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豎坑(井)開挖湧水最有效的止水方法!隧道工作豎坑側壁湧水封堵技術⎜駿馳工程

豎坑

豎坑(井)開挖湧水最有效的止水方法!隧道工作豎坑側壁湧水封堵技術⎜駿馳工程

1. 工程背景

某排水隧道在工作豎坑開挖接近底面時,遭遇岩層節理面及破碎帶高壓裂隙水突湧,出水量每分鐘3.0m3以上,造成豎坑嚴重淹水及坑壁噴凝土逐漸破壞,存在側壁坍陷危險性。承建方為尋求適當解決方式,特別緊急召集國內隧道專家共同研擬處理方法。

2. 解決方案

經各單位專家謹慎研析後,決定採用搭配水壓平衡技術搭配長效性微膨脹PU樹脂(TIPOR-02)注漿,先在豎坑內創造非高壓湧水條件,再進行水平岩(土)層止漏注漿,建立止水隔幕阻斷岩層裂隙水湧入,同時穩固周邊破碎岩層。

 

3. 施工設計

本注漿工程主要目的為封堵排水隧道豎坑開挖中湧水,施工過程規畫以3個階段進行,分別為:(1)封堵主湧水路徑以外可能續發湧水地層;(2)針對主湧水路徑進行止水封堵;(3)視封堵成果進行漏水區域補充灌注。鑽灌設計以每一斷面全周佈置12孔,鑽孔深度2.0m,鑽孔角度垂直豎坑,各組斷面間距1.5m,鑽灌範圍由設計最高地下水位上緣至豎坑底部。為確保湧水封堵效果,經分析計算,灌注控制準則以「灌注量不小於220l/孔」、「灌注壓力不大於4000kPa」做為各孔停止灌注控制點。

 

4. 施工過程

由於施作湧水封堵的豎坑深度約30m,內部嚴重湧水無法進行工作平台架設,鑽孔及安裝注漿管線過程採用懸掛式八角吊籃搭配可調式側撐做為工作平台,以獲得足夠穩定性及便利性。

 

執行時以「鑽孔→埋管→安裝止水箱→鑽孔封堵→LW填充→注水→PU漿材灌注」等工序進行,並以「先鑽單數孔」→「灌注單數孔」→「再鑽雙數孔」→「灌注雙數孔」為原則,利用流量、壓力自動控制設備進行灌注。

 

5. 執行成果

因為豎坑周邊地層條件複雜,在第1、2階段灌注完成後湧水量僅局部減少,但於執行過程中已充分掌握主要出水區域,並將豎坑周圍可能續發湧水路徑充分封堵。經由第3階段針對主湧水區進行鑽灌,過程中依據岩層破碎範圍加深鑽孔到3.5m,提升平均注入量到400l/孔後,湧水量降低到每分鐘0.33m3以下,達到坑底抽水泵可以完全排除及適合進行豎坑襯砌混凝土澆置的條件,順利達成複雜地層隧道工作豎井湧水治理工作。

 

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隧道工作豎坑側壁湧水治理技術

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