技術領域:
本發明屬于隧道施工領域,特別涉及一種高水壓大流量巖溶隧道地下水封堵方法。
背景技術:
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隨著西部地區鐵路網的拓展,特別是高速鐵路的大量修建,在巖溶地區修建隧道不可避免。在巖溶區高水壓的作用下,防排水設計及施工成為一項重要課題。
技術實現要素:
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本發明的目的就在于提供一種高水壓大流量巖溶隧道地下水封堵方法,該方法解決了高水壓大流量巖溶隧道的封堵和排水問題,降低了施工及后期運營的風險。
如上構思,本發明的技術方案是:一種高水壓大流量巖溶隧道地下水封堵方法,其特征在于:包括如下步驟:①采用物探和鉆探相配合的探水作業,確定水壓和水量;②進行出漏水的分流施工;③進行出漏水大通道的封堵;④進行隧道圍巖的隨機注漿加固;⑤由近到遠、由頂到底的分層次封堵;⑥最后的出漏水點的封閉封堵施工。
所述步驟②的具體施工過程是:根據物探和鉆探的結果,在隧道集中涌水范圍內以水源位置為起點,設置不同深度和不同角度的分流減壓孔,并安裝上帶高壓閥的分流減壓管,同時在出水周邊布置灌漿堵水孔;
所述步驟②中增加沉箱引排施工:在底板高壓固結和周邊分流孔施工完畢后,首先清除涌水溶洞內充填物或沉渣,清理完畢后在涌水集中部位上下游方向或四周分別固定安放數根高壓鋼管進行引排,再以涌水點為中心制作混凝土沉箱,沉箱鑲有中心制有排水鋼管的鋼板,沉箱周圍鑲鑄孔口管,利于排水和后續封堵施工。
所述步驟③采用模袋灌漿技術直接對原始涌水點進行灌漿封堵。
本發明對水量大、壓力大的富水巖溶隧道揭露水總的處理原則是“先加固、后封堵、先分流減壓、后逐步收口”。總體處理思路為“先探后堵、由淺入深、截斷來源、堵排結合、擇機封堵”。因此,本發明有效地解決了高水壓大流量巖溶隧道的封堵和排水問題,降低了施工及后期運營的風險。
附圖說明:
圖1是本發明的工藝流程圖。
具體實施方式:
如圖所示:一種高水壓大流量巖溶隧道地下水封堵方法,包括如下步驟:
1、采用物探和鉆探相配合的探水作業,確定水壓和水量。根據揭露的隧道出漏水情況和設計提供的地質條件資料以及水文地質資料,對隧道突涌水東段的涌水情況進行分析,確定物探和鉆探的方式、位置。結合進行的物理探測對隧道涌水范圍進行進一步的查探,并進行必要的鉆探工作。根據以上的探測結果,確定地下水出水的性質和出水層的位置、規模。
2、進行出漏水的分流和引排施工。對隧道施工中單點流量大、壓力高、流速快的出水點,根據以上鉆探和物探確定的含水層位置和性質,確定由分流減壓孔設置深度和設置位置;同時確定封堵的順序,將距離水源近的出水點逐漸向遠處引流,以便減小水壓力,降低封堵難度。
(1)分流減壓孔的施工:在隧道集中涌水范圍內設置足夠多的分流減壓孔,同時在出水周邊布置一定的灌漿堵水孔,以創造封堵原始涌水點的施工條件。在此階段,要根據物探和鉆探的結果,以水源位置為起點,設置不同深度和不同角度的分流減壓孔,并安裝上帶高壓閥的分流減壓管,使水流能由埋入的帶閥門的排水管中排出,以減小原有的出水點的水量和水頭的壓力。
(2)沉箱引排施工(特殊分流引排施工):通過若干分流孔分流、降壓之后,若未能達到直接封堵主通道的條件,則需采用特殊引排的施工方式(沉箱)進行處理。沉箱施工的目的不是增大底板涌水的蓋重和承載力,而是便于對原涌水點進行分散灌漿處理。針對涌水點涌水流量大的特點,在底板高壓固結和周邊分流孔施工完畢后,首先清除涌水溶洞內充填物或沉渣,清理完畢后在涌水集中部位上下游方向(或四周)分別固定安放數根高壓鋼管進行引排(引排鋼管大小根據出水量確定),再以涌水點為中心制作混凝土沉箱,沉箱鑲有中心制有排水注漿孔口管的鋼板。沉箱周圍鑲鑄孔口管,利于排水和后續封堵施工。如此,便形成沉箱引排。
3、進行出漏水大通道的封堵。
(1)常規封堵(一般封堵):通過若干分流孔分流、降壓之后,若涌水壓力下降或分流達到較小流量,滿足封堵主通道的條件,便可采用模袋灌漿技術直接對原始涌水點進行灌漿封堵。
(2)特殊封堵(備用封堵):待蓋重混凝土待凝后采用地質鉆機掃孔至基巖,通過蓋板上的排水鋼管進行灌注,此時若下埋排水鋼管滲漿量大,便采用模袋灌漿技術進行灌注。
4、進行隧道圍巖的隨機注漿加固。分流引排施工結束后,試關閉有關引排孔閥門進行封閉試驗,觀察是否出現新的涌水部位,出現新的涌水部位及涌水點,則還應對新出現的涌水部位進行加固灌漿處理。
5、由近到遠、由頂到底的分層次封堵。在第四道進行的隧道圍巖的隨機注漿加固后即可進行由近到遠、由頂到底的分層次封堵。通過由頂到下,由淺到深,以及由近到遠的逐步灌注,使得漿液由出水口逐漸堆積填充,達到充填封堵出水管道的目的。
6、最后的出漏水點的封閉封堵施工。隧道大流量、高水壓地下出漏水封堵的最后一道手續時分流減壓孔的灌漿封堵。此時可直接對剩余的高水壓分流減壓孔進行封堵,封堵宜采用高壓力、大流量的純水泥漿,其目的是盡可能多的灌注水泥,同時增大漿液的擴散范圍,從而減小地下水的壓力。