1.一种深大断层隧道仰斜散射式注浆堵水方法,其特征在于,在隧道掘进至隧道前进路线上的断层破碎地层之前,在掌子面处或在反向掌子面仰斜向上,打设至少一注浆钻孔至断层位置,并向断层破碎地层注浆并形成至少一注浆段,以阻隔断层水使注浆后断层位置的喷水流量小于或等于隧道施工的安全排水流量;所述断层的参数包括:所述断层位置的静水压力、所述断层位置地下水线到隧道顶部的水头高度、所述断层位置地下水位线处断层到隧道顶部的长度,和断层破碎地层的渗透系数;所述断层位置的静水压力、所述断层位置地下水线到隧道顶部的水头高度、所述断层位置地下水位线处断层到隧道顶部的长度根据地质资料获得;所述断层的位置通过地质钻孔确定,所述断层的岩层性质通过地质资料获得;当所述断层为单一岩层时,注浆后隧道开挖至断层位置的喷水流量Q通过以下方法计算:Q=s*(W/L)*(W/(W 1 /K 1 +W 2 /K 2 +W 3 /K 1 ……+W 2m /K 2 +W 2m+1 /K 1 )其中,m为注浆层的层数,m为大于或等于1的自然数;s为断层与隧道顶部相交的横截面积,单位为m 2 ;W为断层位置地下水线到隧道顶部的水头高度,单位为m;L为断层位置地下水位线处断层到隧道顶部的长度,单位为m;W 1 、W 3 ……W 2m+1 为每一地层破碎段的高度,单位为m;W 2 、W 4 ……W 2m 为每一注浆段的高度,单位为m;K 1 为断层破碎层的渗透系数;K 2 为注浆段渗透系数。
2.根据权利要求1所述的一种深大断层隧道仰斜散射式注浆堵水方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:确定断层的位置和断层的岩层性质,根据地质资料和/或超前地质预报钻孔获得断层的参数;S2:在隧道掌子面处仰斜向上至少打设一注浆钻孔至所述断层,并分别向所述断层破碎地层注浆,使其在断层破碎地层中形成注浆段,阻隔断层水;S3:根据所述断层的参数、注浆段的数量、注浆段的厚度和注浆段渗透系数,获得注浆后隧道开挖至断层位置的喷水流量;S4:判断注浆后隧道开挖至断层位置的喷水流量是否大于隧道施工的安全排水流量;若注浆后隧道开挖至断层位置的喷水流量大于隧道施工的安全排水流量,则继续打设注浆钻孔,并注浆,直至最后一次注浆后计算获得的注浆后隧道开挖至断层位置的喷水流量小于或等于隧道施工的安全排水流量为止。
3.根据权利要求1所述的一种深大断层隧道仰斜散射式注浆堵水方法,其特征在于,当隧道掌子面掘进至断层位置前方30~50m时,向掌子面前方打设超前地质预报钻孔。
4.根据权利要求1所述的一种深大断层隧道仰斜散射式注浆堵水方法,其特征在于,当所述注浆钻孔次数大于1时,第一次所述注浆钻孔到最后一次所述注浆钻孔与水平方向的夹角依次增大,第一次注浆形成注浆段距离隧道顶部至少10m以上。
5.根据权利要求1所述的一种深大断层隧道仰斜散射式注浆堵水方法,其特征在于:第一次注浆形成注浆段距离隧道顶部至少10m以上;相邻注浆段之间的间距至少10m;每一注浆段的厚度为3~5m。
6.根据权利要求1所述的一种深大断层隧道仰斜散射式注浆堵水方法,其特征在于,所述断层破碎地层的渗透系数通过所述断层的原状土实验测定或者通过超前地质预报钻孔的喷水量、水压和断面面积计算获得。
7.根据权利要求1所述的一种深大断层隧道仰斜散射式注浆堵水方法,其特征在于,当所述断层包括至少两种岩层时,注浆后隧道开挖至断层位置的喷水流量的计算方法包括以下步骤:S321:根据地质资料和/地质钻孔获得所述断层在隧道前进方向上的总宽度,根据地质资料和/地质钻孔获得所述断层包括的岩层数量,根据地质资料和/地质钻孔获得每一性质的断层岩层在隧道前进方向上的宽度;S322:根据超前地质预报钻孔或原状土检测实验获得每一性质的断层岩层的渗透系数;S323:将每一性质的断层岩层的渗透系数带入注浆后隧道开挖至断层位置的喷水流量计算式中,得到两种及以上岩层的断层在注浆后隧道开挖至断层位置的喷水流量;其中,两种及以上岩层的断层在注浆后隧道开挖至断层位置的喷水流量Q通过下式计算:其中,m为注浆层的层数,m为大于或等于1的自然数;s为断层与隧道顶部相交的横截面积,单位为m 2 ;W为断层位置地下水线到隧道顶部的水头高度,单位为m;L为断层位置地下水位线处断层到隧道顶部的长度,单位为m;W 1 、W 3 ……W 2m+1 为每一地层破碎段的高度,m;W 2 、W 4 ……W 2m 为每一注浆段的高度,单位为m;K b 为注浆段渗透系数;n为断层破碎地层所包括岩层种类,n为大于或等于1的自然数;k 1 、k 2 ……K n 为每一性质的断层岩层的渗透系数;t 1 、t 2 ……t n 为每一性质的断层岩层在隧道前进方向上的宽度;t为所述断层在隧道前进方向上的总宽度。
8.根据权利要求1~7任一项所述的一种深大断层隧道仰斜散射式注浆堵水方法,其特征在于,所述注浆钻孔由反向掌子面打设时:所述注浆钻孔由平行坑道向主坑道打设导洞,并由导洞施工反向掌子面,在反向掌子面向断层打设注浆钻孔。