向 世 東

(攀鋼集團(tuán)工程技術(shù)有限公司，四川 攀枝花　617000)

四川攀枝花鋼鐵集團(tuán)公司白馬鐵礦1600主平硐工程地質(zhì)條件復(fù)雜，有多條斷層通過至該平硐，裂隙發(fā)育，地表水通過裂隙與含水層連接，造成地下水補(bǔ)給豐富，地下水徑流通過開挖后的平硐滲(流)出，對施工造成很大的困難，同時(shí)對建成后的營運(yùn)帶來較大的安全隱患。

1　工程概況

攀枝花鋼鐵集團(tuán)公司白馬鐵礦1600主平硐工程，在開挖至K2+320～ZK2+380及ZK2+770 m前后段時(shí)，從拱頂、側(cè)墻等多處出現(xiàn)突發(fā)滲(流)水，其滲流量達(dá)66 m3/h,且具有較大承壓性。此后水量雖有所減少,仍有100余米范圍內(nèi)多處呈現(xiàn)集中線流或面滴狀滲漏。

為防止因長期滲流而導(dǎo)致巷道圍巖破壞,并確保巷道良好的運(yùn)行環(huán)境,必須對該主平硐出現(xiàn)的滲(流)水段進(jìn)行處理。

2　滲(流)水原因分析

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)地察看和對相關(guān)工程地質(zhì)勘察資料分析,初步確定該滲(流)水段應(yīng)為斷裂構(gòu)造破碎帶滲水。

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告分析,該區(qū)域地質(zhì)有F3，F(xiàn)4斷層延深至該主巷道。F3，F(xiàn)4斷層系白馬礦區(qū)南北向斷裂構(gòu)造中的兩組張性正斷裂,分布在P63東端,傾角40°～45°,延深大于500 m,破碎帶寬度20 m～50 m,最大寬度達(dá)130 m,斷裂帶被閃長巖或輝綠巖脈所充填,均系富含水?dāng)鄬?，由于斷層地面出露高程較高,從而形成對主平硐的高水頭承壓滲水。

3　處理方案設(shè)計(jì)

根據(jù)上述所分析的滲漏原因,并結(jié)合滲漏段滲(流)水特征及現(xiàn)場具體情況,采取引水導(dǎo)流、噴錨封閉、壓力水泥注漿及化學(xué)注漿的處理方案。

3.1　引水導(dǎo)游

對所有已出現(xiàn)滲水點(diǎn)、線、面實(shí)施鉆孔埋管引水導(dǎo)流。鉆孔騎縫或斜穿縫布孔,孔徑40 mm～50 mm,孔深2 m～5 m或穿過滲(流)水縫(帶),鉆孔數(shù)視滲漏特征和滲漏量確定。引水管采用相應(yīng)直徑的無縫鋼管,均安上閘閥作灌漿之用。埋管引流后對引水管外周邊小的滲水縫隙采用快干水泥進(jìn)行嵌縫封閉處理,確保滲水基本上從引水管引導(dǎo)流出,以便為后續(xù)噴錨封閉施工創(chuàng)造條件。

3.2　噴錨封閉

鉆孔引水導(dǎo)流完成后,將對滲漏區(qū)進(jìn)行噴錨封閉。噴錨封閉區(qū)范圍將根據(jù)滲水部位的分布情況以及壓力灌漿可能出現(xiàn)嚴(yán)重漏、串、冒漿的地方分片包圍式布設(shè)。

局部破碎巖體或倒懸模型危巖,設(shè)置隨機(jī)錨桿,錨桿規(guī)格與長度根據(jù)圍巖穩(wěn)定條件而定。噴射混凝土中摻用能在滲水條件下正常固化的BR-2型增強(qiáng)防水劑,該防水劑能在短時(shí)間內(nèi)反應(yīng)成一種膠凝物質(zhì)——“無機(jī)硅膠”,粘結(jié)力極強(qiáng),噴射料受壓力噴出,粘著在受噴基巖表面,水化結(jié)晶成密實(shí)型混凝土,從而達(dá)到自防水并封閉灌漿區(qū)。

3.3　水泥注漿

3.3.1注漿方式

壓力注漿借助引水管采用純壓注漿方式。注漿結(jié)合噴錨封閉分片(塊)灌注。各注漿片(塊)按自下而上、由外向內(nèi)、由小到大順序進(jìn)行。

3.3.2注漿材料

注漿材料將根據(jù)引水管導(dǎo)出水量大小及受灌巖體的結(jié)構(gòu)分別采用單液水泥漿或水泥—水玻璃雙液早強(qiáng)速凝漿進(jìn)行;純水泥漿液水灰比為0.5～1。

3.4　化學(xué)注漿

部分串漏嚴(yán)重且無法采用上述注漿方法封閉的孔段,必要時(shí)可采取水溶性化學(xué)漿液進(jìn)行灌注。

該化學(xué)漿液性能如下：

1)具有快速高效防滲堵漏的特點(diǎn)：該材料具有良好的親水性,在水中均勻分散、乳化,進(jìn)而形成彈性體,水既是化學(xué)液的稀釋劑又是固化劑,具有水脹性,因此具有彈性止水和以水止水的雙重功能。

有關(guān)性能指標(biāo)見表1。

表1　有關(guān)性能指標(biāo)

2)該化學(xué)漿液是一種既能防滲堵漏又能固體補(bǔ)強(qiáng)的注漿材料。

有關(guān)物理性能指標(biāo)見表2。

表2　有關(guān)物理性能指標(biāo)

3.5　鉆孔布置

3.5.1說明

F3以及F4斷層破碎帶在主巷道130 m長,集中滲漏點(diǎn)是壓力水最暢通的通道,但是如果只是處理目前滲水點(diǎn),壓力水將會(huì)從破碎帶其他的地方滲出,因此,擬對斷層破碎帶進(jìn)行全面注漿處理。

注漿處理段長約130 m,排距1.5 m,縱向孔距3.0 m,每個(gè)斷面布置鉆8個(gè),孔深3 m～5 m(根據(jù)先導(dǎo)孔巖心完整度確定孔深),按梅花形布置。

3.5.2鉆孔布置示意圖

鉆孔布置示意圖見圖1～圖3。

3.6　注漿壓力

注漿壓力將根據(jù)現(xiàn)場圍巖條件與承壓水頭等按以下計(jì)算式

確定：

P=Py+Pc。

式中：P——注漿壓力,MPa,注漿壓力為孔口注漿管的壓力;

Py——圍巖允許注漿壓力,根據(jù)圍巖條件,一般可取0.1 MPa～0.3 MPa；

Pc——承壓水頭壓力,MPa,現(xiàn)場測定。

3.7　注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

在設(shè)計(jì)壓力下,吸漿量不大于2 L/min,持續(xù)30 min即結(jié)束注漿。注漿結(jié)束后閉漿待凝24 h,再行拆卸孔口管。

3.8　特殊情況處理

注漿過程中如出現(xiàn)漏、串、冒漿,可采取塞、嵌、封等措施進(jìn)行特殊情況處理。如出現(xiàn)特大耗漿,及時(shí)調(diào)整添加劑量,取限流、限壓、間隙、待凝等措施進(jìn)行灌注。

4　結(jié)語

白馬鐵礦1600主平硐工程K2+320～ZK2+380及ZK2+770 m滲(流)水段注漿堵水，嚴(yán)格按照鉆孔布置、注漿工藝等參數(shù)施工，完全達(dá)到注漿堵水及設(shè)計(jì)要求。

通過注漿堵水技術(shù)在隧道工程施工中的應(yīng)用，不僅起著堵水的作用，提高隧道防滲能力，更加重要的是具有加固和穩(wěn)定的作用，對提高隧道工程的穩(wěn)固性，保證施工質(zhì)量和安全具有非常重要的作用。使得注漿技術(shù)逐漸成為工程堵水、加固的主要方法之一。

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