【正文】 O 1:1 1:1 30 300 300 45 1′ 10″ P O :1 1:1 30 300 300 ″ P O :1 1:1 30 300 300 ″ P O :1 1:1 30 300 300 ″ P O :1 1:1 30 200 200 ″ P O :1 1:1 30 300 300 ″ P 中間試驗一 20xx77～ 20xx78對現(xiàn)場提供的材料進行普通水泥 水玻璃雙液漿中間試驗。 ○占用開挖時間，對施工有影響。 ○預(yù)報距離長。 針對 紅外線超前探水預(yù)測預(yù)報、 TSP 超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報，以及超前探水孔鉆探等技術(shù)手段，經(jīng)過圓梁山 隧道現(xiàn)場研究應(yīng)用，其特點及適用性比較如表 13 所示。 ⑥探 1孔最后結(jié)束，鉆至 18m 時鉆進速度較快，也表現(xiàn)出涌水、涌泥現(xiàn)象，并由鉆孔狀況可明顯看出探 1孔和探 4孔連通性極強。圖示狀況如圖 17 所 示： 長3 0～ 50 cm寬度2～ 4c m出水量1 0m / h 3 圖 17 探孔前掌子面（ PDK354+）狀況圖 （ 2）探水孔施工過程及狀況 ① 20xx21 0:10 開始進行探水孔施工。結(jié)合超前鉆探及區(qū)域地質(zhì)資料，該段為茅口組與吳家坪組含炭泥巖、煤層、鋁土質(zhì)泥巖的接觸帶，同時也為吳家坪組含炭泥巖、煤 層、硅質(zhì)灰?guī)r的接觸帶，兩個接觸帶是地下水較活躍的地方，溶孔、溶隙可能較為發(fā)育，同時泥巖遇水軟化，圍巖級別降低，本段圍巖級別以Ⅵ級為主，局部為Ⅴ級。在現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的第二天即可提交正式成果報告。 TSP202 超前地質(zhì)預(yù)報適用于極軟巖至極硬巖的任何地質(zhì)情況。 現(xiàn)場測試實例 20xx21， 在圓梁山進口平導中應(yīng)用紅外探測儀在里程 PDK354+ 進行了紅外線超前探水測試。再在出水口及分流孔孔口安設(shè)孔口管，并對孔口管與孔壁之間用堵水材料有效封堵，最后進行注漿堵水。 （ 1）裂隙出水點注漿方案 山東科技 大學工程碩士專業(yè)學位論文 32 對開挖過程中遇到的巖溶裂隙面出水或砂巖裂隙面狀出水，采取 “圍截注漿法”注漿堵水。1439。639。191939。111139。3339。鉆孔深度參照注漿孔布設(shè)參數(shù)表。針對下導坑施工方案，在高壓富水區(qū)地段，首先通過采取超前注漿措施，保證下導坑的安全順利開挖施工，然后通過下導坑采取徑向注漿，加固正洞開挖斷面外 5m、 8m，以滿足正洞的安全開挖施工要求。注漿鉆孔呈梅花型布置，開孔間距 ，排距 3m。注漿完成后開挖 23m，余留 7m 作為下一循環(huán)注漿施工的止?jié){巖墻。平導徑向注漿（ B =3m）注漿設(shè)計如圖 4 所示。 [4][8] 平導超前預(yù)注漿（ B =3m） 注漿孔布設(shè)參數(shù)表 表 4 注漿 孔號 開孔坐標 終孔坐標 偏角 （度） 立角 （度） 孔深 （ m） X0(cm) Y0(cm) X(cm) Y(cm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 287 12 13 14 山東科技 大學工程碩士專業(yè)學位論文 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 （ 2）超前預(yù)注漿（ B =5m） 平導超前預(yù)注漿（ B =5m）注漿設(shè)計如圖 3 所示，注漿孔設(shè)計參數(shù)如表 5 所示。 在進行超 前預(yù)注漿施工時，注漿段長度選擇為 L =30m，由公式計算得止?jié){墻厚度D =6～ 9m。 （ 1）第一循環(huán)注漿施工采用模筑砼止?jié){巖墻。根據(jù)注漿材料的顆徑尺寸，采取工程類比，漿液擴散半徑選取為： R =2m。 方案四 ① 一般富水地段； ② 巖體完整，探水孔流水量 2m3/h≤Q＜ 10m3/h。預(yù)注漿是指在開挖面采取超前鉆孔，通過鉆孔進行注漿施工，預(yù)注漿包括全斷面超前預(yù)注漿和局部超前預(yù)注漿，及探水孔預(yù)注漿；后注漿是指在開挖完成后，對開挖面不能滿足工程質(zhì)量要求時而采取的一種注漿措施，后注漿包括徑向注漿、局部注漿和補充注漿。工藝技術(shù)日臻完善，應(yīng)用領(lǐng)域愈加廣泛。 總之，從國內(nèi)外的施工實例及發(fā)展趨勢來看，高水壓、富水、巖溶地段的注漿理論還不成熟，堵水及巖溶的處理技術(shù)有待發(fā)展，注漿材料、注漿方式、注漿參數(shù)等等內(nèi)容還需進一步的 研究和完善。例如： 1974 年 1 月 8 日，吉岡作業(yè)坑最大涌水量達 15840m3/d，采用注漿堵水法直接通過，處理時間為 362 天； 1976年 5 月 6 日，吉岡作業(yè) 坑又發(fā)生 100800 m3/d涌水，采用遇回導坑法通過，處理時間為162 天，給施工造成了很大損失。 （ 4）隧道涌水量及毛壩向斜區(qū)水壓預(yù)測 ①全隧道總涌水量預(yù)測 □全隧道正?？傆克繛椋? 104m3/d。溶蝕裂 隙多為直立的溶蝕裂隙與沿層面發(fā)育的溶蝕裂隙，地下水為巖溶孔隙～裂隙水，巖石滲透性較好（ k∈ 3g淺 =）；深部（ 100m 以下）巖溶發(fā)育較差，以孤立的溶孔為主。毛壩向斜與區(qū)域主要構(gòu)造形跡的產(chǎn)狀一致，其南段呈北北東向，而向北漸變?yōu)楸睎|向，總體形貌呈向北西凸出的弧形。 地質(zhì)構(gòu)造 本區(qū)構(gòu)造單元屬揚子準地臺東南部的上揚子臺坳，為川東陷褶束之秀山穹褶束與黔江凹褶束結(jié)合部。 （ 4）志留系（ S） 志留系在中部為黃綠色，紫紅色薄層狀泥巖、砂質(zhì)泥巖，下部為灰綠色薄至中厚層狀粉砂巖與砂質(zhì)泥巖 不等厚互層，底部為黃綠色、黑色粉砂質(zhì)頁巖，厚 1960m，與下伏地層呈整合接觸，屬Ⅳ級軟石。二段（ T1d2）：上部為淺灰色厚層狀鮞?；?guī)r及生物碎屑灰?guī)r，厚 326m，屬 V級次堅石。 地層巖性 本區(qū)廣泛分布巨厚層的海相地層，出露最老的地層為桐麻嶺背斜軸部的寒武系中統(tǒng)高臺組，最新為毛壩向斜部的三疊系下統(tǒng)嘉陵江組，中間缺失整個石炭系、志留系中、上統(tǒng)和泥盆系中、下統(tǒng)。隧道穿越烏江水系與沅江水系的分水嶺 —— 武陵山脈。隧道地處渝、鄂、黔三省市毗連地區(qū)，為川東褶皺山地與鄂西山地、貴州高原的接觸帶，屬中、低山地形。本區(qū)河流除細紗河屬于烏江水系外，其余均屬沅江水系，兩者分水嶺位于毛壩向斜西翼標高 1350m 以上的長條形山地。 ②大冶組（ T1d）：厚 378m，按其巖性可分為三段。 ④棲霞、梁山組（ P1l+q）：灰、深灰色中厚層狀灰?guī)r與灰黑色瀝青質(zhì)泥巖，厚 183m，屬 V 級次堅石。 ②耿家店組（∈ 3g）：灰色中至厚層狀結(jié)晶白云巖，細至中晶結(jié)構(gòu)，砂狀斷口，下部含灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r ，厚 333m，與下伏地層整合接觸，屬 V級次堅石。 山東科技 大學工程碩士專業(yè)學位論文 4 山東科技 大學工程碩士專業(yè)學位論文 5 隧道通過地帶巖溶和巖溶水發(fā)育分布特征 （ 1）毛壩向斜通過地帶巖溶和巖溶水 隧道穿越毛壩向斜富水區(qū)長度 2200m，通過泥盆系（ D3S）中厚層灰?guī)r、泥巖，二疊系棲霞、梁山組（ P1l+q）中厚層灰?guī)r與泥巖互層，二疊系茅口組（ P1m）厚層灰?guī)r，二疊系吳家坪組（ P2w）中厚層灰?guī)r、中下部含炭 泥巖及煤層（厚 ～ ）。該段正常涌水量 10000m3/d，最大涌水量 15000m3/d。 DK358+900～ DK359+925 地段屬桐麻嶺背斜核部西部寒武系耿家店組（∈ 3g）、平井組（∈ 2p）、高臺組（∈ 2g）以白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r為主地段，其正常涌水量為： 6840m3/d，預(yù)測最大涌水量為 10300m3/d。這表明在隧道洞身處確實存在 P1q+m層段 和 P2w+c層段 的靜水壓力。針對這一情況，在洞內(nèi)采用了周邊預(yù)注漿，徑向注漿和圍截堵水注漿等地層加固方法使隧道順利通過。 1920 年，荷蘭人尤斯登發(fā)明用水玻璃 氯化鈣漿液分開注入地層，利用兩種漿液的化學反應(yīng)加固地層。 [14][17][22][23] 研究主要內(nèi)容 根據(jù)國內(nèi)外注漿技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合圓梁山隧道的具體工程及水文地質(zhì)特征，依托圓梁山隧道對高壓富水隧道工程主要進行以下方面內(nèi)容的研究。 [2][3] 注漿方 式 選擇標準表 表 1 方 案 選擇標準 超 前 預(yù) 注 漿 方案一 ① 可溶巖與非可溶巖接觸帶，斷層破碎帶及毛壩向斜核部； ② 施工中可能發(fā)生嚴重突水突泥等地段； ③ 探水孔流水量 ≥10m3/h。 注漿 加固圈厚度 選擇標準表 表 2 參數(shù)值 全斷面超前預(yù)注漿 徑向注漿 平導 3m 5m 3m 下導坑 2m 3m 5m 8m 正洞 5m 8m 5m 隧道開挖施工主要包括平導開挖、正洞全斷面開挖、下導坑開挖，以及利用下導坑進行正洞擴挖等四種開挖型式。根據(jù)工程類比，經(jīng)過進行預(yù)設(shè)計，在進行超前預(yù)注漿施工時，注漿段長度 L 選擇為 L =30m。 根據(jù)計算公式，并結(jié)合國內(nèi)煤礦部門的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，在圓梁山隧道注漿施工中，止?jié){巖墻厚度按表 3 進行取值。注漿段長度 30m，注漿施工采用水囊式止?jié){塞進行后 退式分段注漿，若地層圍巖較差，出現(xiàn)返漿現(xiàn)象嚴重時，可采用袖閥管后退式分段注漿工藝進行注漿施工。 1214321530213534333723282729361112132426258910 22X31 181920543161776YR320R607 R80761 450 0 50 0 注漿孔橫斷面布設(shè)圖 注漿孔終孔交圈圖 山東科技 大學工程碩士專業(yè)學位論文 15 300030002300 7007002300614500101500 注漿孔布設(shè)縱剖面布設(shè)圖 圖 3 平導超前預(yù)注漿（ B =5m）注漿設(shè)計圖 平導超前預(yù)注漿（ B =5m） 注漿孔布設(shè)參數(shù)表 表 5 注漿 孔號 開孔坐標 終孔坐標 偏角 （度） 立角 （度） 孔深 （ m） X0(cm) Y0(cm) X(cm) Y(cm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 山東科技 大學工程碩士專業(yè)學位論文 16 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 （ 3）徑向注漿（ B =3m） 平導徑向注漿是在平導開挖完成后，垂直于開挖輪廓線環(huán)向布設(shè)φ 42 注漿鉆孔。 正洞 注漿設(shè)計 （ 1）超前預(yù)注漿（ B =5m） 正洞超前預(yù)注漿（ B =5m）注漿設(shè)計如圖 5 所示，注漿孔設(shè)計參數(shù)如表 6 所示。注漿段長度 30m，注漿完成后開挖 22m，余留 8m作為下一循環(huán)注漿施工的止?jié){巖墻。補充注漿是指隧道開挖后，不能滿足鐵二院設(shè)計的排水量 5m3/m在該注漿設(shè)計中，針對鉆孔 注漿盲區(qū)，應(yīng)在長管注漿完成后，應(yīng)每開挖 2m，采取超前小導管進行補充注漿，以提高注漿施工質(zhì)量，確保開挖施工安全。注漿孔布設(shè)參數(shù)如表 10 所示。8839。161639。439。1039。181839。然后根據(jù)溶洞水的流量和壓力設(shè)置若干個分流孔減少流量和水壓 ，分流孔盡可能向水源方向鉆進和溶洞交匯，以確保能夠封堵水源。 工作原理 把含水裂隙、含水構(gòu)造、含水體作為尋找對象場源時，場源所形成的場要遠遠大于場源本身，當我們由遠而近接近場源 （ 含水構(gòu)造等 ） 時，儀器顯示屏上的讀數(shù)值會發(fā)生明顯變化。 根據(jù)上述（ 1）、（ 2）兩種判別方法，并結(jié)合現(xiàn)場開挖所揭露的圍巖、和已經(jīng)出露的地下水情況，經(jīng)過綜合分析，確定被探掌子面前方里程 PDK354+~PDK354+段有發(fā)生涌突水的可能。它可在隧道施工間隙進行，即使專門安排此項工作，也不過一個小時左右。 山東科技 大學工程碩士專業(yè)學位論文 36 圖 14 TSP 超前地質(zhì)預(yù)報孔位布置圖 在平導 PDK354+085～ +265 進行了 TSP 超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報，預(yù)報結(jié)果如圖 15 所示。平導超前探水孔設(shè)計如圖 16所示。 ④在探 3出現(xiàn)涌水、涌泥后不久，探 4孔鉆至 12m左右，也表現(xiàn)為涌水、涌泥現(xiàn)象，