特高压富水隧道钻孔注浆动态施工工艺

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1、特高压富水隧道钻孔注浆动态施工工艺陈国强韩银辉摘要以中天山隧道为例，介绍通过特种设备进行隧道特高压富水段的钻孔注浆施工，在原有全断面注浆及帷幕注浆基础上进行创新，采用了“注浆局域划分，对角泄水降压”的原则进行动态注浆施工，取得了极好的效果，为安全快速的通过高压富水区积累了宝贵的经验。关键词特高压富水特种设备钻孔注浆施工工艺1工程概况中天山隧道位于托克逊、和硕间屮天山东段的岭脊地区，穿越屮天山北支博尔托乌山屮山山地，平均海拔1100〜2950m,最高海拔为2951.6m,隧道最大埋深1700m。隧道设计为两座单线隧道，线间距36m,左线全长22449m

2、o中天山隧道为高风险等级隧道，按规范要求任施工过程屮采用物探TSP长距超前地质预报、红外探水与超前钻孔相结合的方法验证掌子面前方水文地质情况，掌子血开挖至DK154+856在进行超前探孔施工时遇到特高承压水。2设备选型及左右线联合测压2.1设备选型根据利用普通潜孔钻机进行超前地质预报探明的出水情况，确定水压至少4MP&以上，普通钻机已无法满足此高压下的正常钻孔施工，同时考虑高水压治理过程屮需进行高压环境下的注浆施工，综合各因素确定了目前国内最为先进的RPD-150C多功能钻注一体机进行特高压富水段的钻孔注浆施工。2.2水压测定2.2.1孔口管安装

3、采用RPD-150C多功能地质钻机钻孔，安装孔口管(管径89mm)、高压闸阀(lOMPa)、防震压力表(lOMPa),采用锚固剂将孔口管锚固牢固,并安设长3.0md)22砂浆锚杆锚固,确保孔口管牢固。孔口管安装示意图如图1。图1孔口管安装示意图2.2.2打设探孔在常子面布设3个探测孔，探测孔编号为T1（中上）、T2（左下）、T3（右下），采用65mm钻头钻进。T1号孔钻进至9ni位置出现承压水，T2号孔钻进至8m位置出现承压水，T3号孔钻进至10.5m位置出现承压水，承压水的压力随着钻进长度的增加而增大，探孔深度均为33m。探孔出水情况如图2。图2超

4、前探孔出水情况2.2.3左右线联合测压为进一步掌握承压水的水文特征，为施工方案的确定提供了理论依据和参考数据，左右线在掌子面进行了联合测压工作：（1）隧道右线泄水情况下，左线稳定水压测试为1.6MP&,隧道左线泄水情况下，右线稳定水压测试为2.3MPa；（2）在隧道左、右线均关闭情况下左右线水压上升较快，40分钟左线静水压上升至4.5MPa,60分钟达最高值6.3MPa,单孔涌水量为350mVh；（3）左线（右线）打开闸阀后，右线（左线）水压下降较快，20分钟下降至稳定水压2.0MPa。经现场左右线联合测压得出水体具有连通性好、静水压大、补给快、单位

5、溶水量小的特点。3施工方案3.1施工方案的确定原则根据''中天山隧道斜井工区高压富水段施工方案论证会”的专家意见，釆用“注浆减排、排水降压”的原则处理富水段。同时为保证注浆效果，经我项冃部技术小组的讨论研究，提出了注浆施工采用“注浆局域划分，对角泄水降压，动态管理施工”的原则进行注浆施工，加大注浆、泄水孔空间距离，减小串浆儿率。3.2施工方案中天山隧道出口端学子面釆用超前注浆堵水通过富水段。根据超前地质预报资料，富水段长度左线按82m考虑，施工屮应根据每循环超前钻探等地质工作确定富水段长度及地质情况。由于涌水地段水压高达6.3MPa,超前注浆需在泄水

6、降压后进行，每循环施工长度以30m为宜。2.2.1止浆墙施工根据前方围岩情况确定止浆墙厚度（4〜8m）,采用C35姓浇筑，模板采用木模，2次施工完毕,施工缝预留接茬筋并埋设钢边止水带，以保证施工缝止水效果，拱部预埋设2.0m①42超前注浆小导管，对止浆墙与初期支护间的空隙进行注浆封堵，以保证止浆墙良好的堵水效果。2.2.2泄水孔布置由于涌水地段水压高达6.3MPa,注浆前在掌子面附近左上、左下、右上、右下各布设1个泄水孔，为减少施工中的干扰，泄水孔施工避开注浆加固圈，开孔里程设置在学子面后方5m范围内；采用前进式分段注浆成孔，有效的封堵了注浆加固圈，

7、终孔位于开挖轮廓线外10m（加固圈范围外2m）孔深均为30m,主要释放掌子面前方25m左右的压力水。注浆时，采用“注浆局域划分，对角泄水降压”的原则，即对左上部位注浆时，右下部位泄水；加大注浆、泄水孔空间距离，降低串浆几率。3.2.3注浆范围注浆加固范围确定为开挖轮廓线外8叫注浆循环节长度30m（含4m止浆墙，开挖18m,预留丽作为止浆岩盘）；根据注浆过程屮钻孔探测的富水区域、岩性特征，有针对性的增设注浆孔强化富水区域注浆。注浆孔开孔布置见图3、纵断面如图4所示。•注浆孔・检査孔图3注浆开孔布置图3.2.4注浆材料注浆材料采用普通水泥单液浆（简称C浆

8、）为主，普通水泥-水玻璃双液浆（简称C-S浆）为辅，现注浆材料配比如表1所示。图4纵断面图3.2.5注浆参数