[发明专利]一种隧道富水断层破碎带快速施工方法

权利要求书

1.一种隧道富水断层破碎带快速施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：超前帷幕注浆堵水与固结；

S2：微扰动开挖；

S3：应急治水；

S4：稳定掌子面与预期支护及信息监控反馈。

2.如权利要求1所述的一种隧道富水断层破碎带快速施工方法，其特征在于：S1包括如下步骤：

S101：已开挖支护段径向注浆：对已开挖支护段径向注浆堵水，超前锚杆沿开挖轮廓线，以较大的外插角，向开挖面前方安装锚杆，形成对前方围岩的预锚固；

S102：超前小导管支护：超前小导管用于自稳时间短的断层破碎带地段的预支护；

S103：超前预注浆加固前方岩体：避免前方岩体变形较大，采用注浆加固前方岩体，确保施工安全；

S104：径向注浆堵水：局部强涌水段采用前向帷幕注浆堵水固结。

3.如权利要求1所述的一种隧道富水断层破碎带快速施工方法，其特征在于：S2包括如下步骤：

S201：微扰动开挖控制：开挖功法严格按三台阶预留核心土法的功能法工艺要求进行施工，减少扰动；

S202：开挖步距控制：控制开挖步距，及时封闭成环，严禁拱脚悬空。

S203：监控测量：施工中加强监控量测，利用测量工具实时测量扰动程度及前方岩体变形大小；

S204：临时支护加固措施：发现围岩变形较大时，及时采取临时支护加固措施，确保施工安全，若围岩无变形时，持续监控围岩变形大小。

4.如权利要求3所述的一种隧道富水断层破碎带快速施工方法，其特征在于：S201包括如下步骤：

S2011：施工准备；

S2012：上中下台阶测量放线；

S2013：加强防护：上台阶开挖至较好围岩后，进行出渣和清理，中台阶左右错开下挖约3m，按要求施工拱架锚杆及初期支护，必要时增加锁脚锚杆，对上台阶进行支撑封堵；

中台阶下挖3m后，进行出渣和清理，立即施工C20临时仰拱，厚45cm，临时仰拱左右交错施工，洞口15m范围临时仰拱必须全部满铺，洞内仰拱可采用跳槽浇注，间隔不大于1.5m；

下台阶下挖3m后，进行出渣和清理，按要求施工拱架锚杆及初期支护，必要时增加锁脚锚杆。

S2014：监控测量：施工中加强监控量测，利用测量工具实时测量扰动程度及前方岩体变形大小。

S2015：循环开挖：稳步向前开挖，进行S2011-S2013的下一循环。

5.如权利要求1所述的一种隧道富水断层破碎带快速施工方法，其特征在于：S3包括如下步骤：

S301：掌子面涌水程度监测：工作人员持续观察掌子面涌水情况，当掌子面出现涌水或出水量较大时；

S302：上台阶掌子面堆码无纺布：无纺布是由定向的或随机的纤维而构成，堆积厚度不少于2.5M；

S303：向无纺布上端喷射C20混凝土封闭并注浆加固；

S304：封堵墙预留泄水孔，加强掌子面及中下台阶涌水的排放，排放时实时监测涌水排放量，将获得的信息反馈，并作出分析判断能否继续进行步骤S4。

6.如权利要求1所述的一种隧道富水断层破碎带快速施工方法，其特征在于：S3还包括控制注浆量，具体步骤如下：

步骤A1，根据以下公式计算地层单位吸水量：

其中，ω代表地层单位吸水量，L代表注浆段长度，代表注浆压力，代表注浆时的稳定流量；

步骤A2，根据以下公式求出注浆后的渗透系数：

其中，K代表注浆后的渗透系数，ω代表地层单位吸水量，γ代表注浆孔的半径，lg代表以10为底的对数；

步骤A3，根据步骤A2中求出的注浆后的渗透系数K衡量是否继续注浆，当持续注浆时，求出的渗透系数在不断下降，此时将停止注浆加固，当持续注浆时，求出的渗透系数在提高，此时继续注浆加固。

7.如权利要求1所述的一种隧道富水断层破碎带快速施工方法，其特征在于：S4包括如下步骤：

S401：临时钢支撑进行连接加固：反压洞砟形成上台阶及中台阶平台，设置横向和竖向临时钢支撑并进行连接加固，纵向间距同初支钢架间距；

S402：加强围岩量测及水量监控；加强围岩量测及水量监测，若围岩变形较大或渗水量突然加大时，及时采取临时支护加强措施并调整施工工艺和支护参数。