【正文】 至接近終孔時（ ）地層變?yōu)檩^堅硬的巖層。該溶洞構造通過四個超前探水孔的涌水量累計為 30～ 60m3/d，水力聯系較強，水頭壓力可能受淤泥阻擋未完全表現。 ○當地層含水量不大時，準確性較差。 超前探水孔鉆探 ○對地下水及巖溶構造 判斷準確性最高。普通水泥單液漿主要用于在地下水量不太豐富的條件下施作徑向注漿加固時 采用；普通水泥 水玻璃雙液漿主要用于在地下水量較大，嚴重影響到開挖施工時采用，其主要作用是注漿堵水，一般在超前預注漿時采用； TGRM 單液漿主要利用其抗壓、抗剪強度高，耐久性好等特點，用于正洞的 8m 加固段，以及溶洞區(qū)域。 O :1 1: 30 500 150 ″ P O :1 1: 30 500 150 ″ P O :1 1: 30 500 150 ″ P O :1 1: 30 500 150 ″ P O :1 1: 30 500 150 ″ P O 1:1 1: 30 500 150 45 ″ P O 。 O :1 1: 30 286 200 45 ″ P O 1:1 1: 30 286 200 ″ P O :1 1: 30 286 200 ″ P O 1:1 1: 30 286 200 ″ P O :1 1: 35 286 200 ″ P 三峽牌普通硅酸鹽水泥 水玻璃：濃度 38 Be′，模數不詳 山東科技 大學工程碩士專業(yè)學位論文 40 緩凝劑： Na2HPO4 工業(yè)用品 水：現場用水 （ 2）測試數據 中間試驗測試數據如表 14。 第四章 注漿材料研究 根據圓梁山隧道注漿堵水及地層加固的要求，從可行性、可靠性、無毒性污染、可操作性強等特點綜合考慮，選擇采用三種注漿材料。 ○對地下水構造反映不明顯。 ○不占用開挖時間，不影響施工。 地質述描綜合判斷 地質述描綜合判斷是根據已開挖的地質狀況，并結合紅外線超前探水預測預報、TSP 超前地質預測預報，以及超前探水孔鉆探等技術手段，并參照設計單位提供的地質資料，經綜合分析得出相應的可靠性結論，從而有效地對施工進行指導。之后，又表現為涌水（混濁狀）現象。平導超前探水孔采用 MKD5S、MKD3S 地質鉆機施做，鉆孔直徑φ 90mm。一般情況下布設 24 個炮眼和 1 個接收器孔，接收器孔距最近的一個炮眼 20m，炮眼間距 1． 5m。能準確預報掌子面前方 100～ 350m 范圍內的地質狀況，圍巖越硬越完整預報長度就越大．它的接收器系統是獲得專利的 雙軸傳感器，具有 6 個超靈敏加速計，能接收到極其微弱的地震波反射信號。 （ 1）由圖 12 掌子面場強分布圖可知，所測掌子面紅外輻射場強值其最大值為 675μ W/cm2，最小值為 661μ W/cm2，則紅外場強差值為 14μ W/cm2，大于儀器所取的安全值 10μ W/cm2，由于紅外場強差值較大，且掌子面探測數據以左上右下對角線分為大、小數值區(qū)，根據儀器原理與以前探測經驗，可判斷前方地質體為 非均質構造，發(fā)育有含水構造等異常體，而且主要集中在右下角。 山東科技 大學工程碩士專業(yè)學位論文 33 紅外線超前地質預測預報 紅外線超前地質預測預報是目前較為先進的地下水預報方法之一。 （ 2）溶洞涌水注漿方案 溶洞涌水注漿有兩種情況：第一種情況是根據地質超前預報及超前探水確定在工作面前方存在溶洞，從而在開挖前需要進行注漿堵水處理；第二種情況是在開挖過程中遇到了巖溶管道涌泥涌水，從而需要立即進行注漿堵水處理。161639。8839。注漿孔布設參數如表 11 所示。141439。6639。 下導坑超前預注漿（ B =3m） 注漿孔布設參數表 表 9 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 0 326 0 636 2 170 281 328 548 3 215 162 525 271 4 215 0 525 69 5 215 134 394 300 6 75 134 139 303 7 75 134 139 303 8 215 134 394 300 9 215 0 525 69 10 215 162 525 271 11 170 281 328 548 12 80 189 158 335 13 108 0 283 44 14 0 0 0 20 15 108 0 283 44 16 80 189 158 335 （ 3）徑向注漿（ B =5m） 下導坑徑向注漿是在下導坑開挖完成后，通過采用 MKD5S 鉆機徑向布設φ 90mm注漿鉆孔。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，出現返漿現象嚴重時，可采用袖閥管后退式分段 注漿工藝進行注漿施工。 （ 4）局部注漿和補充注漿 局部注漿是當探水孔出水量大于 2m3/h，而小于 10m3/h時，對探水孔采取的一種注漿措施。 124232221201918171615141312111098765432254344464850525456585149474557595553292730282638363432373533314039424167656664626063617271697068X XYY 注漿孔橫斷面布設圖 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 21 注漿孔縱剖面布設圖 圖 6 正洞超前預注漿（ B =8m）注漿設計圖 正洞超前預注漿（ B =8m）采用 MKD5S 鉆機成孔，開孔直徑φ 130mm，開孔深度2m，開孔完成后安設φ 108mm 孔口管，之后，采用φ 90mm 鉆頭進行鉆孔，若地層破碎，可采取前進式分段注漿工藝進行注漿施工，否則，可采取后退式分段注漿工藝進行注漿施工。補充注漿是指隧道開挖后，不能滿足鐵二院設計的排水量 5m3/m注漿段長度 30m，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。 平導注漿設計 （ 1）超前預注漿（ B =3m） 平導超前 預注漿（ B =3m）注漿設計如圖 2 所示，注漿孔設計參數如表 4 所示。 上式計算結果一般偏大，在國內煤礦部門進行注漿施工時，一般采用如下經驗數值。 Ra 3? 式中： a —— 注漿終孔間距（ m）； R —— 漿液擴散半徑（ m）。根據力學模擬計算，注漿加固圈厚度 B 一般情況下應滿足下式要求： [9][10] DB )3~2(? 式中： B —— 注漿加固圈厚度（ m）； D —— 開挖斷面寬度或高度（ m）。在施工過程中，通過監(jiān)控量測，根據鐵二院動態(tài)設計要求，在施工中對注漿方案選擇標準進行完善。工藝從單液注漿發(fā)展到雙液注漿再到化學注漿，設備也從泥漿泵等代用設備發(fā)展到成套專用注漿設備。 [6][7][11][12][13] 山東科技 大學工程碩士專業(yè)學位論文 8 國內外注漿技術發(fā)展現狀 注漿用于堵水和改良地層已有盡二百年的歷史。 1988 年 6 月 11 日， DK4+850 處發(fā)生涌水，其正常涌水量為 15000～ 28000 m3/d，峰值涌水量高達 420xxm3/d。 ②毛壩向斜區(qū)水壓預測 根據深孔鉆探資料證實存在 P2w+c、 P1q+m 兩層呈壓水。 DK357+655～ DK358+750 地段屬奧陶系中、上統（ Q2+3）、下統的大灣組 （ Q1d）、紅花圓和分鄉(xiāng)及南津關（ O1n+f+h）、寒武系上統的毛田組（∈ 3m）、耿家店組（∈ 3g）等以灰?guī)r、白云質灰?guī)r為主構成的桐麻嶺背斜西翼部分，其預測正常涌水量為 4300m3/d，最大涌水量為 6450m3/d。 （ 2）冷水河淺埋段巖溶和巖溶水 DK358+750～ DK358+900 段為∈ 3g可溶巖地層構成的冷水河淺埋段，此段隧道埋深約150～ 180m 左右。 測區(qū)內斷裂主 要為 NNE 向的縱向斷裂和 NWW 向的橫向斷裂，形成了燕山期。 ③紅花圓、分鄉(xiāng)及南津關組（ O1n+f+h）：上部灰至深灰色厚層狀結晶灰?guī)r；中部為灰綠色薄層狀灰?guī)r與鈣質泥巖互層；下部為灰色中至厚層狀灰?guī)r，含白云質及燧石結核；底部為厚 30～ 40m 灰色厚層狀生物碎屑灰?guī)r，含較多介殼化石，厚 254m，與下伏地層整合接觸，屬 V級次堅石。 ②吳家坪組（ P2w）：上部為深灰、灰黑色薄至中厚層狀灰?guī)r與硅質灰?guī)r不等厚互層；中、下部為厚 5～ 10m 灰黑色薄層含炭泥巖及煤層（厚 ～ ）、鋁土質泥巖，含較多黃鐵礦結核，底界面凹凸不平，厚 84m，與下伏地層呈假整合接觸，屬Ⅳ級軟石～Ⅴ級次堅石。 （ 1）三疊系（ T） ①嘉陵江 組（ T1j）：灰色薄層至中厚層狀泥巖、白云質灰?guī)r，未見頂，與下伏地層整合接觸。 [1] 水文、氣象特征 本區(qū)水系基本呈格子狀水系，主河流大多沿北北東向發(fā)育。山東科技 大學工程碩士專業(yè)學位論文 1 第一章 緒論 工程概述及工程與水文地質特征 工程概述 圓梁山深埋特長隧道是渝懷線的關鍵性控制工程 ， 隧道全長 11068m。該工程主要工程地質問題有：巖溶涌（突）水、高水壓、高應力及煤層瓦斯，其中巖溶、高壓富水地質是最為關鍵的問題。工程地質狀況如圖 1所示。 （ 2）二疊系（ P） ①長興組（ P2c）：灰、深灰色中至厚層狀燧石結核灰?guī)r，局部地段成為白云巖化的生物灰?guī)r，厚 52m，與下伏地層呈整合接觸，屬 V 級次堅石。 ②大灣組（ O1d）：上部為灰綠色薄層狀粉砂巖夾鈣質泥巖；中部為紫紅色薄至中厚山東科技 大學工程碩士專業(yè)學位論文 3 層狀泥灰?guī)r；下部為灰綠色、紫紅色薄層狀鈣質泥巖，厚 145m，與下伏地層呈整合接觸，屬Ⅳ級軟石。 在地表 DK352+710～ DK355+600 為二疊系（ P）、三疊系下統（ T1）可溶巖地層構成的毛壩向斜地段， DK351+465～ DK352+710 和 DK355+600～ DK357+820 為泥盆系（ D）、志留系（ S）非可溶巖地層構成的翼部地段， DK357+820～ DK362+530 為寒武系（∈）、奧陶系（ O）可溶巖地層構造的桐麻嶺背斜地段， DK358+750～ DK358+900 為耿家店組（∈ 3g）可溶巖地層構成的冷水河淺埋段，此段隧道埋深約 150～ 180m。南北長 65km，東西寬 2～ ；平面形態(tài)呈“ S”狀；總體走向為北東～南南西向；兩端分別向北東和南南西方向揚起。 （ 3）桐麻嶺背斜核部巖溶和巖溶水 桐麻嶺背斜區(qū)在本區(qū)內為四周被地表水系所切割的單獨水文地質單元，地下水為寒武、奧陶系下統的巖溶水。 □特大暴雨之后，全隧道最大涌水量可能達 30 104m3/d以上。 大瑤山隧道 F9 斷層（ DK4+600～ DK5+065）為區(qū)域性大斷層，其上盤為擠壓破碎富水的石英砂巖，地下水位高出洞頂 400m；下盤為強裂片理化、千枚化并受強烈切割的灰?guī)r；核心帶為 40m 寬的膨脹性斷層泥。依托圓梁山隧道工程，對高壓、富水、巖溶隧道進行注漿技術研究是十分必要的。材料從水泥漿發(fā)展到水泥 水玻璃雙液漿、化學漿等。 關于注漿方式的選擇標準主要參考①鐵二院地質設計資料， 《新建鐵路重慶至懷化線補充技術設計圓梁山隧道設計圖（第五冊，共九冊）》所提供的相關內容 ；②現場進行超前 TSP 預報資料、洞內地質素描和預測預報資料 ；③ 現場超前 地質 探孔 預測預報等。d 要求，不能確保結構防排水的等級需要； 山東科技 大學工程碩士專業(yè)學位論文 10 注漿圈加固厚度 注漿圈加固厚度主要應滿足開挖施工安全要求，開挖后抗水壓要求。 山東科技 大學工程碩士專業(yè)學位論文 11 終孔間距 根據注漿加固交圈理論， 注漿后應能形成嚴密的注漿帷幕，在注漿終孔斷面上，根據注漿擴散半徑進行注漿設計時不應有注漿盲區(qū)存在，這樣，在進行注漿設計時，注漿終孔間距 a 應滿足下式要求。 ??? A PD 100 式中： D —— 止?jié){巖墻厚度（ m）； P —— 最大注漿壓力（ MPa）； A —— 注漿斷面面積 (m2 )； ? —— 混凝土容重（ t/m3）。 注漿設計 根據注漿設計參數進行注漿設計。鉆孔深度參照注漿孔布設參數 表。局部注漿還包括隧道開挖完成后局部出水量較大的情況，而僅對局部采取注漿措施。 正洞超前預注漿（ B =5m） 注漿孔布設參數表