[发明专利]一种用于特长单线铁路隧道多臂凿岩台车帷幕注浆施工技术

说明书

本发明公开了一种用于特长单线铁路隧道多臂凿岩台车帷幕注浆施工技术，该技术包括多功能全液压凿岩台车(Atlas XL3D)改装，配套应用注浆集成设备，综合地质预报和监测技术应用，帷幕注浆起动条件，帷幕注浆单元划分，帷幕注浆工艺流程和施工方法，帷幕注浆标准和效果评估。该技术能够解决隧道穿越不良地质和富水构造带的帷幕注浆施工难题，降低施工成本、提高施工工效、缩短施工工期等。

技术领域

本发明涉及一种用于特长单线铁路隧道多臂凿岩台车帷幕注浆施工技术。

背景技术

隧道及地下工程在穿越可溶岩分布区地层、断裂构造发育带、褶皱轴部破碎带、岩溶、高承压水、软弱底层、区域节理密集带等地区时，施工面临各种地质风险，如开挖发生涌突水可能性较大等。为有效规避这些地质风险，需要对前方不良地质段实施钻孔注浆作业，达到止水和加固围岩的目的。

中国专利CN20099100654476公开了一种三臂液压凿岩台车及隧道钻孔注浆施工方法。该方法在钻孔注浆施工中用三臂液压凿岩台车取代常规的地质钻机和多功能钻机，突破传统的钻孔注浆模式。但是该方法需要在钻孔后将钻杆取下并安装孔口管进行注浆，每一循环要更换一次，这样就不能实现连续施工，影响施工进度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对目前采用三臂液压凿岩台车进行隧道钻孔注浆施工存在的因为更换钻杆和孔口管存在的上述问题，提供了一种将三臂液压凿岩台车改装成两臂凿岩台车并进行钻孔注浆施工的方法。

本发明的技术方案为：

一种用于特长单线铁路隧道多臂凿岩台车帷幕注浆施工方法，其特征在于：将三臂凿岩台车改装为两臂凿岩台车(即卸除顶部钻臂只保留左右两根钻臂)，一臂用于钻孔、一臂用于注浆，两臂配合进行钻孔与注浆平行作业。

钻臂前端加装长推进梁一根和短推进梁一根；注浆臂前端加装挂篮作为灌浆施工作业平台，同时辅助钻臂钻杆就位、接长或拆卸钻杆。

配套两臂凿岩台车相关注浆集成设备，根据注浆要求选择灌浆方式，采用可循环利用水囊式灌浆塞或孔口管施工，采用矿用加固封孔器进行一次性灌浆塞卡塞。

隧道开挖后径向局部注浆采用移动式制浆站或罐车运输水泥浆，掌子面超前周边帷幕注浆以固定式制浆站铺设管路，选用三缸高压灌浆泵进行灌浆；灌浆材料选用具有结石强度高、可灌性好、抗渗透、抗腐蚀、无污染、耐久性好等特点水泥基灌浆材。

应用隧道综合地质预报技术结合地表水源监测和洞内地下水量观测，以物探预报为主、钻探验证为辅，结合地表水源监测和地下水量观测分析其径流关系和影响情况，综合研究确定注浆堵水方案。

根据综合地质预报资料当掌子面前方存在高压富水区，水压力≥0.6MPa，且根据探孔资料掌子面总涌水量大于10m³/h时，采取超前帷幕注浆；根据地表出露泉眼水量监测和洞内地下水量观测结果，确认隧道开挖引起地表泉眼水量有明显的下降时，立即采用超前周边或帷幕注浆堵水。

注浆单元为15m/循环。

帷幕注浆工艺流程：掌子面前方综合地质预报→地表水源和洞内地下水监测→研究确定地下水处理方案→帷幕注浆方案实施→注浆效果评价（局部补注浆）→开挖后径向补注浆处理→达到设计限量排放标准后结束；帷幕注浆施工方法：确定注浆方案→施工准备→资源配置→钻孔施工→制浆和灌浆施工→注浆效果评定。

帷幕注浆结束标准为：单孔注浆压力逐步升高至设计终压，并继续注浆10min以上，注浆结束时的进浆量小于20L/min，检查孔涌水量小于0.2L/m.min，检查孔钻取岩芯，浆液充填饱满，则单孔注浆可结束；所有注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏浆现象，重点堵水段落注浆后涌水量小于1m³/m.d，一般堵水段落注浆后涌水量小于5m³/m.d，浆液有效注入范围大于设计值，预测岩体经注浆后可在开挖后保证洞壁稳定，则全段注浆可结束。