乌鞘岭特长隧道8号斜井注浆堵水技术

乌鞘岭特长隧道8号斜井注浆堵水技术

1乌刀岭斜井涌水区乌萨岭隧道位于蓝新线兰武段的打柴沟站和龙沟站之间。设计为两条连接线隧道，长20.05万米。根据设计资料,8号斜井为中等富水区,地下水较发育,可能有基岩裂隙水渗出或发生突水突泥灾害,预测其最大涌水量为3450m3/d。施工过程采用隧道喷射混凝土与钢筋(模筑)混凝土之间设厚1.0~1.5mm的EVA防水板,拱墙环向、墙脚纵向设置排水盲管,同时在环向衬砌施工缝处采用橡胶止水带。尽管如此,为了从根本上消除水的影响,在开挖后对富水段进行了注浆堵水,将水害的影响降低到最小。乌鞘岭特长隧道8号斜井承担施工的左、右线共计2646m,主要为岭脊三叠系砂岩夹页岩,大多为弱富水区,而左、右线各四个段落为富水区,涌水量较大,表1为其里程和估计涌水量。8号斜井涌水形式为拱部多处滴水呈线状或雨状,边墙或掌子面渗水,多处出现小股状涌水、局部出现面状渗水,基岩裂隙水有一定的补给来源。根据乌鞘岭特长隧道建设指挥部的现场办公会议纪要精神,对三叠系地层、志留系变质砂岩地层有水段落,采用“堵排结合、以堵为主”的治水原则,注浆堵水后,要达到“边墙不淌水,拱部滴水不成线”的效果,在二次衬砌施作前,堵水率要达到60%以上。2次衬砌+堵排施工掘进期间,对水量较大或影响区域水文环境条件地段采取“以堵为主、限量排放”的处理措施。实施堵排结合、限量排放,在经过堵水、抽水后使得掌子面的水不至于影响正洞的正常掘进,在二次衬砌施作前,以堵为主,以减少地下水对隧道的危害,同时保护本来就较为脆弱的生态环境。原则上要做到衬砌表面没有明显渗漏水,路面不致翻浆冒泥。3为保持注水方案的确定和材料性能3.1局部顶水注浆和超预注浆注浆一般采用超前注浆、局部顶水注浆、周边径向注浆等3种方式。对未开挖的地段,根据围岩状况及施工中超前探水及掌子面的渗(涌)水量的大小,对于集中涌水点,实施局部顶水注浆或超前预注浆,以减少掌子面的涌水,改善地层结构,利于施工过程掌子面的安全;对开挖后出现大面积渗水、淋水的地段,在掌子面钻眼爆破的同时按设计预钻径向注浆孔,待工序进入正常时,即进行周边径向注浆,以减小掌子面的抽水压力,加快施工进度;而在施工过程中则对集中涌水点采用局部顶水注浆。3.2隧道注浆堵水一般地,注浆材料可分为水泥浆液和化学浆液两大类。水泥浆液常用于隧道内的注浆堵水,有单液水泥浆和水泥-水玻璃双液浆等。表2为几种注浆材料的主要性能指标。4主储水技术4.1注浆法分析4.1.1超前注浆式对股状涌水,采用水泥-水玻璃双液浆进行局部超前注浆。如图1所示,首先在集中涌水点附近沿开挖轮廓达2排超前钻孔,每排设4个钻孔,孔口间距0.5m,外插角约20°,施钻完注浆孔之后,进行超前注浆。若超前孔注浆完毕后,涌水点仍存在大量涌水时,则按局部注浆图1所示的方向沿前进方向进行超前注浆,钻孔深度6m。4.1.2钻孔、压浆及注浆对局部部位集中股状涌水段采用水泥-水玻璃双液浆进行压浆堵水。在集中涌水点附近2m范围内,如图2所示。外圈按1.5m、内圈按0.7m的间距进行钻孔,其钻孔方向为出水方向,若出水方向不明确时,则向出水方向钻斜孔。施工时在出水点附近按图布置钻孔,应保证90%以上的钻孔出水,采用4m长的钢管,3m长范围设花孔,以保证浆液从周围的孔中流出,小孔直径8mm,间距10cm,实施一次性压浆。采用快凝混凝土黏结钢管与孔壁。实施压浆时,从出水量最小的孔开始压浆,依次封堵出水量较大的孔,最后对出水量大的孔进行顶水压浆。注浆过程若出现串浆,则关闭孔口阀门或堵塞孔口,待其它孔注浆完毕后再行打开阀门。若发生流水,则继续注浆,直至每个孔达到注浆结束标准。4.1.3布孔、钻孔布置对大面积淋水地段隧道采用周边径向注浆,如图3所示,在隧道周边按90~180cm的间距进行布孔、钻孔,共计21个,深度4~5m,钻孔沿隧道纵向间距为2.2m,按梅花形布置,钻孔深度应达到或超过围岩松动区范围且应保证90%以上的钻孔出水(以此也可判断出水深度)。周边径向注浆钢管同局部顶水注浆。4.2主浆参数的确定注浆堵水的范围为隧道周边3~4m。(2)主浆参数其注浆参数见表3,具体实施时为了达到良好的注浆效果,提前进行注浆试验,并根据注浆工艺及试验结果对注浆参数进行调整。4.3注浆完成标准(1)单孔完成标准注浆终孔压力达到1.5MPa时,且继续注浆10min以上,单孔注浆量小于20~30L/min。(2)排水系统第一保护处孔内涌水量检查:严重破碎带应小于0.2L/(min·m),且某一处漏水小于10L/min;一般地段应小于0.4L/(min·m),且某一处漏水小于10L/min。压水试验:在1.0MPa压力下,进水量小于2L/(min·m)。4.4砂浆注入和施工过程图45查确定了方案在未影响开挖的前提下,注浆堵水