一种矿山隧道突涌水封堵方法及装置与流程

1.本发明涉及隧道破碎岩体突涌水封堵技术领域，特别是一种矿山隧道突涌水封堵方法及装置。


背景技术：

2.目前，隧道掌子面突涌水治理以超前帷幕注浆为主，现有技术一般是在掌子面直接钻孔注浆，突涌水较大或岩体破碎时需要浇筑混凝土止水挡墙，止水挡墙的浇筑质量和施工效率直接关系到堵水施工的成败。止水挡墙施工一般采用常规做法，搭设架手架、支模板、预埋注浆管、浇筑混凝土、接触面注浆等，该做法要求工作面积水少，施工效率低、工序复杂施工完成后等强时间长。而且混凝土与掌子面和隧道围岩的接触面难以封堵密实，容易漏水和跑浆，为后期注浆堵水带来诸多问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种矿山隧道突涌水封堵方法及装置，在隧道开挖掘进的破碎岩体掌子面快速形成止水挡墙，为注浆提供施工条件。
4.本发明的目的通过以下技术方案来实现：
5.一种矿山隧道突涌水封堵方法，包括以下步骤：
6.s1、码围堰：在距离隧道掌子面的壁面2～3m处用围堰袋沿竖直方向码设围堰；
7.s2、铺设土工布：在围堰内侧铺设土工布；
8.s3、填充：用水下不分散材料在土工布内侧进行注浆填充，凝固后，得到止水挡墙，即可实现突涌水封堵。
9.进一步的，步骤s1中，所述围堰袋的袋体内装填物为水泥或沙。
10.进一步的，码设围堰后，铺设引水管，具体操作步骤为：将引水管的一端与隧道掌子面连通，另一端穿过围堰，并在围堰外侧的引水管上安装阀门。
11.进一步的，填充时，采用分层注浆的方式进行，在土工布内注浆填充，在填充过程中投入块石或片石，形成填充层，且每层填充层的上表面铺设加强网。
12.进一步的，所述水下不分散材料为硫铝酸盐水泥和通用水泥的混合物，其中，硫铝酸盐水泥占通用水泥的25％
‑
50％，使用时，水灰重量比为0.5
‑
0.8:1。
13.进一步的，每层填充层的填充高度为30～50cm。
14.进一步的，所述加强网为铁丝网或钢筋网。
15.一种隧道突涌水封堵装置，包括围堰、止水挡墙和引水管，所述围堰竖直设置于隧道掌子面前侧，所述引水管的一端与隧道掌子面连通，另一端穿过围堰，并在围堰外侧的引水管上安装有阀门，在所述围堰和隧道掌子面之间浇筑有止水挡墙。
16.进一步的，所述止水挡墙包括土工布、填充层和加强网，所述土工布铺设于围堰与隧道掌子面之间的壁面上，在土工布内侧由下至上依次填充有多层填充层，每层填充层的上表面铺设有加强网。
17.进一步的，所述引水管有多根，呈矩形阵列分布在围堰上。
18.本发明具有以下优点：
19.1、本发明通过采用先码围堰后浇筑的新方法形成止水挡墙，简化施工工序，提升施工效率，提高施工质量，为注浆堵水提供可靠的基础。
20.2、该方法施工工艺简单，不需要搭设架手架和制作模板。采用的水下不分散材料，水下抗分散性强，工作面有一定的积水仍可作业，不影响施工质量。该材料凝结时间短、早期强度增长快、后期强度高，凝结时间40min～150min，1d强度≥10mpa，3d强度≥15mpa，7d强度≥25mpa，28d强度≥30mpa，止水挡墙施工完成后一天即可进行钻孔作业，大大缩短了施工等待时间。
21.3、该材料具有良好的流动性和微膨胀性，施工中无需振捣，通过压力注浆填充后接触面能够封堵密实，后续无需再进行接触注浆，优化了施工工序。
附图说明
22.图1为本发明的纵剖结构示意图；
23.图2为本发明的止水挡墙的结构示意图；
24.图3为本发明的引水管在围堰上的分布示意图；
25.图中：1
‑
隧道，2
‑
隧道掌子面，3
‑
围堰，4
‑
引水管，5
‑
阀门，6
‑
止水挡墙，7
‑
土工布，8
‑
填充层，9
‑
加强网。
具体实施方式
26.下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
27.如图1至图3所示，一种矿山隧道突涌水封堵方法，包括以下步骤：
28.s1、码围堰3：在距离隧道掌子面2的壁面2～3m处用围堰袋沿竖直方向码设围堰；
29.s2、铺设土工布7：在围堰3内侧铺设土工布7；
30.s3、填充：用水下不分散材料在土工布7内侧进行注浆填充，凝固后，得到止水挡墙6，即可实现突涌水封堵。由于采用的水下不分散材料，水下抗分散性强，工作面即便有一定的积水仍可作业，不影响施工质量。
31.进一步的，步骤s1中，所述围堰袋的袋体内装填物为水泥或沙。
32.进一步的，码设围堰3后，铺设引水管4，具体操作步骤为：将引水管4的一端与隧道掌子面2连通，另一端穿过围堰3，并在围堰3外侧的引水管4上安装阀门5。
33.进一步的，填充时，采用分层注浆的方式进行，在土工布7内注浆填充，在填充过程中投入块石或片石，以提高止水挡墙整体性，进而形成填充层8，且每层填充层8的上表面铺设加强网9，所述加强网9为铁丝网或钢筋网，增加抗拉性能，以防止开裂。
34.进一步的，所述水下不分散材料为硫铝酸盐水泥和通用水泥的混合物，其中，硫铝酸盐水泥占通用水泥的25％
‑
50％，使用时，水灰重量比为0.5
‑
0.8:1。本发明所使用的水下不分散材料的凝结时间为40min～150min，ph≤12，1d强度≥10mpa，3d强度≥15mpa，7d强度≥25mpa，水陆比≥70％；28d强度≥30mpa，水陆比≥80％；泌水率≤0.5％。且具有良好的流动性和微膨胀性，施工中无需振捣，通过压力注浆填充后接触面能够封堵密实，后续无需再
进行接触注浆，优化了施工工序。
35.进一步的，每层填充层8的填充高度为30～50cm。
36.一种矿山隧道突涌水封堵装置，包括围堰3、止水挡墙6和引水管4，所述围堰3竖直设置于隧道掌子面2的前侧，所述引水管4的一端与隧道掌子面2连通，另一端穿过围堰3，并在围堰3外侧的引水管4上安装有阀门5，在所述围堰3和隧道掌子面2之间浇筑有止水挡墙6。
37.进一步的，所述止水挡墙6包括土工布7、填充层8和加强网9，所述土工布7铺设于围堰3与隧道掌子面2之间的壁面上，在土工布7内侧由下至上依次填充有多层填充层8，每层填充层8的上表面铺设有加强网9。填充层8采用水下不分散材料注浆填充，并在填充工程中投入块石或片石，可提高止水挡墙6的整体性。每层填充层8的填充高度可根据现场情况灵活调整，优选为30～50cm。
38.进一步的，所述引水管4有多根，呈矩形阵列分布在围堰3上。
39.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。