[发明专利]一种隧道超前探孔岩溶高压涌水封堵装置及方法

说明书

本发明公开了一种隧道超前探孔岩溶高压涌水封堵装置及方法，该装置包括贯通隧道掌子面与岩溶管道之间围岩的隧道超前探孔，该隧道超前探孔在隧道掌子面一侧设有一根入孔管，该入孔管的一端由隧道掌子面伸入隧道超前探孔，另一端连接构成岔管结构的分流管一和分流管二；分流管一经变径接头一连接引流管一，引流管一通向集水坑；分流管二经变径接头二连接引流管二，引流管二连接注浆管。在分流管一和分流管二上分别设有高压闸阀一和高压闸阀二。本发明是在孔口直接加装“分流—引流—注浆”的处理装置再择机注浆封堵，一方面可以规避泄水洞分流方法对地下水生态环境的不良影响，另一方面增大了过水断面，有效降低了涌水射速。

技术领域

本发明属于隧道工程及地下洞室工程领域，涉及一种适用于隧道超前探孔发生岩溶高压涌水后的封堵处理结构及处理方法。

背景技术

隧道建设过程中为获取开挖工作面前方的地质信息，通常采用超前地质钻探进行超前地质预报。隧道超前探孔一般采用冲击钻，其钻进速度快，可通过冲击器的响声、钻速及其变化、岩粉、卡钻情况、钻杆震动情况、冲洗液的颜色及流量变化等粗略探明前方地质情况，缺点是不能取芯。当在复杂地质地段或特殊目的地段超前钻孔时一般采用回转取芯钻，回转取芯钻岩芯鉴定准确可靠，地层变化里程可准确确定，缺点是钻进速度慢。

岩溶地区修建隧道，当隧道埋深大，隧道开挖范围内岩溶管道发育较强时，管道内地下水水头较高。因冲击钻施工速度快，超前探孔多采用冲击钻钻进，但冲击钻多数情况下为裸孔钻进，无孔口防护装置，当其击穿高压富水岩溶管道时，发生超前探孔岩溶高压涌水的可能性极大。在高水头作用下，钻孔涌水射速大，对人员、设备及工程本身造成很大的安全隐患，地下水流量大时还可能造成掌子面附近洞段淹没，后期处理技术难度极大。

针对隧道超前探孔岩溶高压涌水，通常采用泄水洞分流、浇筑混凝土阻水墙再注浆封堵等间接方式以及安装带套袋的直型注浆锚杆直接封堵方式。泄水洞分流处理需开挖数公里长的泄水洞至超前探孔揭露的岩溶管道，投资大，工期长，且对周边地下水环境的影响较大。浇筑混凝土阻水墙再注浆封堵需抽水后再分部导流、分部浇筑混凝土，处理时间长，动水环境下浇筑混凝土难度较大。现有的直接处理方式多为在直型注浆锚杆外缠绕套袋，通过向套袋内注浆使直型注浆锚杆锚固在钻孔内壁上，最后通过注浆锚杆注浆封堵涌水。直型注浆锚杆直接封堵存在两大缺点，一是仅靠锚杆外套袋提供的锚固力有限，在涌水射速特别高时该装置容易脱落射出，导致封堵失败；二是安装过程涌水通过直型注浆锚杆向一个方向涌出，且过水断面未有效增大，涌水射速依然较高，对操作人员而言具有较大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在涌水孔口直接处理的快速、安全、低成本的隧道超前探孔岩溶高压涌水的处理方式。

本发明的技术方案如下：

一种隧道超前探孔岩溶高压涌水封堵装置，包括贯通隧道掌子面与岩溶管道之间围岩的隧道超前探孔，该隧道超前探孔在隧道掌子面一侧设有一根入孔管，该入孔管的一端由隧道掌子面伸入隧道超前探孔，另一端连接构成岔管结构的分流管一和分流管二；分流管一经变径接头一连接引流管一，引流管一通向集水坑；分流管二经变径接头二连接引流管二，引流管二连接注浆管。在分流管一和分流管二上分别设有高压闸阀一和高压闸阀二。

具体的封堵方法包括如下步骤：

步骤一，增加污水泵，使抽排流量大于涌水流量，持续抽排工作面积水至机械及人员能进入涌水部位。

步骤二，打开本发明装置上的所有闸阀的阀门，保持所有分流管道通水，采用挖掘机及装载机吊运，人工配合的方式，将本发明使用的装置缠有青麻的入孔管伸入涌水超前探孔中，并使用挖掘机尽可能增大入孔管的入孔长度。

步骤三，保持所有闸阀的阀门处于打开状态，分流泄压降射速，采用钢筋、钢绞线、钢管等材料将孔口装置与围岩、初支钢拱架锚固在一起。