注漿堵水技術(shù)在白馬鐵礦1600主平硐工程的應(yīng)用

向 世 東

(攀鋼集團工程技術(shù)有限公司，四川 攀枝花　617000)

四川攀枝花鋼鐵集團公司白馬鐵礦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，同時對建成后的營運帶來較大的安全隱患。

1　工程概況

攀枝花鋼鐵集團公司白馬鐵礦1600主平硐工程，在開挖至K2+320～ZK2+380及ZK2+770 m前后段時，從拱頂、側(cè)墻等多處出現(xiàn)突發(fā)滲(流)水，其滲流量達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行環(huán)境,必須對該主平硐出現(xiàn)的滲(流)水段進行處理。

2　滲(流)水原因分析

根據(jù)現(xiàn)場實地察看和對相關(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

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、線、面實施鉆孔埋管引水導(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型增強防水劑,該防水劑能在短時間內(nèi)反應(yīng)成一種膠凝物質(zhì)——“無機硅膠”,粘結(jié)力極強,噴射料受壓力噴出,粘著在受噴基巖表面,水化結(jié)晶成密實型混凝土,從而達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—水玻璃雙液早強速凝漿進行;純水泥漿液水灰比為0.5～1。

3.4　化學(xué)注漿

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

該化學(xué)漿液性能如下：

1)具有快速高效防滲堵漏的特點：該材料具有良好的親水性,在水中均勻分散、乳化,進而形成彈性體,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強的注漿材料。

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,集中滲漏點是壓力水最暢通的通道,但是如果只是處理目前滲水點,壓力水將會從破碎帶其他的地方滲出,因此,擬對斷層破碎帶進行全面注漿處理。

注漿處理段長約130 m,排距1.5 m,縱向孔距3.0 m,每個斷面布置鉆8個,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

在設(shè)計壓力下,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、封等措施進行特殊情況處理。如出現(xiàn)特大耗漿,及時調(diào)整添加劑量,取限流、限壓、間隙、待凝等措施進行灌注。

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，嚴格按照鉆孔布置、注漿工藝等參數(shù)施工，完全達到注漿堵水及設(shè)計要求。

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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