CN115726817B - 用于山岭隧道施工的靶向止水方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于山岭隧道施工的靶向止水方法。该方法包括：采用基于电极的第一勘探策略在距离隧道的施工作业面第一半径范围内进行勘探，以得到第一探测结果；基于第一探测结果，在一个或多个含水位置处采用基于钻探的第二勘探策略来确定第二探测结果，第二探测结果至少指示一个或多个含水位置处的一组水参数；利用一组水参数确定注浆孔布局方案，并且基于注浆孔布局方案进行施工得到多个待注浆钻孔；在多个待注浆钻孔内埋设注浆钢管；基于一组水参数以及现场即时注浆试验中的至少一者动态地设定以下两者：液浆的配比和注浆压力；以及在注浆压力下注浆。该方法适用性强，能够高效探测并且注浆止水，显著提升山岭隧道施工止水效果。

Description

用于山岭隧道施工的靶向止水方法

技术领域

本发明一般地涉及建筑技术领域，特别地涉及用于用于山岭隧道施工的靶向止水方法。

背景技术

岩溶地区山岭隧道断层破碎带地层岩性复杂，围岩破碎，在地下水补给源充分的条件下，极易发生高压突水等地质灾害，严重影响施工进度和安全。

断层破碎带除了围岩破碎、稳定性差以外，还常常赋存大量的地下水，山岭隧道穿越断层破碎带时经常会面临突泥、突水、涌水或涌泥的危险。目前的技术往往采用单一探测手段，探测精度和结果不佳，不能有效地在不改变地层组成的情况下对富水裂隙或裂缝进行有效止水，并且使得岩土层空隙固化，从而实现长久止水的目的。而且，当前止水注浆技术采用的浆液对岩层的渗透性不足，无法有效地通过调节浆液配比和注浆压力使得注浆范围、凝结时间得到控制，并且无法复合注入施工。此外，当前的注浆技术因为探测技术的限制，无法应用于各种岩层和角度。

因此，急需一种技术，能够合理地建立靶向止水技术，并且有效解决富水施工作业面涌水、突泥等难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于山岭隧道施工的靶向止水方法，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于山岭隧道施工的靶向止水方法。该方法包括：采用基于电极的第一勘探策略在距离所述隧道的施工作业面第一半径范围内进行勘探，以得到第一探测结果，所述第一探测结果指示在所述第一半径范围内与所述隧道相关联的一个或多个含水位置；基于所述第一探测结果，在一个或多个含水位置处采用基于钻探的第二勘探策略来确定第二探测结果，所述第二探测结果至少指示一个或多个所述含水位置处的一组水参数；利用所述一组水参数确定注浆孔布局方案，并且基于所述注浆孔布局方案进行施工得到多个待注浆钻孔，所述注浆孔布局方案包括钻孔深度、钻孔位置、钻孔间距、钻孔方向、钻孔形状中的一者或多者；在多个所述待注浆钻孔内埋设注浆钢管，所述注浆钢管至少部分地连通一个或多个所述含水位置并且被配置为能够接纳和传递至少两种液浆；基于所述一组水参数以及现场即时注浆试验中的至少一者动态地设定以下两者：至少两种所述液浆的配比和注浆压力；以及在所述注浆压力下将与所述注浆压力相匹配的经配比的至少两种所述液浆注入所述注浆钢管，以对多个所述待注浆钻孔进行注浆。

在一些实施例中，所述方法还包括：选取预设比例的多个已注浆钻孔进行取芯，以校验多个已注浆钻孔中的每个钻孔出水情况和注浆饱满程度；以及在确定到所述出水情况和所述注浆饱满程度中的任一者不满足设计要求时，针对与多个所述已注浆钻孔中的钻孔相对应的一个或多个含水位置进行再注浆。

在一些实施例中，采用基于电极的第一勘探策略在距离所述隧道的施工作业面第一半径范围内进行勘探，以得到所述第一探测结果还包括：在所述施工作业面中部布置预定电极数目的上排电极和下排电极，其中所述上排电极和所述下排电极距离第一预设距离并且所述上排电极和所述下排电极的两端分别距离两侧边墙第二预设距离和第三预设距离，所述下排电极距离所述隧道的底板第四预设距离，并且其中所述上排电极和所述下排电极中的任一排电极中的相邻电极相距第五预设距离，并且其中所述第一预设距离、所述第二预设距离、所述第三预设距离、所述第四预设距离以及所述第五预设距离被配置为能够根据所述第一探测结果而动态地调整，以提升所述第一探测结果的探测精度。

在一些实施例中，所述电极被配置为能够远离所述施工作业面多圈探测，并且探测顺序依次为左拱肩、左拱腰、右拱腰以及右拱肩。

在一些实施例中，基于所述第一探测结果，在一个或多个含水位置处采用基于钻探的第二勘探策略来确定第二探测结果包括：采用矿用坑道液压钻机进行勘探，以得到所述第二探测结果。

在一些实施例中，基于所述注浆孔布局方案进行施工得到多个待注浆钻孔包括：采用履带式钻孔钻机进行钻孔，得到多个所述待注浆钻孔，所述履带式钻孔钻机被配置为能够使得钻杆上扬，以抵消长距离钻孔的钻杆下垂度。

在一些实施例中，基于所述注浆孔布局方案进行施工得到多个待注浆钻孔包括：左右对称从上部向下部进行钻孔。

在一些实施例中，所述注浆钢管为Φ42钢管，壁厚为3.5mm，前端加工成锥形封闭，沿管壁每15cm钻设1对Φ6~Φ8溢浆孔，外露10cm以便于注浆操作，并且钢花管空口处焊接闸阀式止浆阀。

在一些实施例中，所述两种液浆包括水泥液浆以及水玻璃液浆，其中所述水泥液浆质量配比为1:1，并且所述两种液浆中所述水泥液浆和所述水玻璃液浆体积配比为1:1。

在一些实施例中，在所述注浆压力下将与所述注浆压力相匹配的经配比的至少两种所述液浆注入所述注浆钢管包括：单孔浆液注入量依据扩散半径及岩层裂隙率按下式计算：Q=πR2Lηβ（1+α），其中R表示浆液扩散半径，L表示单孔深度，η表示围岩裂隙率，β表示浆液在裂隙内的有效填充系数，α表示浆液损失率。

本发明的各个实施例至少可以起到如下有益效果：本发明的各个实施例可以在不改变地层组成的情况下，将岩石裂隙中存在的水有效挤出，使岩土层的空隙或孔隙间充满浆液并且固化，达到高效止水的目的；根据本发明的方法采用基于电极的勘测手段，并且电极的布置能够根据探测结果的反馈而实时调整，显著提升探测的灵活性以及探测结果的准确性，提升止水方案的适用性；根据本发明方法的浆液对岩层有很强的渗透性，采用调节浆液配比和注浆压力的方式能够使注浆范围得到控制，凝结时间能够调节，并且可以复合注入施工，满足不同的要求；本发明勘探方法采用了基于电极的和基于钻探的方法的结合，适用范围广，能够用于各种岩层，探测精度和准确度高，并且能够进行各种角度的综合探测，进而能够实现靶向止水；注浆工艺和隧道施工工艺相结合，避免了发生串浆现象，影响注浆效果；方法操作简单，效果极佳，实用性强，能够降低施工成本，提升经济效益。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明的实施例的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例而非限制性的方式示出了本发明的若干实施例，其中：

图1为根据本发明示例性实施例的基于电极的勘探方法成像模型示意主视图；

图2a、2b、2c、2d、2e为根据本发明示例性实施例的基于电极的勘探方法成像模型切片示意图，分别示出了X轴坐标为5米、0米，Z轴坐标为5米、15米以及25米的含水位置和含水情况；

图3为根据本发明示例性实施例的注浆正面布置示意图；

图4为根据本发明示例性实施例的注浆孔平面布置示意图；

图5为根据本发明示例性实施例的涌水段局部径向注浆示意图；

图6为根据本发明示例性实施例的注浆平面布置示意图；

图7为根据本发明示例性实施例的注浆钢花管示意图；

在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。

在本发明的实施例的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

如前所提及，山岭隧道穿越断层破碎带时经常会面临突泥、突水、涌水、涌泥等危险，目前的技术勘测手段单一，勘探精度较低，勘测结准确度地，不能有效地在不改变地层组成的情况下将裂隙或裂缝中的水有效挤出，并且使得岩土层空隙固化，从而实现长久止水的目的。而且，当前止水注浆技术采用的浆液对岩层的渗透性不足，无法有效地通过调节浆液配比和注浆压力使得注浆范围、凝结时间得到控制，并且无法复合注入施工。此外，当前的注浆技术因为探测技术的限制，无法应用于各种岩层和角度。

针对以上问题，本发明采用了基于电极的第一勘探策略和基于钻探的第二勘探策略组合的方式来确定施工作业面含水位置的具体参数信息，并且电极的布置能够根据探测结果的反馈而实时调整，显著提升探测的灵活性以及探测结果的准确性，提升止水方案的适用性。两种勘探策略相结合的方法适用范围广，能够用于各种岩层，探测精度和准确度高，并且能够进行各种角度的综合探测，进而能够实现靶向止水。

而且，根据本发明方法的浆液采用至少两种浆液并且对两种不同的浆液动态地设定配比和注浆压力，从而使得浆液能够对不同岩层均有较强的渗透性，同时能够采用调节浆液配比和注浆压力的方式能够使注浆范围得到控制，调节凝结时间，同时能够复合注入施工，满足不同场景的要求。

根据本发明的改进止水方法能够在不改变地层组成的情况下，将岩石裂隙中存在的水有效挤出，使岩土层的空隙或孔隙间充满浆液并且固化，达到高效止水的目的；方法操作简单，效果极佳，实用性强，能够降低施工成本，提升经济效益。

下文将结合图1至图7详细介绍根据本发明的示例性实施例。

在一些实施例中，可以采用基于电极的第一勘探策略在距离隧道的施工作业面第一半径范围内进行勘探，以得到第一探测结果，第一探测结果至少指示在第一半径范围内与隧道相关联的一个或多个含水位置。

在一个实施例中，基于电极的第一勘探策略可以是能够利用勘探对象与周围介质之间的激电效应差异、通过观测和研究人工建立的激电场分布规律进行含水构造超前探测的方法。通常来说，不良地质与围岩激电效应差别越大，激电场改变越明显、越容易探测到，因此通过分析测量电极所探测到的电位变化，就能够了解到隧洞施工作业面前方不良地质的位置和规模等情况，从而达到对探测区域地质情况探测目的。

在一个实施例中，第一半径范围属于施工作业面前方可能包括含水位置的范围，其可以根据初期的工程地质探测来确定，也可以优选地通过第一勘探策略的勘探半径来提前确定。第一半径范围可以是围绕施工作业面的整个半径范围，从而实现全面的勘探，也可以是施工作业面朝着往前推进的方向的预设半径范围，从而实现在施工作业面前方的一定长度的探测。

在一个实施例中，第一探测结果所指示的与隧道相关联的一个或多个含水位置可以包括含水位置的特定位置参数，例如特定的位置坐标参数，也可以同时指示含水位置的详细的水文地质情况和含水分布特征。也就是说，第一探测结果所指示的一个或多个含水位置可以不仅仅包括位置信息，还可以包括含水位置的含水特征参数和信息。这样一来，第一探测结果能够实现对隧道含水情况的初步探测。

在一些实施例中，可以在施工作业面中部布置预定电极数目的上排电极和下排电极，其中上排电极和下排电极可以距离第一预设距离并且上排电极和下排电极的两端可以分别距离两侧边墙第二预设距离和第三预设距离，下排电极可以距离隧道的底板第四预设距离，并且其中上排电极和下排电极中的任一排电极中的相邻电极可以相距第五预设距离，并且其中第一预设距离、第二预设距离、第三预设距离、第四预设距离以及第五预设距离可以被配置为能够根据第一探测结果而动态地调整。这样一来，电极的布置能够根据探测结果的反馈而实时调整，显著提升探测的灵活性以及探测结果的准确性，提升止水方法的适用性。

在一个具体实施例中，例如可以在施工作业面中部上下两排可以共布置18个测量电极，每一排电极两端距左、右两侧边墙的距离可以分别为1.5m、2.7m，下排电极距底板距离可以为1.5m，两排测量电极的间距可以为1m，同排相邻电极可以间距1m。

在一些实施例中，电极可以被配置为能够远离施工作业面多圈探测，每圈可以设置多个供电点。在一个实施例中，供电电极例如探测5圈，每圈可以包括4个供电点。第一圈可以间隔施工作业面1.8米、第二圈可以间隔施工作业面4.8米、第三圈可以间隔施工作业面7.8米、第四圈可以间隔施工作业面10.8米、第五圈可以间隔施工作业面13.8米。在一个实施例中，探测顺序例如可以依次为左拱肩、左拱腰、右拱腰以及右拱肩。在其他实施例中，探测顺序也可以为其他探测顺序，具体屈取决于实际工程需要，本发明对此不作限制。

在一个特定实施例中，例如可以采用激发极化法来进行第一半径范围的勘探，该勘探策略能够预报隧洞前方0至30米的范围即周围邻近区域地质状况。一般地，该方法主要用于探测岩溶发育的中小型充水溶洞、向斜储水构造及其它富水地层等含水不良地质构造。当需要探测其他类型的含水构造时，也可以采用其他类型的勘探策略进行勘探，或者采用其他勘探策略的组合进行勘探，例如可以采用激发极化法和地质雷达勘探方法进行组合勘探，以得到第一探测结果。以此方式，勘探精度和准确度能够进一步得到提升。

图1为根据本发明示例性实施例的基于电极的勘探方法成像模型示意主视图，该成像模型主视图例如可以通过如前所述的激发极化法或者其他方法而得到。在图1中，可以通过X轴、Y轴和Z轴三维立体图来体现施工作业面前方30米作业范围内的含水情况。在图1中，颜色较深的位置代表含水量较多的位置，相应地，颜色较浅的位置代表含水较少的位置。

图2a、2b、2c、2d、2e为根据本发明示例性实施例的基于电极的勘探方法成像模型切片示意图，更准确地示出了各个特定位置坐标下的成像切片图。如图2a所示，其示出了当X轴坐标为5米时的含水位置和含水情况，图2b部分则示出了X轴0米时的含水位置和含水情况。可以看出，图2b部分深色含水位置面积大于图2a的含水位置面积。在该实施例中，不仅可以显示含水位置的具体坐标，还可以根据颜色深浅判断对应含水位置含水量的多少。X轴的0米位置可以根据实际需要设定，例如可以将隧道水平中心线的位置设置为0米。另外，含水位置和含水情况还可以以彩色示图更为直观地示出，本发明对此不作限制。

继续参考图2c、2d以及2e，其分别示出了Z轴坐标为5米、15米以及25米时的含水位置和含水情况。可以看出，在Z轴15米位置处，含水位置的颜色最深，因此其含水量最多，而在5米和25米位置处，则含水量情况相对较少。在该实施例中，不仅可以显示含水位置的具体坐标，还可以根据颜色深浅判断对应含水位置含水量的多少。Z轴的0米位置可以根据实际需要设定，例如可以是隧道当前施工作业面的位置，本发明对此不作限制。另外，含水位置和含水情况还可以以彩色示图更为直观地示出，本发明对此不作限制。

在一些实施例中，可以基于第一探测结果，在一个或多个含水位置处采用基于钻探的第二勘探策略来确定第二探测结果，第二探测结果至少指示一个或多个所述含水位置处的一组水参数。

在一个实施例中，基于钻探的第二勘探策略可以是钻孔勘探策略。当基于钻探的第二勘探策略连通含水位置时，通过测量能够得到含水位置的水压、涌水量、水流速等水参数。这样一来，就得到含水位置的关于水的更详细的特征，从而可以根据第二探测结果和第一探测结果中的至少一个探测结果来确定注浆孔布局方案。

在一个实施例中，可以采用ZDY-1250型矿用坑道液压钻机来进行钻孔，该钻机的电机功率可以是22KW，钻头直径可以是75mm，钻杆长度可以是2.3m。在其他实施中，也可以采用其他任意合适的钻机来实现钻孔操作，本发明对此不作限制。

图3为根据本发明示例性实施例的注浆正面布置示意图。如图3所示，在一个实施例中，具体地，在确定到隧道的含水位置之后，可以在坑底面采用矿用坑道液压钻机来钻孔得到超前钻孔1至3。基于含水位置和超前钻孔的结果，可以综合考虑层岩倾向等其他参数进行注浆孔布局方案的设计以及施工，这将在下文详细地介绍。

需要说明，图3中各个尺寸仅仅是示例性的，该注浆正面布置图还可以是其他任意合适的尺寸，本发明对此不作限制。

在一些实施例中，可以利用一组水参数确定注浆孔布局方案，并且基于注浆孔布局方案进行施工得到多个待注浆钻孔，注浆孔布局方案包括钻孔深度、钻孔位置、钻孔间距、钻孔方向、钻孔形状中的一者或多者。

在一个实施例中，注浆孔可以采用履带式深孔钻机开孔，沿隧道断面半径方向，垂直于初期支护面，按设计要求深度进行钻孔。钻杆可以循环前进后退清洗孔位。

图4为根据本发明示例性实施例的注浆孔平面布置示意图。如图4所示，钻孔的孔口及孔底环向间距可以约160cm，纵向间距可以约260cm，单孔注浆深度可以约5m，注浆孔可以按梅花型布置。在一个实施中，履带式深孔钻机钻孔直径可以是55mm，一次钻进长度2m，开孔时调整钻杆适度上扬以抵消长距离钻孔的钻杆下垂度。

在一个实施例中，钻孔时可以左右对称从上部向下部进行，以保证邻近区域在纵向上要错开施工。钻杆顶进时，注意保护管口不受损、变形，以便与注浆管路连接。

在一些实施例中，在多个待注浆钻孔内埋设注浆钢管，注浆钢管至少部分地连通一个或多个含水位置并且被配置为能够接纳和传递至少两种液浆。在一个实施例中，钻孔完成后，钻杆退出孔位，将钢管放置于钻孔内，埋设牢固，用水不漏堵塞钢花管四周，安装阀门连接注浆管。

可以采用如图7所示的注浆钢管进行注浆。图7为根据本发明示例性实施例的注浆钢花管示意图。在该实施例中，如图7所示，注浆钢管可以采用Φ42注浆钢管，壁厚可以是3.5mm，前端可以加工成锥形封闭，沿管壁每15cm可以钻设1对Φ6~Φ8溢浆孔，可以外露10cm以便于注浆操作，钢花管空口处焊接闸阀式止浆阀。

在一些实施例中，可以基于一组水参数以及现场即时注浆试验中的至少一者动态地设定以下两者：至少两种液浆的配比和注浆压力。

在一个实施例中，两种液浆可以包括水泥液浆以及水玻璃液浆，其中水泥液浆质量配比可以为1:1，并且两种液浆中水泥液浆和水玻璃液浆体积配比可以为1:1。具体地，在一个实施例中，注浆材料可以是标号为P.O 42.5的普通硅酸盐水泥，波美度40Be的水玻璃，模数可以是2.4～2.8，并且可以在施工现场将水泥、水倒入搅拌罐制作水泥浆，在1#塑料搅拌桶内加水调制水玻璃，在2#搅拌桶内加水调制硼酸，现场试验硼酸和水玻璃凝结时间。在另一实施例中，设计注浆压力、配合比等相关参数及注浆工艺可以通过现场注浆试验确定或者前期的探测结果综合确定，本发明对此不作限制。

在一些实施例中，在注浆压力下将与注浆压力相匹配的经配比的至少两种液浆注入注浆钢管，以对多个待注浆钻孔进行注浆。在一个实施例中，具体地，可以在双液浆调配完成后，将双液注浆管接入钢花管，用高压注浆机开始注入两种液浆，注浆终压控制在设计值以内。

图5为根据本发明示例性实施例的涌水段局部径向注浆示意图，并且图6为根据本发明示例性实施例的注浆平面布置示意图。

如图5和图6所示，在坑底面底部靠近未开挖区域的位置有第一出水点1，在坑底面的右侧临时水仓内有3个出水点，出水点2、出水点3、出水点4，可以将钢花管以130mm间隔进行间隔注浆，从而隧道区域的含水位置进行水体置换，置换出的水可以临时放置在右侧水仓，后面抽取干净，并对水仓进行加固。

在该实施例中，可以严格控制注浆压力，同时密切关注注浆量，当压力突然上升或从孔壁、断面砂层溢浆时，应立即停止注浆，查明原因后采取调整注浆参数或移位等措施重新注浆。

在一个实施例中，单孔浆液理论注入量依据扩散半径及岩层裂隙率可以按下式计算：Q=πR2Lηβ（1+α），其中R表示浆液扩散半径，L表示单孔深度，η表示围岩裂隙率，β表示浆液在裂隙内的有效填充系数，α表示浆液损失率。

在一个实施例中，注浆次序可以沿隧道轴线由低到高、由下往上、先注边墙、后注拱部，最后注底板孔；可以由少水处到多水处，先注无水孔，后注有水孔；在股水处或流量大的地方，可以先周围后中间。以此方式，可以高效快速完成注浆，并且确保注浆过程安全。

在一些实施例中，可以在注浆完成后，进行整体注浆效果检查。例如，可以在每延米出水量不大于2L/m.min时，注浆达到效果，如达不到该标准则可以补孔注浆。

在一个实施例中，为了进行注浆效果检查，可以选取预设比例的多个已注浆钻孔进行取芯，以校验多个已注浆钻孔中的每个钻孔出水情况和注浆饱满程度，并且在确定到出水情况和注浆饱满程度中的任一者不满足设计要求时，针对与多个已注浆钻孔中的钻孔相对应的一个或多个含水位置进行再注浆。在一个实施例中，例如，检查孔数可以满足总钻孔数的5%～10%，且不少于3孔，检查孔可以每孔长5m，均取芯，用于校验单孔出水情况、岩体注浆的饱满程度，注浆盲区应进行补注浆。

在一个实施例中，利用根据本发明的方法对某山岭隧道进行了靶向止水注浆施工。其中该山岭隧道全长5810m，为单洞双线隧道。中部斜井设于线路YCK17+350处右侧，平长1080m，斜井按双车道无轨运输设计。开挖断面8.29m宽*6.6m高。

在该实施例中，进行斜井XJK0+410处施工作业面***后，施工作业面底部右侧拱脚位置存在类似泉眼的出水点，水量瞬间突然增大，高峰时涌水量达到15000m³/d。

在施工作业过程中，可以首选利用基于电极的第一探测策略和基于钻孔的第二探测策略分析出涌水来源位于施工作业面的右前方，针对隧道涌水处的薄弱面实现了精准注浆，使涌水量减小到了3000m³/d，远小于抽水能力，这样不仅提高了施工效率，还降低了施工成本。

结果表明，结合两种勘探策略在充分了解水害情况和注浆条件的基础上，靶向注浆技术是非常有效的，能够起到堵水和加固的作用，该施工方法可以为类似工程提供有益的参考。

综上所述，本发明的各个实施例可以在不改变地层组成的情况下，将岩石裂隙中存在的水有效挤出，使岩土层的空隙或孔隙间充满浆液并且固化，达到高效止水的目的；根据本发明的方法采用基于电极的勘测手段，并且电极的布置能够根据探测结果的反馈而实时调整，显著提升探测的灵活性以及探测结果的准确性，提升止水方案的适用性；根据本发明方法的浆液对岩层有很强的渗透性，采用调节浆液配比和注浆压力的方式能够使注浆范围得到控制，凝结时间可以调节，并且可以复合注入施工，满足不同的要求；本发明勘探方法采用了基于电极的和基于钻探的方法的结合，适用范围广，能够用于各种岩层，探测精度和准确度高，并且能够进行各种角度的综合探测，进而能够实现靶向止水；注浆工艺和隧道施工工艺相结合，避免了发生串浆现象，影响注浆效果；方法操作简单，效果极佳，实用性强，能够降低施工成本，提升经济效益。

虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本发明的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种用于山岭隧道施工的靶向止水方法，其特征在于，包括：

采用基于电极的第一勘探策略在距离所述隧道的施工作业面第一半径范围内进行勘探，以得到第一探测结果，所述第一探测结果至少指示在所述第一半径范围内与所述隧道相关联的一个或多个含水位置；

基于所述第一探测结果，在一个或多个含水位置处采用基于钻探的第二勘探策略来确定第二探测结果，所述第二探测结果至少指示一个或多个所述含水位置处的一组水参数；

利用所述一组水参数确定注浆孔布局方案，并且基于所述注浆孔布局方案进行施工得到多个待注浆钻孔，所述注浆孔布局方案包括钻孔深度、钻孔位置、钻孔间距、钻孔方向、钻孔形状中的一者或多者；

在多个所述待注浆钻孔内埋设注浆钢管，所述注浆钢管至少部分地连通一个或多个所述含水位置并且被配置为能够接纳和传递至少两种液浆；

基于所述一组水参数以及现场即时注浆试验中的至少一者动态地设定以下两者：至少两种所述液浆的配比和注浆压力；以及

在所述注浆压力下将与所述注浆压力相匹配的经配比的至少两种所述液浆注入所述注浆钢管，以对多个所述待注浆钻孔进行注浆。

2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

选取预设比例的多个已注浆钻孔进行取芯，以校验多个已注浆钻孔中的每个钻孔出水情况和注浆饱满程度；以及

在确定到所述出水情况和所述注浆饱满程度中的任一者不满足设计要求时，针对与多个所述已注浆钻孔中的钻孔相对应的一个或多个含水位置进行再注浆。

3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用基于电极的第一勘探策略在距离所述隧道的施工作业面第一半径范围内进行勘探，以得到所述第一探测结果还包括：

在所述施工作业面中部布置预定电极数目的上排电极和下排电极，其中所述上排电极和所述下排电极距离第一预设距离并且所述上排电极和所述下排电极的两端分别距离两侧边墙第二预设距离和第三预设距离，所述下排电极距离所述隧道的底板第四预设距离，并且其中所述上排电极和所述下排电极中的任一排电极中的相邻电极相距第五预设距离；以及

其中所述第一预设距离、所述第二预设距离、所述第三预设距离、所述第四预设距离以及所述第五预设距离被配置为能够根据所述第一探测结果而动态地调整，以提升所述第一探测结果的探测精度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电极被配置为能够远离所述施工作业面多圈探测，并且探测顺序依次为左拱肩、左拱腰、右拱腰以及右拱肩。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一探测结果，在一个或多个含水位置处采用基于钻探的第二勘探策略来确定第二探测结果包括：

采用矿用坑道液压钻机进行勘探，以得到所述第二探测结果。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述注浆孔布局方案进行施工得到多个待注浆钻孔包括：

采用履带式钻孔钻机进行钻孔，得到多个所述待注浆钻孔，所述履带式钻孔钻机被配置为能够使得钻杆上扬，以抵消长距离钻孔的钻杆下垂度。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述注浆孔布局方案进行施工得到多个待注浆钻孔包括：左右对称从上部向下部进行钻孔。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述注浆钢管为Φ42钢管，壁厚为3.5mm，前端加工成锥形封闭，沿管壁每15cm钻设1对Φ6~Φ8溢浆孔，外露10cm以便于注浆操作，并且钢花管空口处焊接闸阀式止浆阀。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两种液浆包括水泥液浆以及水玻璃液浆，其中所述水泥液浆质量配比为1:1，并且所述两种液浆中所述水泥液浆和所述水玻璃液浆体积配比为1:1。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述注浆压力下将与所述注浆压力相匹配的经配比的至少两种所述液浆注入所述注浆钢管包括：单孔浆液注入量依据扩散半径及岩层裂隙率按下式计算：Q=πR2Lηβ（1+α），其中R表示浆液扩散半径，L表示单孔深度，η表示围岩裂隙率，β表示浆液在裂隙内的有效填充系数，α表示浆液损失率。

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