖面中心,也布孔注浆。注入按一定比例配制而成的水泥一水玻璃双液浆后,浆液渗透扩散到破碎带的孔隙中并快速凝固,与周围破碎岩块固结成具有一定强度的结石体,在隧道周边及开挖面形成一个堵水帷幕(加固）,切断地下水流通路,以此达到固结止水、保持围岩稳定、增强施工安全的目的。(二)适用范围本工法适用于铁路、公路、水工隧道及其他地下工程的富水断层带和软弱围岩施工,也用于隧道及其他地下工程塌方的处理整治。对于要求保护水资源、防止施工时地下水流失,以及严格控制地表下沉的工程尤为适用。四、施工工艺和作业要点(一)施工程序施工程序见图
5、1。〈二〉超前地质预报对于构造复杂、水量丰富的大断层带,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,因此,钻孔作业前必须把超前地质预报作为一个工序纳入施工过程。1.钻孔方法:利用液压钻孔台车施钻深孔,一般在拱顶、起拱线和隧道中下部位各钻一￠76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范围的地质构造和岩性、地下水出露位置和水量大小,以及断层围岩变化情况等。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
6、水文、地质条件。(三)钻孔作业1.布孔:台车就位固定后,由测量工站在台车臂托篮上,用红油漆在掌子面上按设计准确画出钻孔位置,标注编号。2.钻孔(1)施钻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。〈2)钻机开孔时钻速宜低,钻深20cm后转入正常钻速。〈3)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。〈4)钻孔深度达到设计要求后,凿岩机后退带出钻杆,人工用卡钳或大扳手卡紧前杆,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。3.开孔孔径及深度:注浆孔用五岁102钻头开孔,孔
7、内放置长3~6m的φ89钢管(或橡胶止浆塞管)做孔口管,掏孔清碴时用￠76钻头。注浆段长度20m,各孔角度和孔深见表1和图4。4.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。5.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5.0-6.0MPa,冲击压力19-20MPa。(四)注浆作业1.注浆材料(1)水泥:选用425号以上的普通硅酸盐水泥,质量应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的各项指标》(GB178一85)标准。(2)水玻璃:选
8、用出厂浓度42-45Be,比重1.42-1.45,模数2.4-2.8的水玻璃原液。(3)拌合水:水质应符合《铁路混凝土及砌石工程施工规范》(TBJ210一86)中第2.4.1条的
