本发明涉及深埋隧洞涌水治理。具体地说是一种泉域深埋隧洞动水灾害地面定向封堵治理的方法。
背景技术：
1、在泉域地区进行深埋隧洞的建设和运营时，动水灾害一直是一个亟待解决的重大难题。由于泉域的特殊地质和水文条件，地下水丰富且流动复杂，深埋隧洞极易受到动水的影响。
2、传统的隧洞动水灾害治理方法存在诸多局限性。例如，常规的洞内封堵措施往往受到施工空间限制，操作难度大，效果难以保证。而且，在动水压力较大的情况下，洞内封堵可能无法有效阻止水的渗透和流动，甚至可能引发更严重的灾害。另外，以往的治理方法缺乏对泉域地质和水文特征的深入考虑，未能充分利用地面定向技术的优势。在泉域环境中，地质结构复杂，含水层与隔水层分布不均，传统治理方法难以精准定位和处理动水的源头和通道。同时，现有的技术在应对大规模、高水压的动水灾害时，表现出治理效率低下、成本高昂等问题。这不仅影响了隧洞工程的进度和质量，还带来了巨大的经济损失和安全隐患。
技术实现思路
1、为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种便于操作，过程安全，效果可靠的一种泉域深埋隧洞动水灾害地面定向封堵治理的方法。
2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括以下步骤：
3、步骤a：在地面上向隧洞内封堵段位置处钻出定向钻孔，定向钻孔贯通隧洞，沿隧洞内涌水水流方向，在地面上开设至少三个定向钻孔；
4、步骤b：通过定向钻孔向隧洞内下放井下电视，探查隧洞内动水压力的大小、方向及定向钻孔实际情况；
5、步骤c：在定向钻孔内安装套管，在靠近隧洞内封堵段两端的套管上连接射流泵，在射流泵与套管连接的管路上安装料斗，料斗内装入骨料：
6、步骤d：在靠近隧洞内涌水点的位置处进行抽排水，减缓隧洞内涌水水流流速：
7、步骤e：启动射流泵，射流泵向套管内输入高速水流，并打开料斗，骨料落入套管内，高速水流带动骨料快速前进并进入到隧洞内，并在封堵段位置堆积形成堆积体；通过靠近封堵段中间的套管向隧洞内封堵段位置投入吸水膨胀材料，直至隧洞内堆积体和吸水膨胀材料与隧洞接顶形成堵水段；利用前后的骨料堆积体提高稳定和阻挡作用，再投入吸水膨胀材料时，有利于吸水膨胀材料的稳定，并在涌水水流的作用下，吸水膨胀材料与堆积体进行结合，进一步提高堵水效果。
8、步骤f：通过钻机向隧洞下放钻具及井下电视，探查隧洞内动水流速及隧洞内和孔内堆积体高度，当隧洞内涌水由管道流变为渗流时，停止投入骨料和吸水膨胀材料，拆除料斗；
9、步骤g：下钻多次反复冲扫堵水段后，堵水段高度仍能够达到隧洞顶部，且涌水经过堵水段的排水量减小至50％时，扫孔至定向钻孔底部后开始进行灌浆，向堵水段内进行灌浆施工，使堵水段与浆液形成一个整体，并将堵水段与隧洞周围岩体通过浆液连接，实现封堵涌水；
10、步骤h：封堵涌水完成后，将钻具下放至定向钻孔孔底，通过钻具灌浆，使用水灰比为0.6:1的单液水泥浆；完毕后待凝48h，待析水后所余定向钻孔的空孔段用水泥浆回填密实，完成封孔。
11、上述一种泉域深埋隧洞动水灾害地面定向封堵治理的方法，在步骤a中，由地面施工钻探的定向钻孔贯穿隧洞，并钻探至隧洞底板下1m位置处，定向钻孔偏斜率小于或等于1‰，通过将定向钻孔钻探至隧洞底板以下，使定向钻孔成功率达到100％，并且在后续投料时，初始状态下，隧洞内没有骨料能够相互连接并依靠，容易被水流冲走，在隧洞底板上开设孔洞能够使骨料先堆积在隧洞底板的孔洞上，起到稳定骨料的作用，促进骨料形成堆积体。
12、上述一种泉域深埋隧洞动水灾害地面定向封堵治理的方法，在步骤c中，所述套管的管口上同轴固定连接有三通管，所述三通管与所述套管管口相对的一端与所述料斗的出料口连接，所述三通管的另一端与射流泵的出水口相连。
13、上述一种泉域深埋隧洞动水灾害地面定向封堵治理的方法，在步骤g中，灌浆施工包括旋喷灌浆：将钻头安装在钻机上，利用钻机将钻头下放到套管内，并通过钻机带动钻头钻入堵水段内上下运动的同时旋转，浆液通过钻头排出注入堵水段内，直至浆液充满堵水段位于钻头周围的空间时结束旋喷灌浆；待浆液初凝6～10h后，重复上述操作再次进行旋喷灌浆施工；旋喷灌浆采用浆液自流无压灌浆，旋喷灌浆采用水灰比1：1单液水泥浆，通过钻头进行旋喷灌浆，钻头钻入隧洞底板的孔洞内，注浆后，形成一道坚固的浆液与骨料结合的中心柱体，进一步提高封堵段的稳定性，同时浆液能够更好的注入地层内，增强堵水效果。
14、上述一种泉域深埋隧洞动水灾害地面定向封堵治理的方法，在步骤g中，灌浆施工还包括充填灌浆，旋喷灌浆结束后，采用大流量灌浆泵通过定向钻孔向堵水段内灌浆，使堵水段内堆积体和吸水膨胀材料进一步形成整体；当隧洞下游排水量进一步下降，并且灌浆浆液持续有压力反馈时，停止灌浆，堆积体与浆液结合形成结石体。
15、上述一种泉域深埋隧洞动水灾害地面定向封堵治理的方法，充填灌浆采用单液浆灌浆或双液浆灌浆进行浆液自流无压灌浆，单液浆为水灰比1：1的单液水泥浆，双液浆为水泥浆:水玻璃体积比为1:1～1:0.3，水泥浆水灰比为1:1，充填灌浆施工过程中，采用多个间隔定向钻孔同时连续灌注的方式，孔口浆液达到与钻孔深度相符的静水压力值时停止注浆。
16、上述一种泉域深埋隧洞动水灾害地面定向封堵治理的方法，灌浆施工还包括升压灌浆，充填灌浆结束后，采用钻具进行扫孔，当钻具扫孔至结石体时，结石体能够托住钻具时，即结石体具备初期抗压强度，然后进行升压灌浆施工，升压灌浆时，在定向钻孔的孔口上安装压盖，将高压注浆泵的出浆口与压盖连接，通过高压注浆泵向结石体内注入浆液，注浆压力达到与钻孔深度相符的静水压力值的2.5倍时停止注浆。
17、上述一种泉域深埋隧洞动水灾害地面定向封堵治理的方法，升压灌浆采用水灰比1：1的单液水泥浆。
18、上述一种泉域深埋隧洞动水灾害地面定向封堵治理的方法，升压灌浆结束后，进一步增加靠近隧洞内涌水点位置处的抽排水量，增大水位差，随后向定向钻孔内继续通过高压注浆泵注入改性单液水泥浆，对过水通道的细小裂隙、薄弱带进行再加固。
19、上述一种泉域深埋隧洞动水灾害地面定向封堵治理的方法，在步骤e中，吸水膨胀材料为连锁型高吸水膨胀树脂、吸水膨胀袋和/或模袋。
20、本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：
21、1、通过建造阻水段，可以有效地控制隧洞内的涌水，保障施工安全和隧洞结构的稳定；通过射流泵产生高速水流，带动骨料投入到隧洞内，利用水流带动骨料，使骨料进入隧洞后具有一定的初速度，使其不易被水流冲走，能够更好的形成堆积体，提高封堵效率，配合吸水膨胀材料的投入，能够与骨料相互配合，实现快速有效的封堵隧洞涌水，并且吸水膨胀材料与骨料结合后，在吸水膨胀材料的膨胀作用下，能够进一步提高封堵的紧实程度，提高堵水效果；灌浆加固后的骨料堆积体具有较高的强度和抗渗性，有助于提高隧洞的整体稳定性。
1.一种泉域深埋隧洞动水灾害地面定向封堵治理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种泉域深埋隧洞动水灾害地面定向封堵治理的方法，其特征在于，在步骤a中，由地面施工钻探的定向钻孔(1)贯穿隧洞，并钻探至隧洞底板下1m位置处，定向钻孔(1)偏斜率小于或等于1‰。
3.根据权利要求1所述的一种泉域深埋隧洞动水灾害地面定向封堵治理的方法，其特征在于，在步骤c中，所述套管(2)的管口上同轴固定连接有三通管(8)，所述三通管(8)与所述套管(2)管口相对的一端与所述料斗(4)的出料口连接，所述三通管(8)的另一端与射流泵(3)的出水口相连。
4.根据权利要求1所述的一种泉域深埋隧洞动水灾害地面定向封堵治理的方法，其特征在于，在步骤g中，灌浆施工包括旋喷灌浆：将钻头(9)安装在钻机上，利用钻机将钻头(9)下放到套管(2)内，并通过钻机带动钻头(9)钻入堵水段内上下运动的同时旋转，浆液通过钻头(9)排出注入堵水段内，直至浆液充满堵水段位于钻头(9)周围的空间时结束旋喷灌浆；待浆液初凝6～10h后，重复上述操作再次进行旋喷灌浆施工；旋喷灌浆采用浆液自流无压灌浆，旋喷灌浆采用水灰比1：1单液水泥浆。
5.根据权利要求4所述的一种泉域深埋隧洞动水灾害地面定向封堵治理的方法，其特征在于，在步骤g中，灌浆施工还包括充填灌浆，旋喷灌浆结束后，采用大流量灌浆泵通过定向钻孔(1)向堵水段内灌浆，使堵水段内堆积体(6)和吸水膨胀材料(7)进一步形成整体；当隧洞下游排水量进一步下降，并且灌浆浆液持续有压力反馈时，停止灌浆，堆积体(6)与浆液结合形成结石体。
6.根据权利要求5所述的一种泉域深埋隧洞动水灾害地面定向封堵治理的方法，其特征在于，充填灌浆采用单液浆灌浆或双液浆灌浆进行浆液自流无压灌浆，单液浆为水灰比1：1的单液水泥浆，双液浆为水泥浆:水玻璃体积比为1:1～1:0.3，水泥浆水灰比为1:1；充填灌浆施工过程中，采用多个间隔定向钻孔(1)同时连续灌注的方式，孔口浆液达到与钻孔深度相符的静水压力值时停止注浆。
7.根据权利要求6所述的一种泉域深埋隧洞动水灾害地面定向封堵治理的方法，其特征在于，灌浆施工还包括升压灌浆，充填灌浆结束后，采用钻具进行扫孔，当钻具扫孔至结石体时，结石体能够托住钻具时，即结石体具备初期抗压强度，然后进行升压灌浆施工，升压灌浆时，在定向钻孔(1)的孔口上安装压盖(10)，将高压注浆泵的出浆口与压盖(10)连接，通过高压注浆泵向结石体内注入浆液，注浆压力达到与钻孔深度相符的静水压力值的2.5倍时停止注浆。
8.根据权利要求7所述的一种泉域深埋隧洞动水灾害地面定向封堵治理的方法，其特征在于，升压灌浆采用水灰比1：1的单液水泥浆灌浆。
9.根据权利要求8所述的一种泉域深埋隧洞动水灾害地面定向封堵治理的方法，其特征在于，升压灌浆结束后，进一步增加靠近隧洞内涌水点位置处的抽排水量，增大水位差，随后向定向钻孔(1)内继续通过高压注浆泵注入改性单液水泥浆，使单液水泥浆渗透进入过水通道的细小裂隙和薄弱带内。
10.根据权利要求1所述的一种泉域深埋隧洞动水灾害地面定向封堵治理的方法，其特征在于，在步骤e中，吸水膨胀材料(7)为连锁型高吸水膨胀树脂、吸水膨胀袋和/或模袋。
