帷幕注漿施工工藝

1、4.5.7.1.1.帷幕注漿材料、設(shè)備帷幕注漿是通過在掌子面鉆地質(zhì)探孔和注漿孔，再向孔內(nèi)壓注漿液，漿液擠出開挖斷面及其周圍一定范圍內(nèi)的巖縫中的水，保證圍巖的裂隙被具有一定強(qiáng)度的混合漿體充填密實(shí)，并與巖體固結(jié)成一體，形成止水帷幕。4.5.7.1.1.1.注漿材料的選擇及適用范圍針對(duì)本隧道富水區(qū)各種巖溶水的賦存情況的不同，擬采用三種不同的注漿堵水材料。單液水泥漿類漿液：?jiǎn)我核酀{類漿液是以水泥為主，添加一定量的速凝劑，用水調(diào)劑成的漿液。它具有以下特點(diǎn)：凝結(jié)時(shí)間可根據(jù)實(shí)際需要隨意調(diào)節(jié)，其變化范圍為幾十分鐘至幾小時(shí)； 漿液結(jié)石率較高，抗壓強(qiáng)度可達(dá)510Mpa，對(duì)于基巖裂隙中堵水和加固是完全能滿足要求的

2、;抗?jié)B性能好； 工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，較之雙液漿有更大的優(yōu)越性；難以注入0.2mm以下巖溶裂隙；漿液無毒性，對(duì)地下水和環(huán)境無污染，較之使用化學(xué)藥劑為添加劑的漿液更安全；來源豐富，價(jià)格便宜；凝結(jié)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。根據(jù)注漿對(duì)漿液凝膠時(shí)間的要求，施工中試驗(yàn)人員在隧道內(nèi)對(duì)不同漿液配比進(jìn)行分組試驗(yàn)，取得不同凝膠時(shí)間下的配比，供注漿選用。水泥水玻璃類漿液：水泥水玻璃類漿液是以水泥和水玻璃為主劑，兩者按一定的比例采用雙液方式注入，必要時(shí)加入緩凝劑（磷酸氫二鈉）所形成的注漿材料，是一種用途及其廣泛，使用效果良好的注漿材料。 它具有以下特點(diǎn)：來源豐富，價(jià)格便宜；結(jié)石體抗壓強(qiáng)度高，可達(dá)520Mpa，但后期強(qiáng)度由于水

3、玻璃的作用易降低；漿液結(jié)石率為100%，結(jié)石體滲透系數(shù)103cm/s，抗?jié)B性能好；難以注入0.2mm以下巖溶裂隙；采用雙液方式注入，施工工藝較單液復(fù)雜。TGRM水泥基特種灌漿材料：TGRM水泥基特種灌漿材料：是以特制的高性能水泥，配以適當(dāng)種類和數(shù)量的外加劑，共同混合均勻，制成具有早強(qiáng)、高性能的水硬性膠凝材料。它具有以下特點(diǎn)：比表面積大，可注入0.2mm以下巖溶裂隙中，彌補(bǔ)了普通水泥漿液在巖溶小裂隙中不易擴(kuò)散的不足；漿液結(jié)石率可達(dá)100%，抗壓強(qiáng)度可達(dá)50MPa以上；操作技術(shù)要求高；漿液無毒性，對(duì)地下水和環(huán)境無污染，較之使用化學(xué)藥劑為添加劑的漿液更安全；價(jià)格昂貴。其主要性能指標(biāo)如下表：項(xiàng) 目指標(biāo)

4、值比表面積（m2/kg）700水下不分散性PH11凝膠時(shí)間（分鐘）9流動(dòng)度（mm）240初凝（分鐘）12終凝（分鐘）45抗壓強(qiáng)度（Mpa）50注漿施工時(shí)，漿液類型的選擇原則是根據(jù)巖溶水賦存情況和涌水量大小而確定：當(dāng)遇到斷層破碎帶或涌水量大時(shí)，選用單液或雙液漿；反之當(dāng)遇到小裂隙型巖溶水且水量較小時(shí)，則選用TGRM水泥基特種灌漿材料，以上三種注漿材料各有所長(zhǎng)，在注漿堵水過程中配合使用。4.5.7.1.1.2.注漿設(shè)備鉆孔設(shè)備：ZYG-150地質(zhì)鉆機(jī) ZY-200地質(zhì)鉆機(jī) 注漿設(shè)備：ZG6310 往復(fù)式柱塞泵（單液注漿機(jī)）2TGZ60/210 可調(diào)式高壓注漿泵（雙液注漿機(jī)）制漿設(shè)備：JZ350葉片式

5、攪拌機(jī)輔助設(shè)備：攪拌儲(chǔ)漿桶 多功能軌行式鉆孔臺(tái)車T型混合器 Y型混合器施工中以多功能軌行式臺(tái)架為龍頭骨架，以注漿管路為脈絡(luò)，以軌道平板車為載體，將鉆孔系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)、漿液制備系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)等設(shè)備有機(jī)地組合在一起，形成機(jī)動(dòng)靈活的軌行式鉆孔注漿列車。1號(hào)軌道車2號(hào)軌道車3號(hào)軌道車4號(hào)軌道車5號(hào)軌道車 注漿車 水泥車鉆孔臺(tái)車 鉆機(jī)泵站車 制漿車 水玻璃車說明：各軌道平車之間用車鉤連接，由電瓶車牽引，可迅速就位和撤離。鉆孔臺(tái)車用于安放鉆機(jī)(含風(fēng)動(dòng)鉆機(jī))推進(jìn)器及支架、操作臺(tái)及注漿管路。1號(hào)軌道平車用于安放液壓鉆機(jī)的泵站，與鉆孔臺(tái)車共同組成鉆孔系統(tǒng)。2號(hào)軌道平車為注漿車，上面安放ZG6310單液注漿機(jī)兩臺(tái)

6、、ZTGZ60/210可調(diào)壓注漿機(jī)一臺(tái)，根據(jù)注漿工藝要求選用不同的注漿泵。與孔口管、高壓閘閥、注漿管、吸漿管共同組成注漿系統(tǒng)。3號(hào)軌道平車為制漿車，JZ350葉片式攪拌桶兩臺(tái)，自攪拌儲(chǔ)漿桶一臺(tái)。另設(shè)水玻璃桶一個(gè)，容量1m3。4號(hào)為14m3梭式礦車，用于水泥運(yùn)輸、存儲(chǔ)。與3號(hào)車之間設(shè)活動(dòng)跳板。5號(hào)軌道平車為水玻璃罐車，與4號(hào)車共同組成后勤保障系統(tǒng)。水玻璃運(yùn)到后，直接用濃油泵抽送到前面的水玻璃桶。4.5.7.1.2.帷幕注漿工藝和作業(yè)要點(diǎn)4.5.7.1.2.1.注漿工藝流程：詳見附后的帷幕注漿施工工藝流程圖。4.5.7.1.2.2.注漿段長(zhǎng)和注漿孔的布置：根據(jù)鉆機(jī)性能，選用每循環(huán)注漿段長(zhǎng)3040米

7、；帷幕注漿就是要使?jié){液擴(kuò)散到注漿帷幕范圍內(nèi)的所有巖層裂隙中，所以注漿孔的布置要以漿液擴(kuò)散不出現(xiàn)空白為原則，據(jù)此根據(jù)設(shè)計(jì)注漿孔數(shù)量以隧道中軸為中心呈傘形布置，詳見帷幕注漿鉆孔布置示意圖。4.5.7.1.2.3.注漿方式：采用分段前進(jìn)式注漿或全孔一次壓入式注漿。當(dāng)鉆孔過程中未遇見泥夾層或涌水，就一鉆到底，全孔一次壓入式注漿；在鉆孔過程中遇到泥夾層或涌水，立即停止鉆孔，采取注一段鉆一段的分段前進(jìn)式注漿，直至終孔。帷幕注漿施工工藝流程圖轉(zhuǎn)入下一鉆孔注漿設(shè)計(jì)測(cè)量放孔（用油漆標(biāo)注在掌子面上）鉆機(jī)平臺(tái)固定就位鉆機(jī)平臺(tái)及俯仰角確認(rèn)固定開口、安裝孔口管安裝滅塵器鉆孔注漿孔深確認(rèn)壓水試驗(yàn)注漿是否已完成本循環(huán)鉆孔及

8、注漿鉆注漿效果檢查孔是否滿足注漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)安裝供風(fēng)系統(tǒng)接通動(dòng)力電源安裝滅塵供水系統(tǒng)否設(shè)計(jì)補(bǔ)注漿鉆孔位置及深度是結(jié)束否否是4.5.7.1.2.4.注漿參數(shù)的選擇：每循環(huán)注漿長(zhǎng)度3040m，單孔有效擴(kuò)散半徑2.5 m左右，終孔間距2.03.0m；注漿范圍為：一般地段隧道襯砌外5m，斷層破碎帶得勝場(chǎng)暗河段為襯砌外8m。注漿方式：如果出水量較小且成孔容易，用一次性注漿方式或分段后退式注漿；如果成孔困難，則采用分段前進(jìn)式注漿。注漿壓力：注漿壓力是注漿的主要參數(shù)，它對(duì)漿液的擴(kuò)散范圍，巖層裂隙充填的密實(shí)程度及注漿效果的好壞起著決定性的作用，所以必須有足夠的注漿壓力克服靜水壓力和地層阻力，方能達(dá)到注漿目的，一般

9、富水地段取靜水壓力的23倍。漿液的注入量：指單孔注入量，按假設(shè)漿液在地層中均勻擴(kuò)散公式為： Q=R2L n式中：Q單孔注漿量（m3）； R漿液擴(kuò)散半徑（m）取2.5m； L注漿孔長(zhǎng)（m）； n地層的裂隙（），取24%； 漿液在巖石裂隙中的充填系數(shù)，視巖石情況取0.30.9； 漿液消耗率，取1.1。4.5.7.1.2.5.止?jié){巖盤 一個(gè)止?jié){巖盤止?jié){效果的好壞，將直接關(guān)系到帷幕注漿成功與否。本隧道根據(jù)注漿段圍巖情況預(yù)留不同厚度的止?jié){巖盤：一般取5m7m，這樣既確保了注漿效果，又避免了每個(gè)注漿循環(huán)澆筑砼作為止?jié){墻這道工序，加快了施工進(jìn)度。4.5.7.1.2.6.埋設(shè)孔口管：固結(jié)牢固密實(shí)，保證不漏漿、

10、不竄漿的孔口管是決定注漿效果好壞的重要因素，其埋設(shè)方法：先用YQ-100型沖擊式鉆機(jī)鉆4.0m深，再將108孔口管插入，外露2030cm，管壁與孔口接觸處用麻絲填塞，再向孔口管內(nèi)注TGRM水泥基固結(jié)?？卓诠芷鹬鴮?dǎo)向作用，鉆孔安裝時(shí)要控制好外插角度。4.5.7.1.2.7.鉆孔：根據(jù)不同用途，選用了ZYG-150全液壓鉆機(jī)和ZY-200全液壓鉆機(jī)。鉆機(jī)由機(jī)頭（鉆桿推進(jìn)器）、操作臺(tái)、液壓泵站三部分組成，之間通過高壓管及快速接頭連接，用于鉆注漿孔。先根據(jù)設(shè)計(jì)圖孔位、鉆孔參數(shù)，在工作面上放出鉆孔位置，并用油漆標(biāo)定。調(diào)整鉆桿的仰角和水平角，移動(dòng)鉆機(jī)，將鉆頭對(duì)準(zhǔn)所標(biāo)孔位。將棱鏡放在鉆桿的尾端，用全站儀檢查

11、鉆桿的姿態(tài)，并進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)探孔預(yù)測(cè)結(jié)果，決定是否采用孔口管。對(duì)探孔預(yù)測(cè)水壓較高（P1.0MPa），且水量較大（Q20m3/h）的區(qū)域，采用孔口管注漿，否則采用止?jié){塞止?jié){方式注漿。當(dāng)采取后退式分段注漿時(shí)，可采用鉆機(jī)直接鉆孔至設(shè)計(jì)深度。當(dāng)采取前進(jìn)式分段注漿時(shí)，采取鉆一段注一段的方式，直至設(shè)計(jì)孔深。鉆孔按先外圈，后內(nèi)圈的順序進(jìn)行。內(nèi)圈鉆孔可參照外圈鉆孔的順序。后序孔可檢查前序孔的注漿效果。逐步加密注漿一方面可根據(jù)鉆孔的情況，調(diào)整注漿參數(shù)；另一方面如果鉆孔情況證明注漿效果已達(dá)到設(shè)計(jì)要求，即可進(jìn)行下一圈孔的鉆進(jìn)，減少鉆孔的工作量，加快施工進(jìn)度。鉆孔時(shí)，還要嚴(yán)格作好鉆孔記錄：孔號(hào)、進(jìn)尺、起訖時(shí)間、巖石裂

12、隙發(fā)育情況、出現(xiàn)涌水位置、涌水量和涌水壓力。施鉆過程中，若單孔出水量小于30L/min，可繼續(xù)施鉆；若單孔出水量大于30L/min ，立即停鉆進(jìn)行注漿。4.5.7.1.2.8.制漿：選用JZ350葉片式攪拌機(jī)四臺(tái)，作為水泥漿制漿設(shè)備，為了保證水泥漿的均勻性和在注漿間隙時(shí)不沉淀，另自行加工攪拌儲(chǔ)漿桶兩臺(tái)，容量1立方米，采用立式電動(dòng)機(jī)和擺線針輪式減速器，用支架倒立于儲(chǔ)漿桶上，通過聯(lián)軸節(jié)將動(dòng)力直接傳給攪拌軸。為了方便吸漿，在儲(chǔ)漿桶外側(cè)設(shè)兩個(gè)以上取漿口，以保證大流量注漿時(shí)漿液的供應(yīng)。根據(jù)選定漿液的配比參數(shù)拌好漿液，其中水泥漿拌好后用1×1mm網(wǎng)篩過濾，放入葉片立式攪拌機(jī)進(jìn)行二次攪拌，確保漿液

13、均勻。4.5.7.1.2.9.注漿準(zhǔn)備：注漿管路的連接詳見附后的注漿管路連接圖。通過壓水檢查注漿管路的密封性；同時(shí)沖冼巖石裂隙，擴(kuò)大漿液通路，增加漿液充塞的密實(shí)性。4.5.7.1.2.10.漿液的確定：注漿管路連接圖水泥水?dāng)嚢铏C(jī)外加劑蓄水池水玻璃漿液注漿泵混合器蓄水池高壓閥孔口管注漿孔過濾網(wǎng)固結(jié)孔口管和封孔注漿時(shí)選用雙液漿：當(dāng)注漿孔涌水量小于30L/min，選用純水泥漿；當(dāng)注漿孔涌水量在30200L/min范圍內(nèi)，選用凝膠時(shí)間為46min的漿液；當(dāng)注漿孔涌水量大于200L/min，選用凝膠時(shí)間為34min的漿液。4.5.7.1.2.11.注漿順序：先注外圈，后注內(nèi)圈，同一圈由下而上間隔施作。4

14、.5.7.1.2.12.注漿速度：當(dāng)鉆孔涌水量50L/min時(shí)，注入速度80150L/min；當(dāng)涌水量50L/min時(shí)，注入速度3580L/min。4.5.7.1.2.13.注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：全部注漿孔注漿完成后，在主要出水點(diǎn)附近設(shè)至少5個(gè)檢查孔，測(cè)孔內(nèi)涌水量，要求一般地段小于0.4L/min.m，且一處涌水量小于10 L/min；或進(jìn)行壓水實(shí)驗(yàn)，在0.75Mpa壓力下，吸水量小于2 L/min，若達(dá)到上述要求，則可以開挖，否則進(jìn)行補(bǔ)注漿。4.5.7.1.2.14.異常情況處理若鉆孔過程中，遇見突泥情況，立即停鉆，拔出鉆桿，安裝孔口管及高壓閥，進(jìn)行注漿。若掌子面小裂隙漏漿，先用水泥漿浸泡過的麻絲填

15、塞裂隙，并調(diào)整漿液配比，縮短凝膠時(shí)間；若仍跑漿，在漏漿處采用普通風(fēng)鉆鉆淺孔注漿固結(jié)。若掌子面前方米范圍內(nèi)大裂隙串漿或漏漿，采用止?jié){塞穿過該裂隙進(jìn)行后退式注漿。當(dāng)注漿壓力突然增高，則只注純水泥漿或清水，待泵壓恢復(fù)正常時(shí)，再行雙液注漿；若壓力不恢復(fù)正常，則停止注漿，檢查管路是否堵塞。當(dāng)進(jìn)漿量很大，壓力長(zhǎng)時(shí)間不升高，則調(diào)整漿液濃度及配合比，縮短凝膠時(shí)間，進(jìn)行小泵量、低壓力注漿，以使?jié){液在巖層裂隙中有相對(duì)停留時(shí)間，以便凝膠；有時(shí)也可以進(jìn)行間歇式注漿，但停注時(shí)間不能超過漿液凝膠時(shí)間。4.5.7.1.3.帷幕注漿施工技術(shù)注意事項(xiàng)和質(zhì)量控制4.5.7.1.3.1.帷幕注漿施工注意事項(xiàng)注漿鉆孔的方向、深度都要

16、嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。需要裝設(shè)孔口管時(shí)，孔口管的裝設(shè)要牢固、密實(shí)。根據(jù)超前鉆孔探測(cè)，隨時(shí)測(cè)量涌水量及水壓，化驗(yàn)水質(zhì)，核實(shí)地質(zhì)情況，如與設(shè)計(jì)不符，及時(shí)向設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理工程師提出，及時(shí)作好信息反饋，以便迅速變更設(shè)計(jì)、施工方案。注漿中發(fā)生堵管時(shí)，先打開孔口泄?jié){閥，再關(guān)閉孔口進(jìn)漿閥，然后停機(jī)，查找原因，迅速進(jìn)行處理。施工過程中要作好施工日志及各種檢查測(cè)量記錄。在巖溶地區(qū)可能存在較大空洞，注漿量有時(shí)會(huì)比預(yù)計(jì)的多出數(shù)倍，因而施工現(xiàn)場(chǎng)必須備足夠的注漿材料方可開始注漿，以免造成停工，堵塞巖石孔隙，影響注漿效果。為保證注漿質(zhì)量，處理注漿過程中的突發(fā)事件，注漿作業(yè)人員應(yīng)進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，未參加培訓(xùn)人員不得上崗作業(yè)。關(guān)鍵

17、工序應(yīng)專人操作，不得任意調(diào)換。并建立專業(yè)注漿隊(duì)伍，嚴(yán)格注漿施工紀(jì)律。注漿材料應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后方可使用，并妥善保管，防止失效和損壞。機(jī)具設(shè)備進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后應(yīng)再次進(jìn)行檢查、維護(hù)、保養(yǎng)，以保證其時(shí)刻處于良好應(yīng)用狀態(tài)。工作現(xiàn)場(chǎng)要配備必需的搶險(xiǎn)材料，如棉紗、編織袋、方木等。4.5.7.1.3.2.帷幕注漿質(zhì)量控制措施做好超前地質(zhì)預(yù)探預(yù)報(bào)工作，包括地質(zhì)調(diào)查、TSP-203探測(cè)和超前探孔。施工前對(duì)沿隧道建筑限界附近范圍內(nèi)的地表水文地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查和監(jiān)測(cè)。在接近進(jìn)入設(shè)計(jì)富水區(qū)段施工處設(shè)立試驗(yàn)段進(jìn)行注漿參數(shù)的選定和調(diào)整，現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)直接施工作業(yè)人員。編制鉆孔、注漿作業(yè)指導(dǎo)書，設(shè)立專職質(zhì)量、安全檢查人員。注漿是一門現(xiàn)場(chǎng)發(fā)揮的技術(shù)，施工過程中應(yīng)根據(jù)注漿情況調(diào)整配合比，注漿后及時(shí)整理資料，組織人員研討施工工藝，不斷提高注漿效率。建立完善的質(zhì)量管理體系，設(shè)立質(zhì)量檢查小組，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)質(zhì)量檢查員，隨時(shí)對(duì)施工的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督檢查，定員定崗，質(zhì)量責(zé)任到人。嚴(yán)格按施工圖進(jìn)行施工，進(jìn)行層層把關(guān)，杜絕不合格的產(chǎn)品進(jìn)入下道工序。加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工材料管理，嚴(yán)格執(zhí)行進(jìn)料檢驗(yàn)制度，保證施工材料滿足設(shè)計(jì)要求，不合格材料不得進(jìn)場(chǎng)使用，確保工程質(zhì)量。嚴(yán)格施工紀(jì)律確保鉆孔深度，做好鉆孔記錄；嚴(yán)格按照技術(shù)交底作業(yè)，按照注漿工藝流程施工，做好施工記