[发明专利]一种富水岩浆岩地区深大竖井井筒施工方法

说明书

本发明公开了一种富水岩浆岩地区隧道深大竖井井筒施工方法，具体如下：步骤一、确定止浆垫的厚度及形式；步骤二、安装超前探孔孔口管；步骤三、待超前探孔孔口管锚固达到强度后进行超前探孔施工；步骤四、对步骤三中所述的超前探孔中的出水量进行测试；步骤五：确定掘进面堵水注浆方案；步骤六：采用下行前进式堵水钻孔注浆；步骤七：进行井筒崛砌施工。采用该方法，减少开挖过程中井筒内涌水量，缓解开挖过程抽排水压力；开挖完成后，在井壁上采用径向注浆再次封堵井筒渗漏水，降低井筒渗漏水量随井筒开挖而不断增大，进而导致淹井事故发生，其次径向注浆充填井壁与围岩空隙，保证隧道结构及施工安全。

技术领域

本发明属于深大竖井井筒施工技术领域，具体涉及一种富水岩浆岩地区深大竖井井筒施工方法。

背景技术

目前，针对于富水地区隧道深大竖井井筒修建施工，通常采用井筒冻结法或地面预注浆加固法对富水井筒进行提前预加固处理后采取正常凿井开挖的施工方法；而针对岩浆岩地区富水深大竖井井筒施工存在主要问题有： 1、井筒预冻结法主要用于冲积层当中，而直接在基岩(岩浆岩)当中采用冻结案例极少，且存在以下问题：(1)冷冻管钻孔施工工艺复杂，深度大于 500m，钻孔精度很难保证；(2)由于冻结深度较大，冻结区段有挤压破碎带，井筒稳定性差，且尚无挤压破碎带冻结工程案例；(3)由于冻结深度太深，不同层位冻土扩展速度不同，使得岩层交界处冻结壁厚度不连续，冻结管局部产生应力，从而使冻结管道破裂；2、井筒地面注浆预加固在一定程度可改良井筒施工条件，但仍存在以下主要问题：(1)岩浆岩地层裂隙发育且富水，连通具有不规律性和不确定性，地面预注浆很难将所有裂隙揭穿封堵，存在较大堵水盲区；(2)钻孔深度大于500m后，钻孔精度无法保证；(3) 无较系统的注浆效果评价标准，只能通过开挖揭示评价；3、井筒冻结法和地面预注浆法都具有投资大、工期较长、工艺复杂等特点，很难满足铁路隧道“长隧短大、辅助通道快速进洞”的铁路隧道施工原则。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种富水岩浆岩地区深大竖井井筒施工方法。通过预注浆封堵大的出水裂隙，减少开挖过程中井筒内涌水量，缓解开挖过程抽排水压力；开挖完成后，在井壁上采用径向注浆再次封堵井筒渗漏水，降低井筒渗漏水量随井筒开挖而不断增大，进而导致淹井事故发生，其次径向注浆充填井壁与围岩空隙，保证隧道结构及施工安全。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种富水岩浆岩地区深大竖井井筒施工方法，该施工方法包括如下：

步骤一：确定止浆垫的厚度及形式；

步骤二、在井筒内净空范围内绕井筒一周布设4n个超前探孔，并钻孔，安装超前探孔孔口管；其中，相邻两个超前探孔间的间距均相等；n为不为 0的自然数；

步骤三、待超前探孔孔口管锚固达到强度后进行超前探孔施工，直至达到设计的深度；

步骤四、对步骤三中所述的超前探孔中的出水量进行测试，并采取不同的措施，具体如下：若多个超前探孔的涌水量均小于2m³/h时，注浆封堵超前探孔后恢复掘砌；

若任意一个超前探孔的涌水量在2～5m³/h时，则在该超前探孔两侧各增加一个验证钻孔，若两个验证钻孔的涌水量均小于5m³/h时，注浆封堵所述的超前探孔和验证钻孔后，恢复崛砌；

若任意一个验证钻孔的涌水量大于5m³/h时，或者n个探孔总水量大于 5n m³/h，则注浆封堵超前探孔，并进行步骤五；

步骤五：确定掘进面堵水注浆方案，具体如下：在井筒内净空范围内绕井筒一周布设多个注浆孔，且注浆孔位于超前探孔所在的圆周上，在竖井深度方向按锥台形的竖向外插角设置，终孔位置在开挖荒径外一周；