一种隧道断层破碎带突水突泥用注浆材料及其堵水加固设计方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114702291A(43)申请公布日2022.07.05(21)申请号202210326150.6C04B111/27(2006.01)(22)申请日2022.03.30C04B111/70(2006.01)(71)申请人山西省交通科技研发有限公司地址030032山西省太原市小店区示范区经济技术园武洛街27号(72)发明人周新星孔繁盛张艳聪边伟高学凯荣亚鹏吕子龙许勇李亚龙任文晋窦斌强(74)专利代理机构北京太兆天元知识产权代理有限责任公司11108专利代理师易卫(51)Int.Cl.C04B28/12(2006.01)E21D11/10(2006.01)E21D11/38(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种隧道断层破碎带突水突泥用注浆材料及其堵水加固设计方法(57)摘要本发明公开了一种隧道断层破碎带突水突泥用注浆材料及其堵水加固设计方法。该注浆材料由砂、粉煤灰、石灰、膨润土、水和水性聚氨酯组成。堵水加固设计方法为大型断层破碎带突水突泥量巨大时采用迂回导坑迂回开挖、泄水洞降能释压，突水突泥结束后掌子面采用全断面帷幕注浆开挖后辅以径向注浆补强，衬砌顶板或底板及Ⅲ级以上围岩采用超前小导管注浆，Ⅲ级及Ⅲ级以下围岩采用超前锚杆注浆。该注浆材料具有优异的力学特性、超低的渗透系数、优异耐久性，该堵水加固设计方法可快速修复和封堵隧道断层突水突泥灾害，快速贯通突水突泥隧道，使突水突泥隧道长期安全稳定的运营，延长断层破碎带突水突泥隧道的使用寿命。CN114702291ACN114702291A权利要求书1/1页1.一种隧道断层破碎带突水突泥用注浆材料，其特征在于，所述注浆材料由40‑50wt％砂、20wt％粉煤灰、3‑5wt％石灰、2wt％膨润土、15wt％水、10‑20wt％水性聚氨酯组成。2.根据权利要求1所述的隧道断层破碎带突水突泥用注浆材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法的具体步骤为：将砂、粉煤灰、石灰、膨润土和水100‑1000rmp搅拌15‑30min混合均匀，然后加入水性聚氨酯搅拌15‑30s，即得隧道断层破碎带突水突泥用注浆材料。3.根据权利要求1所述的隧道断层破碎带突水突泥用注浆材料的堵水加固设计方法为：(1)获取水文地质资料及水文地质条件的分析；(2)探明致灾含水层及含水构造形式，量测突水突泥量大小；(3)借助地质雷达、瞬变电磁、钻探揭露综合探测隧道围岩等级、主控区域含水构造、选定关键治理区域；(4)给出断层破碎带突水突泥灾害支护强化方式及实施；(5)钻孔布设，确定加固圈厚度、布孔数量、注浆孔深度、注浆间距等注浆参数，依据水力连通试验、现场实时监测、钻孔揭露资料、突水突泥稳定性监控、突水突泥量监控、水压监控动态调控注浆参数和钻孔布设；(6)使用隧道断层破碎带突水突泥用注浆材料对关键孔进行注浆；(7)引排孔注浆并对注浆堵水加固效果进行评价。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的水文地质资料为1:500‑500000的水文地质图。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)，大型断层破碎带突水突泥量巨大时采用迂回导坑迂回开挖、泄水洞降能释压；在迂回导坑靠近断层破碎带处设置2处不少于5m的止浆岩盘以保证断层破碎带处突水突泥不会影响前后方施工。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)，突水突泥结束后掌子面采用全断面帷幕注浆开挖后辅以径向注浆补强，衬砌顶板或底板，Ⅲ级以上围岩采用超前小导管注浆，Ⅲ级及Ⅲ级以下围岩采用超前锚杆注浆，经高压注入突水突泥溃口、掌子面、衬砌；所述高压注入的压力不少于10MPa。7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)的钻孔布设采用均匀布孔、梅花形布孔或不少于3圈的多圈层布孔。8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(7)的评价采用评分法，注浆后隧道评分为85分以上，满足隧道断层破碎带突水突泥用注浆材料的堵水加固设计要求。9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(7)的评价采用钻孔检查法，固结体芯样抗压强度不小于10.0MPa，渗透系数不小于10‑4m/s。2CN114702291A说明书1/4页一种隧道断层破碎带突水突泥用注浆材料及其堵水加固设计方法技术领域[0001]本发明属于隧道注浆技术领域，具体涉及一种隧道断层破碎带突水突泥用注浆材料及其堵水加固设计方法。背景技术[0002]随着基础设施建设的大力发展，我国隧道工程建设不断呈现“大埋深、长洞线、高应力、强岩溶、高水压、构造复杂、灾害频发”的特点，突水突泥灾害也日趋严峻。隧道突水突泥是指由于钻爆或开挖扰动引发的复杂地质灾害，灾害发生时碎石、土体和水的混合物在短时间内从