穿越湖泊泥水平衡顶管隧道渗漏应急堵漏方法与流程

1.本发明属于土木工程领域，具体涉及一种穿越湖泊泥水平衡顶管隧道渗漏应急堵漏方法。


背景技术：

2.城市水利管线建设中，常使用顶管掘进法开展地下管线工程建设；尤其是遇到穿越城市湖泊、江河等工程，泥水平衡顶管掘进机得到广泛应用。然而，泥水平衡掘进机在穿越江河湖泊施工工程中，由于前期地质勘察钻探孔未很好地进行填充处理，有可能导致湖泊水侵入钻探孔之中，当顶管隧道顶入此位置时，湖泊水在高水头压力作用下就有可能冲破顶管上部承压地层，顺着钻探孔倒灌入顶管隧道之中，造成顶管隧道湖水倒灌，并回灌入沉井结构之中，严重影响工程建设进度和人民财产安全。为此，针对湖泊水通过钻探孔渗漏入顶管隧道导致的安全风险，亟需一种快捷、安全的应急堵漏方法，可以充分发挥洞内外、湖水内外联合处理突发涌水事件，最大程度地保证周边建(构)筑物安全稳定，节省抢险时间，对于工程应急抢险具有非常重要的意义和应用价值。


技术实现要素：

3.本发明针对上述问题，提供了一种穿越湖泊泥水平衡顶管隧道渗漏应急堵漏方，本发明通过湖内封堵、井壁外注浆加固与井内封堵相互耦合施作方法，实现对渗漏源头的快速封堵和沉井结构稳定加固，可以充分发挥洞内外、湖水内外联合处理突发涌水事件，最大程度地保证周边建(构)筑物安全稳定，节省抢险时间；以此达到快速、安全、环保等各项要求，保障工程建设安全生产与绿色环保标准，提高工程建设质量和速度。
4.为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：一种穿越湖泊泥水平衡顶管隧道渗漏应急堵漏方法，包括湖内封堵、井壁外注浆加固与井内封堵，具体步骤如下：s1、湖内封堵s1.1、把湖泊底部泥沙固体颗粒制作成泥袋，投入到地质勘察孔渗漏孔中，逐层堆积减小渗漏量；s1.2、使用机械设备将水泥混合材料喷注到泥沙堆积区域，形成水泥封堵层，最终将地质勘察孔渗漏孔有效封堵；s2、井壁外注浆加固s2.1、在沉井井顶四周使用高压旋喷桩进行注浆加固，在顶管掘进始发处形成高压旋喷桩止水帷幕；s2.2、在高压旋喷桩止水帷幕外侧，通过钻孔注浆形成止水桩；s3、井内封堵s3.1、拆除止水盘根；s3.2、在顶管外壁与防水套管周圈向顶管井方向塞入长柔性阻水材质挡水；
s3.3、在止水挡板与顶管外壁之间塞入水泥砖，用双快水泥封面，封堵顶管外壁空腔；s3.4、通过注浆管对管道内注浆孔和止水环注浆孔进行注浆；s3.5、止水法兰处及注浆液达到强度后，开始井内抽水，将水排出；s3.6、在顶管洞口植筋，在现有顶管洞口混凝土处每个方向扩500mm浇筑c30p6混凝土将顶管加固洞口延长；s3.7、二次安装止水盘根；s3.8、安装止水盘根时，对通风管道、施工用电电缆及电器进行检查，并对顶管设备电机进行烘干处理和维修。
5.进一步的，在步骤s2.1中，所述高压旋喷桩桩径为φ1500@1000，搭接500，高压旋喷桩底部在顶管底下面3m，顶部在顶管顶上面3m，共3排，39根。
6.进一步的，在步骤s2.2中，所述止水桩桩径φ800@600，搭接200，共2排。
7.进一步的，在步骤s3.1中，所述止水盘根设置在沉井内顶管口处，包括止水法兰、止水挡板、牛油盘根、橡胶圈、穿墙套管。
8.本发明所达到的有益效果：1. 本发明所涉及的湖内封堵、井壁外注浆加固与井内封堵相互耦合施作方法，实现对渗漏源头的快速封堵和沉井结构稳定加固，可以充分发挥洞内外、湖水内外联合处理突发涌水事件，最大程度地保证周边建(构)筑物安全稳定，节省抢险时间；2. 本发明所涉及的井壁外注浆加固，可布置于施工现场任何位置，施工工艺适用性强；3. 本发明所涉及的井内封堵，时间可控，封堵效果显著；4. 本发明可以满足泥水顶管隧道下穿湖泊施工、隧道渗漏等地下工程建设中的渗漏水应急处理，能够满足地下工程建设应急抢险与环保的各项要求。
附图说明
9.图1为本发明穿越湖泊泥水平衡顶管隧道渗漏应急堵漏方法工作示意图；图2为本发明湖内封堵投抛泥袋泥工作示意图；图3为本发明湖内封堵灌注水泥混合材料工作示意图；图4为本发明高压旋喷桩止水帷幕水平布置示意图；图5为沿图4中1-1线的剖视图；图6为本发明止水桩水平布置示意图；图7为本发明沉井内顶管口部位结构示意图。
10.图中：1、顶管，2、沉井，3、地质勘察孔渗漏孔，4、高压旋喷桩止水帷幕，5、止水桩，6、抢修船，7、注浆管，8、泥袋，9、水泥混合材料、10、止水法兰，11、牛油盘根，12、橡胶圈，13、防水套管，14、止水挡板。
具体实施方式
11.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。为了清楚，不描
述实际实施例的全部特征。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例
12.如图1-7所示，本发明一种穿越湖泊泥水平衡顶管隧道渗漏应急堵漏方法，包括湖内封堵、井壁外注浆加固与井内封堵。湖内封堵，湖泊水流流速较大，湖底有淤泥，能见度较低，尤其是与湖底联通处的地质勘探孔孔径较大，采用泥球加混凝土封堵，此处渗水口封堵后，将会减少顶管1内壁的水压和流量，对整个修复方案起到关键作用。井壁外注浆加固，包括沉井2四周采用高压旋喷桩形成高压旋喷桩止水帷幕4，且管道周边加止水桩5直径800@600，搭接200，设2排。井内封堵，包括顶管1洞口设置止水盘根，止水盘根包括止水法兰10、止水挡板14、牛油盘根11、橡胶圈12、穿墙套管。具体步骤如下：s1、湖内封堵s1.1、把湖泊底板泥沙等固体颗粒做成泥袋8，将泥袋8装载到抢修船6上，然后把抢修船6开赴到地质勘探孔渗漏孔3附近，把泥袋8投入到地质勘探孔渗漏孔3中，逐层堆积减小渗漏量；s1.2、在抢修船6上安装好注浆管7，使用注浆管7将水泥混合材料9喷注到泥沙堆积区域，由于水泥混合材料的抗水性能，可以形成具有一定强度和厚度的水泥封堵层，将地质勘探孔渗漏孔3有效封堵；s2、井壁外注浆加固s2.1、高压旋喷桩止水帷幕s2.1.1、清理施工现场地表及地下障碍物，在沉井2顶部确定好钻孔桩位置，钻孔范围为洞口顶管两侧；s2.1.2、将钻机安置在设计的孔位上，使钻杆头对准孔位中心，同时为保证钻机达到设计要求的垂直度，钻机就位后，必须做水平校正，使其钻杆轴线对准钻机中心位置；s2.1.3、在钻孔插管过程中，由钻头喷嘴边射水边向下钻进，钻进时严格控制水压，水压力一般不超过1mpa；s2.1.4、当喷射注浆管机钻至预定深度后，由下至上将水泥、水玻璃、膨润土、粉煤灰混合材料喷入钻孔中进行注浆加固；s2.1.5、喷射施工完毕后，应把注浆管等机具设备冲洗干净，管内、机内不得残存水泥浆，然后将机器移到新的位置，开始下一个桩的施工，直至全部完毕。
13.s2.1.6、桩径为φ1500@1000，搭接500，高压旋喷桩底部在顶管底下面3m，顶部在顶管顶上面3m，共3排，39根，在顶管1掘进始发处形成有效的高压旋喷桩止水帷幕4。
14.s2.2、止水桩s2.2.1、在高压旋喷桩止水帷幕4外侧，确定需要钻孔注浆的部位和程度。
15.s2.2.2、使用专业设备对部位进行钻孔，孔径和深度根据实际情况进行确定。
16.s2.2.3、钻孔完成后，需要使用高压水进行清洗，将孔内泥土、石头、碎屑等物质清理干净。
17.s2.2.4、钻孔清洗和干燥后，将适量的注浆料装填进孔内。
18.s2.2.5、将专门的注浆机连接至孔口，并注入一定压力下的注浆料，注浆后不断地
慢慢提升注浆机，确保注浆的均匀性和密实度。
19.s2.2.6、等待注浆干燥后，需要对孔口进行封堵，喷涂防水材料，确保施工效果。
20.s2.2.7、在高压旋喷桩止水帷幕4外侧，形成直径800@600，搭接200，设2排的止水桩5，其作用为加固地层增强抗渗性能。
21.s3、井内封堵s3.1、在沉井2结构内，拆除止水法兰10、牛油盘根11、橡胶圈12；s3.2、在钢管外壁与防水套管13周圈向顶管井方向塞入3米长柔性阻水材质进行挡水，减小水流量携带沙砾冲入进内；s3.3、在止水挡板14与钢管外壁之间塞入水泥砖，用双快水泥封面，封堵顶管1外壁空腔；s3.4、假定12m处出现渗漏点，可以在此处通过注浆管对管道内注浆孔和止水环注浆孔进行注浆，注浆料用水泥：水玻璃：膨润土、粉煤灰混合材料进行配置，注浆料的配比根据经验确定，对顶管1周边岩石缝隙填充，同时起到堵水作用；s3.5、止水法兰10处及注浆液达到强度后，开始井内抽水，将水排出；s3.6、在顶管1洞口植筋，直径22mm，间距150，在现有顶管1洞口混凝土处每个方向扩500mm浇筑c30p6 混凝土将顶管1加固洞口延长；s3.7、二次安装牛油盘根11、止水法兰10，对洞口进行止水；s3.8、安装牛油盘根11时，同时对顶管设备进行检查，对通风管道、施工用电电缆及电器进行检查，并对顶管设备电机进行烘干处理和维修。
22.最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

技术特征：
1.一种穿越湖泊泥水平衡顶管隧道渗漏应急堵漏方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、湖内封堵，使用湖泊底部泥沙固体颗粒和水泥混合材料对地质勘察孔渗漏孔进行封堵；s2、井壁外注浆加固，在顶管掘进始发处布置止高压旋喷桩水帷幕和止水桩；s3、井内封堵。2.根据权利要求1所述的一种穿越湖泊泥水平衡顶管隧道渗漏应急堵漏方法，其特征在于，所述s1步骤包括：s1.1、把湖泊底部泥沙固体颗粒制作成泥袋，投入到地质勘察孔渗漏孔中，逐层堆积减小渗漏量；s1.2、使用机械设备将水泥混合材料喷注到泥沙堆积区域，形成水泥封堵层，将地质勘察孔渗漏孔有效封堵。3.根据权利要求1所述的一种穿越湖泊泥水平衡顶管隧道渗漏应急堵漏方法，其特征在于，所述s2步骤包括：s2.1、在沉井井顶四周使用高压旋喷桩进行注浆加固，在顶管掘进始发处形成高压旋喷桩止水帷幕；s2.2、在高压旋喷桩止水帷幕外侧，通过钻孔注浆形成止水桩。4.根据权利要求1所述的一种穿越湖泊泥水平衡顶管隧道渗漏应急堵漏方法，其特征在于，所述s3步骤包括：s3.1、拆除止水盘根；s3.2、在顶管外壁与防水套管周圈向顶管井方向塞入柔性阻水材质挡水；s3.3、在止水挡板与顶管外壁之间塞入水泥砖，使用双快水泥封面，封堵顶管外壁空腔；s3.4、通过注浆管对管道内注浆孔和止水环注浆孔进行注浆；s3.5、止水法兰处及注浆液达到强度后，井内抽水，将水排出；s3.6、在顶管洞口植筋，在现有顶管洞口混凝土处每个方向扩500mm浇筑c30 p6 混凝土将顶管加固洞口延长；s3.7、二次安装止水盘根；s3.8、安装止水盘根时，对通风管道、施工用电电缆及电器进行检查，并对顶管设备电机进行烘干处理和维修。5.根据权利要求3所述的一种穿越湖泊泥水平衡顶管隧道渗漏应急堵漏方法，其特征在于，在步骤s2.1中，所述高压旋转桩桩径为φ1500@1000，搭接500，高压旋喷桩底部在顶管底下面3m，顶部在顶管顶上面3m，共3排，39根。6.根据权利要求3所述的一种穿越湖泊泥水平衡顶管隧道渗漏应急堵漏方法，其特征在于，在步骤s2.2中，所述止水桩桩径φ800@600，搭接200，共2排。7.根据权利要求4所述的一种穿越湖泊泥水平衡顶管隧道渗漏应急堵漏方法，其特征在于，在步骤s3.1中，所述止水盘根设置在沉井内顶管口处，包括止水法兰、止水挡板、牛油盘根、橡胶圈、穿墙套管。

技术总结
本发明公开了一种穿越湖泊泥水平衡顶管隧道渗漏应急堵漏方法，包括湖内封堵、井壁外注浆加固与井内封堵，通过湖内封堵、井壁外注浆加固与井内封堵相互耦合施作方法，实现对渗透源头的快速封堵和沉井结构稳定加固，可以充分发挥洞内外、湖水内外联合处理突发涌水事件，最大程度地保证周边建筑物安全稳定，节省抢险时间。本发明的井壁外注浆加固可布置于施工现场任何位置，施工工艺适应性强，井内封堵时间可控，封堵效果显著，本发明可以满足地下工程穿越湖泊渗漏风险应急堵漏施工，对于工程应急抢险具有非常重要的意义和应用价值。应急抢险具有非常重要的意义和应用价值。应急抢险具有非常重要的意义和应用价值。


技术研发人员：范志超 张启龙 刁文金 吴明 李崇
受保护的技术使用者：中国电建市政建设集团有限公司
技术研发日：2023.08.18
技术公布日：2023/10/15