[发明专利]围岩外圈注浆加固方法

说明书

本发明公开了一种围岩外圈注浆加固方法，包括以下步骤：围岩情况预报；止浆墙修筑；缓冲层厚度C₁和注浆圈厚度C₂确定；孔位设计：根据预报的围岩情况在止浆墙的正立面上设计并标定出各注浆孔的起始孔位，在止浆墙前方围岩的单循环帷幕注浆长度范围内依次布设多个终孔断面，并根据浆液扩散半径在各终孔断面上设计出与起始孔位对应的注浆孔的终止孔位；钻孔参数计算：根据止浆墙与终孔断面的位置关系计算出钻取注浆孔的钻杆的仰角α和水平角β；钻孔及帷幕注浆：根据设计孔位和钻孔参数由止浆墙正立面朝围岩方向钻取注浆孔，并在注浆圈厚度范围内的注浆孔中喷注浆液以形成注浆圈。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别地，涉及一种围岩外圈注浆加固方法。

背景技术

隧道作为地下线性建筑物，修建过程中不可避免地穿越不同水文地质、工程地质条件的裂隙、断层岩体，当隧道通过富水断层时，人为破坏了原有地下水的渗流条件，使隧道洞身成为地下水以不同形式向外排泄的地下廊道，进而形成涌水灾害。近年来，山岭隧道修建过程中为保护隧道周边地下水资源和环境，防排水设计遵循“以堵为主，限量排放”的原则，此时衬砌将承受巨大的水压力，对隧道衬砌受力与变形极为不利，因此应对围岩进行注浆止水，使注浆形成的止水圈分担相当大的一部分水压力，从而减小衬砌外水压力及渗流量。

针对穿越高压富水断层隧道的全断面帷幕注浆，因需要抵抗高渗水压力，为安全穿越，须增加注浆加固圈厚度，但增加加固圈的厚度相当于提高了隧道衬砌结构所处环境的刚度，当后期矿山法施工中的爆破阶段产生的震动荷载、运营期列车产生的震动荷载、高烈度地震区发生地震而产生的震动荷载等动力荷载直接施加在被加固圈包围的衬砌结构上时，衬砌的变形由于被限制，从而极大增加其受力，产生裂缝，对隧道的安全极为不利。

发明内容

本发明提供了一种围岩外圈注浆加固方法，以解决现有的围岩注浆加固结构存在的容易因震动载荷使衬砌产生裂缝进而对隧道安全产生极为不利影响的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种围岩外圈注浆加固方法，包括以下步骤：围岩情况预报：根据现场出水情况，采用超前地质预报手段对掌子面前方的围岩情况进行预报；止浆墙修筑：在掌子面处修筑紧贴掌子面的止浆墙；缓冲层厚度C₁和注浆圈厚度C₂确定：根据预报的围岩情况确定C₁，C₁＝0.3m～1.0m；根据公式：C₁＝r₂-r₁，确定缓冲层外径r₂；根据公式：和确定注浆圈外径r_g；根据公式：C₂＝r_g-r₂，确定注浆圈厚度C₂，其中：r₀为衬砌内径，r₁为衬砌外径，r₂为缓冲层外径，r_g为注浆圈外径，H为静水面至隧道中心的高度；K_s为衬砌渗透系数，K_r为围岩或缓冲层渗透系数，K_g为注浆圈渗透系数，Q为隧道开挖后允许渗流量，P_l为衬砌外渗水压力允许值；孔位设计：根据预报的围岩情况在止浆墙的正立面上设计并标定出各注浆孔的起始孔位，在止浆墙前方围岩的单循环帷幕注浆长度范围内依次布设多个终孔断面，并根据浆液扩散半径在各终孔断面上设计出与起始孔位对应的注浆孔的终止孔位；钻孔参数计算：根据止浆墙与终孔断面的位置关系计算出钻取注浆孔的钻杆的仰角α和水平角β；钻孔及帷幕注浆：根据设计孔位和钻孔参数由止浆墙正立面朝围岩方向钻取注浆孔，并在注浆圈厚度范围内的注浆孔中喷注浆液以形成注浆圈。

进一步地，步骤“围岩情况预报”具体为：根据现场出水情况，采用地质雷达法、瞬变电磁法、超前水平钻孔法、隧道地质预报法中的一种或多种方法对掌子面前方的围岩情况进行预报，以综合判断断层位置与宽度、渗透水压力。