海底隧道断层破碎带上堵下排的施工方法

海底隧道断层破碎带上堵下排的施工方法专利01专利背景附图说明发明内容技术领域目录03020405权利要求荣誉表彰实施方式目录0706基本信息《海底隧道断层破碎带上堵下排的施工方法》是中铁隧道集团有限公司于2012年7月31日申请的专利，该专利的申请号为75，公布号为CNA，授权公布日为2012年11月21日，发明人是卓越、王明胜、罗嵩、杨祖根。《海底隧道断层破碎带上堵下排的施工方法》涉及地下工程施工技术领域，公开一种海底隧道断层破碎带上堵下排的施工方法，其步骤如下：对隧道上半断面快速注浆加固，按注浆孔数的3%～5%设置检查孔，在隧道下半断面钻设排水检查孔，检测单孔最大涌水量小于预定标准时，进行隧道上半断面开挖和支护工作；然后对隧道下半断面快速开挖通过，并及时将隧道初期支护封闭成环，安全顺利的通过断层破碎带，并保证隧道基本无渗漏。该发明适用于海底隧道断层破碎带或富水裂隙发育的破碎岩体地层，在封闭的结构内进行施工，保证了隧道开挖施工安全的同时，减少了钻孔注浆加固堵水工程量，又满足了防排水要求。具有施工效率高，费用低，为隧道的顺利建成节约了投资和时间。2016年12月7日，《海底隧道断层破碎带上堵下排的施工方法》获得第十八届中国专利优秀奖。（概述图为《海底隧道断层破碎带上堵下排的施工方法》摘要附图）专利背景专利背景由于中国沿海城市经济实力不断增长，城市建设日新月异，城市规模不断扩大，沿海地区将有多处修建海底隧道或水下隧道。在海底修建隧道将面临比陆地修建隧道更为严峻的地下水防治问题，海底隧道一般规模较大，工期较紧，一旦出现涌泥突水后果不堪设想，而海底隧道发生涌泥突水的地段一般位于断层破碎带或节理裂隙发育段等不良地质和岩层接触面。通常海底断层破碎带及其影响带围岩破碎、节理裂隙发育，围岩自稳能力较差，且节理裂隙多与海底贯通，在该种地层段落施工时极易发生突水坍塌等事故。中国国内外在采用钻爆法修建隧道及地下工程时，对于富水断层破碎带及裂隙发育段的处理措施，通常有强行通过法、注浆加固法、冻结法、释能降压法等，针对海底隧道的特点常用的方法主要为注浆加固法和冻结法。注浆法常用来实现堵水和加固双重目的，在海底隧道处理不良地层中应用最多。目前常用的注浆方式有全断面超前预注浆、超前周边帷幕注浆和局部断面注浆等；全断面超前预注浆通常加固隧道开挖面内及隧道开挖轮廓线外一定范围，注浆后隧道前方形成一圆台状加固体，其特点是钻孔数和注浆量较大，作业周期较长。超前周边帷幕注浆通常加固隧道开挖面周边一定范围，浆液在隧道开挖轮廓线外形成堵水帷幕，其特点是钻孔数和注浆量虽有所减少，但如水压和水量较大时，周边形成的帷幕容易破坏，易造成局部失稳。局部断面注浆主要是针对地层局部破碎或涌水等薄弱部位进行加固和堵水，其特点是虽然针对性较强，但不适合于隧道前方大范围破碎和富水地段的处理。发明内容专利目的改善效果技术方案发明内容专利目的为了克服背景技术中的不足，《海底隧道断层破碎带上堵下排的施工方法》的目的在于提出一种海底隧道断层破碎带上堵下排的施工方法。该方法在保证隧道开挖施工安全的同时，能最大限度的加快通过海底隧道断层破碎带的施工进度，从而达到安全、质量和进度效益的有机统一。

技术方案一种海底隧道断层破碎带上堵下排的施工方法，采用隧道上半断面快速注浆堵水加固和隧道下半断面开挖排水快速通过两大施工过程，其具体步骤如下：第一步：隧道上半断面快速注浆加固，在到达富水断层破碎带或裂隙发育带之前和结束之后，在计划加固段长范围之内，通过钻孔对隧道上半断面及上半断面开挖轮廓线外间范围内进行注浆加固，封堵上半断面地层周围地下水，切断隧道上半断面开挖轮廓线外地下水流向隧道内的水力通道；第二步：隧道上半断面周边注浆完成后，按注浆孔数的3%～5%设置检查孔，根据钻孔注浆情况，将若干检查孔布置在隧道上半断面的开挖面上，进行效果检查，注浆效果满足预定标准后，然后进行下步工作；第三步：在隧道下半断面钻设排水检查孔，钻孔数为3个，分别位于隧道左、中、右侧，三个钻孔单孔最大涌水量小于预定标准时，然后进行下步工作；第四步：隧道上半断面开挖支护，根据设计支护参数，进行隧道上半断面开挖和支护工作；设计支护参数一般为钢架间距50厘米；第五步：隧道下半断面快速开挖通过，隧道上半断面通过注浆加固和封堵地下水后，根据预定的开挖进尺，首先进行上半断面开挖和支护，隧道上半断面开挖一段距离后，再快速跟进下半断面开挖，及时将隧道初期支护封闭改善效果1、适用于海底隧道断层破碎带或富水裂隙发育的破碎岩体地层，该方法施工效率高，费用低，可以在保证隧道开挖安全的前提下，减少注浆加固堵水工程量、提高施工效率、减少处理断层破碎带或裂隙发育带的时间，为隧道的顺利建成节约投资和时间。2、通过隧道上半断面注浆加固，在保证了隧道开挖施工安全的同时，减少了钻孔注浆数量，提高了注浆加固堵水的针对性和有效性。3、通过隧道下半断面开挖排水，减少了作用在隧道上部注浆壳体的外水压力，给剩余地下水以一定出路，减少了作用在隧道结构上的外水压力。4、隧道初期支护封闭成环，且通过断层破碎带后，根据预设渗漏水量标准进行径向注浆封堵，在封闭的结构内进行施工，在保证了施工安全性的同时，减少了注浆堵水的盲目性，又满足了防排水要求。

附图说明附图说明图1是《海底隧道断层破碎带上堵下排的施工方法》海底隧道断层破碎带上堵下排施工方法步骤流程图；图2是该发明隧道上半断面注浆加固剖面布置图；图3是该发明隧道上半断面注浆加固纵断面示意图；图4是该发明开挖完成后径向注浆示意图；图中：1、隧道开挖轮廓线；2、钻孔；3、本阶段注浆孔图中的实线）；4、上阶段注浆孔（图中的虚线）；5、衬砌（初期支护用的钢架）；6、开挖掌子面；7、超前注浆加固区；8、下阶段注浆起点。

技术领域技术领域《海底隧道断层破碎带上堵下排的施工方法》涉及地下工程施工技术领域，尤其涉及海底隧道穿越富水断层破碎带及裂隙发育岩体时上半断面注浆堵水和下半断面开挖排水的一种海底隧道断层破碎带上堵下排的施工方法。

权利要求权利要求1.一种海底隧道断层破碎带上堵下排的施工方法，其特征在于：采用隧道上半断面快速注浆堵水加固和隧道下半断面开挖排水快速通过两大施工过程，其步骤如下：第一步：隧道上半断面快速注浆加固，在到达富水断层破碎带或裂隙发育带之前和结束之后，在计划加固段长范围之内，通过钻孔对隧道上半断面及上半断面开挖轮廓线外的范围进行注浆加固，封堵隧道上半断面地层周围地下水，切断隧道上半断面开挖轮廓线外地下水流向隧道内的水力通道；第二步：隧道上半断面及半断面开挖轮廓线外的范围周边注浆完成后，按注浆孔数设置的检查孔为：3%注浆孔数≤检查孔数＜5%注浆孔数，根据钻孔注浆情况，将若干检查孔布置在隧道上半断面的开挖面上，进行效果检查，注浆效果满足预定标准后，然后进行下步工作；第三步：在隧道下半断面钻设排水检查孔，钻孔数为3个，分别位于隧道左、中、右侧，三个钻孔单孔最大涌水量小于预定标准时，然后进行下步工作；第四步：隧道上半断面开挖支护，根据设计支护参数，进行隧道上半断面开挖和支护工作；设计支护参数钢架间距为50厘米；第五步：隧道下半断面快速开挖通过，隧道上半断面及半断面开挖轮廓线外的范围通过注浆加固和封堵地下水后，根据预定的开挖进尺，首先进行上半断面开挖和支护，隧道上半断面开挖一段距离后，再快速跟进下半断面开挖，及时将隧道初期支护封闭成环；第六步：隧道初期支护封闭成环后，安全顺利通过断层破碎带后，如果初期支护渗漏水量大于隧道渗漏水量预定标准，则根据渗漏水情况，适时实施径向注浆堵水，保证隧道基本无渗漏；其中的第一步中，对隧道上半断面及半断面开挖轮廓线外的范围进行注浆加固，其中，隧道上半断面指的是隧道起拱线以上的拱部部位，注浆堵水加固范围为隧道起拱线以上开挖轮廓线外的一段范围，其隧道上半断面开挖轮廓线外注浆加固范围设置为：3米≤隧道上半断面开挖轮廓线外的范围＜5米；注浆加固预留止浆岩盘时，岩盘厚度为3～5米，设置止浆墙时，实施方式实施方式如图1所示，一种海底隧道断层破碎带上堵下排的施工方法，采用隧道上半断面快速注浆堵水加固和隧道下半断面开挖排水快速通过两大施工过程，其具体步骤如下：第一步110：在到达富水断层破碎带或裂隙发育带之前和结束之后，在预定加固段长范围之内，通过钻孔对隧道上半断面及上半断面开挖轮廓线外一定范围内进行注浆加固，封堵上半断面地层周围地下水，其注浆加固范围一般为隧道开挖轮廓线外3～5米或为隧道半径的（0.5～1）倍。（见图2、图3）第二步120；隧道上半断面周边注浆完成后，根据钻孔注浆情况，在隧道上半断面合适位置钻设一定数量的检查孔，进行效果检查，注浆效果满足预定标准后，方可进行下步工作。第三步130：在隧道下半断面钻设排水检查孔，钻孔数为3个，分别位于隧道左、中、右侧