隧道超前帷幕注漿施工工法

1、PAGE PAGE 17隧道超前帷幕注漿施工工法中鐵二十三局集團(tuán)有限公司關(guān)培山 金坤學(xué)1 前言近年來(lái)，隨著我國(guó)高速鐵路及客運(yùn)專線建設(shè)的快速發(fā)展，我國(guó)的鐵路隧道越修越多，越修越長(zhǎng)，特別是我國(guó)東南部、西部山區(qū)的鐵路建設(shè)將有許多長(zhǎng)大或特長(zhǎng)鐵路隧道修建，洞身穿越的地質(zhì)條件也將越來(lái)越復(fù)雜，其中超前帷幕注漿技術(shù)是穿越富水?dāng)鄬拥谋匾侄危摲椒夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)高、施工工藝復(fù)雜、工期較長(zhǎng)、成本較大，如果在實(shí)施處理過程中稍有不慎，對(duì)斷層涌水封堵效果會(huì)帶來(lái)遺留問題，甚至造成封堵失敗，針對(duì)上述問題，結(jié)合我單位承建的向莆鐵路青云山隧道F9斷層帶超前帷幕注漿封堵涌水的成功實(shí)踐，特制定本工法。2 特點(diǎn)2.1止?jié){墻采用臺(tái)階施工技術(shù)

2、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，創(chuàng)造性的將止?jié){墻設(shè)計(jì)成臺(tái)階形式，減少了止?jié){墻的工程數(shù)量和施工難度，節(jié)省了清理涌水帶來(lái)的廢渣清理量；鉆機(jī)、注漿設(shè)備在二級(jí)平臺(tái)作業(yè)，提高了機(jī)械鉆孔、圍巖注漿的施工工效（隧道上半斷面鉆孔、注漿時(shí)利用止?jié){墻的二級(jí)臺(tái)階作為施工平臺(tái)），為快速處理和穿越涌水塌方地段贏得了時(shí)間。1.2帷幕注漿孔采用上半斷面進(jìn)行開孔布置技術(shù)帷幕注漿孔采用上半斷面的開孔布置，節(jié)省鉆機(jī)開孔移動(dòng)的距離，提高鉆機(jī)的機(jī)械效率；開孔位置通過計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行計(jì)算，利用激光全站儀進(jìn)行鉆機(jī)鉆桿位置、方向控制，方法比較新穎、可靠。1.3注漿采用分段前進(jìn)式注漿工藝注漿采用分段前進(jìn)式注漿工藝，按照先外環(huán)后內(nèi)環(huán)，自下而上的注漿方式進(jìn)行，

3、有效防止塌孔卡鉆現(xiàn)象，并通過縮短分段長(zhǎng)度減少了其壓力損失，確保了注漿壓力的有效性。1.4注漿前采用高壓水洗孔工藝在注漿前采用高壓水洗孔工藝，確保漿液的有效擴(kuò)散半徑；漿液采用單液、雙液、單雙液綜合式，并根據(jù)P-Q-T關(guān)系進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，漿液填充飽滿，注漿效果好。1.5隧道拱頂塌方空腔采用長(zhǎng)管棚、回填混凝土加固技術(shù)隧道拱頂塌方空腔部位采用長(zhǎng)管棚加固、回填混凝土的方案不僅有效阻止了水的侵入，而且也為隧道開通后的運(yùn)營(yíng)提供安全保障，有效防止了遺留問題的發(fā)生。3 適用范圍本工法適合于：公路、鐵路、水利工程等隧道涌水、涌泥或塌方嚴(yán)重地段；水下隧道富水圍巖段（如含水砂層）；地下水位的變化造成地層變形；因可能會(huì)影

4、響到周邊重要構(gòu)筑物安全的地段；地下水十分豐富的斷層破碎帶等。4 工藝原理超前帷幕注漿技術(shù)就是沿著開挖輪廓線和開挖工作面，按照一定的間距、直徑、深度、傾斜角進(jìn)行鉆孔，并向孔內(nèi)注射水泥漿液，使?jié){液在開挖輪廓線外一定范圍內(nèi)形成一定厚度的隔水帷幕和加強(qiáng)圈，從而穿越強(qiáng)富水或者圍巖破碎層。另外帷幕注漿完成、開挖前，采用超長(zhǎng)管棚對(duì)隧道拱頂部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固和混凝土的回填拱部空腔，有效阻止水的再次侵入，同時(shí)也為隧道開通后的運(yùn)營(yíng)提供安全保障。5、施工要點(diǎn)5.1方案確定根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑那胺絿鷰r性質(zhì)，結(jié)合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)資料、現(xiàn)場(chǎng)涌水塌方體情況、掌子面圍巖性質(zhì)等指標(biāo)綜合判定是否進(jìn)行超前帷幕注漿施工，并確定帷幕注漿的施工

5、參數(shù)（加固圈的厚度、一次帷幕注漿的長(zhǎng)度、止?jié){墻的厚度和位置、開挖后注漿加固地段的襯砌型式、防水型式等）。超前地質(zhì)預(yù)報(bào)需按下列標(biāo)準(zhǔn)施做：1）在設(shè)計(jì)斷層位置前后200米范圍內(nèi)采用TSP及地質(zhì)雷達(dá)全程覆蓋進(jìn)行探測(cè)預(yù)報(bào)，TSP探測(cè)有效搭接長(zhǎng)度不小于30米。2）在距設(shè)計(jì)斷層影響帶前后50米范圍內(nèi)或TSP預(yù)報(bào)的異常帶前30米范圍內(nèi)進(jìn)行超前水平鉆孔，探明地質(zhì)及富水情況。布孔原則：鉆孔3個(gè)（拱頂部位1個(gè)，起拱線部位2個(gè)），搭接長(zhǎng)度不小于8米。3）每循環(huán)都要進(jìn)行超前炮孔探測(cè)地質(zhì)情況，探孔不少于3個(gè)，孔深不小于5米，原則上拱頂1個(gè)，兩側(cè)起拱線各1個(gè)。 4）距異常帶前方10米采用超前水平鉆孔進(jìn)行加密細(xì)探，布孔5個(gè)，

6、拱頂1個(gè)，兩側(cè)拱腰、起拱線處各1個(gè)。詳細(xì)探明地質(zhì)及含水情況后，經(jīng)建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工單位四方現(xiàn)場(chǎng)確定施工方案后，方可進(jìn)行下道工序施工。5）一般地段根據(jù)地質(zhì)素描確定是否采用超前探測(cè)措施。6）及時(shí)監(jiān)測(cè)洞內(nèi)水量、水壓及地表水徑流量的變化，做好相關(guān)記錄。5.2設(shè)備選型為提高工作效率，鉆孔設(shè)備必須選擇具有風(fēng)動(dòng)、液壓、可調(diào)鉆孔角度的多功能鑿巖機(jī)，注漿機(jī)采用雙液注漿機(jī)和單液注漿機(jī)相結(jié)合的方式進(jìn)行。6、施工方法6.1止?jié){墻施工根據(jù)確定的施工方案，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)涌水及塌體情況，保證施工安全，止?jié){墻施作位置一般在掌子面退后810m處開始施作，呈臺(tái)階式設(shè)置；止?jié){墻基礎(chǔ)擴(kuò)挖施作臨時(shí)仰拱，擴(kuò)挖深度80120cm，并施作抗

7、滑錨桿；止?jié){墻采用分層澆筑，每層澆筑高度23m，直至澆筑到洞頂完成；在線路兩側(cè)邊墻分層次預(yù)埋68組200泄水鋼管，并配止水閘閥，止?jié){墻按照單面模板的方式架立外模，內(nèi)側(cè)采用集中引排水的方式，使止?jié){墻內(nèi)側(cè)混凝土直接覆蓋于坍塌體之上。止?jié){墻施工示意圖如圖1所示。圖1 止?jié){墻施工結(jié)構(gòu)圖6.2鉆孔布置根據(jù)變更設(shè)計(jì)圖紙的要求，帷幕注漿孔呈圓環(huán)布置，隧道開挖輪廓線按照確定的襯砌類型開挖邊界線，結(jié)合擬采用的鉆機(jī)設(shè)備的作業(yè)空間及操作旋轉(zhuǎn)靈活性，并充分考慮到隧道四周加固圈及注漿擴(kuò)得散半徑的對(duì)稱性，采用隧道上半斷面進(jìn)行開孔布置，輻射至隧道全斷面加固圈的方式進(jìn)行，以襯砌拱頂開挖輪廓線以下400cm為基準(zhǔn)圓心進(jìn)行布置，

8、其孔口布置圖如圖2所示。根據(jù)擴(kuò)散半徑及設(shè)計(jì)終孔間距34m的要求，終孔布置均按照隧道輪廓線外8m并與之同心的圓環(huán)進(jìn)行布置，計(jì)算孔口與孔底坐標(biāo)，并以此為依據(jù)計(jì)算其鉆孔時(shí)隧道軸向水平偏角與立角。鉆孔布置縱斷面圖如圖3所示，孔底如圖4所示。 圖 2 開孔布置圖圖 3 鉆孔縱斷面圖圖 4 各序鉆孔終孔布置圖由于采用半斷面布置開孔，加之鉆孔數(shù)量相對(duì)較大，為了保證每一鉆孔的孔口與孔底坐標(biāo)控制，采用精確測(cè)量孔口坐標(biāo)，準(zhǔn)確控制鉆孔水平偏角和立角的措施，對(duì)各個(gè)鉆孔坐標(biāo)及角度進(jìn)行了計(jì)算，其計(jì)算如表1所示。表1 8m加固圈注漿循環(huán)開孔參數(shù)表序號(hào)孔號(hào)開孔坐標(biāo)終孔坐標(biāo)角度孔長(zhǎng)（cm）隧道縱向孔深（cm）鉆機(jī)后擺長(zhǎng)度（cm

9、）橫軸 (X，cm)縱軸（Y,cm）橫軸（X，cm）縱軸 (Y,cm）偏角（o）立角（o）1 A10 330 0 1203 0.0 14.0 3607 3500 0 2 A269 323 313 1146 4.0 13.2 3604 3500 -24 3 A3136 304 589 1015 7.4 11.4 3600 3500 -44 4 A4198 272 855 820 10.6 8.7 3603 3500 -64 5 A5253 229 1059 577 13.0 5.5 3608 3500 -78 6 A6299 176 1189 284 14.3 1.7 3613 3500 -86

10、 7 A7350 116 1246 -40 14.4 -2.5 3616 3500 -87 8 A8365 49 1246 -364 14.1 -6.5 3633 3500 -85 9 A9353 -25 1191 -720 13.5 -10.9 3665 3500 -80 10 A10318 -25 1043 -995 11.7 -15.2 3704 3500 -69 11 A11246 -25 847 -1239 9.7 -18.9 3753 3500 -56 12 A12178 -25 541 -1386 5.9 -21.1 3773 3500 -34 13 A13108 -25 219

11、 -1467 1.8 -22.4 3787 3500 -10 14 A1438 -25 -60 -1482 -1.6 -22.6 3792 3500 9 15 A15-32 -25 -337 -1446 -5.0 -22.0 3790 3500 28 16 A16-102 -25 -623 -1358 -8.5 -20.6 3781 3500 48 17 A17-172 -25 -840 -1242 -10.8 -18.9 3765 3500 62 18 A18-242 -25 -1070 -1051 -13.3 -15.9 3740 3500 77 19 A19-312 -25 -1222

12、-794 -14.6 -12.0 3697 3500 86 20 A20-382 -25 -1295 -500 -14.6 -7.5 3648 3500 88 21 A21-364 51 -1295 -201 -14.9 -4.0 3630 3500 90 22 A22-336 115 -1270 97 -14.9 -0.3 3623 3500 90 23 A23-300 175 -1189 386 -14.3 3.3 3617 3500 86 24 A24-254 228 -1055 652 -12.9 6.7 3615 3500 78 25 A25-199 271 -864 884 -10

13、.8 9.8 3615 3500 64 26 A26-137 303 -624 1063 -7.9 12.1 3615 3500 47 27 A27-70 323 -331 1180 -4.3 13.7 3613 3500 25 28 B134 328 -35 929 -1.1 9.7 3552 3500 7 29 B2103 615 239 870 2.2 4.2 3512 3500 -14 30 B3168 289 509 782 5.6 8.0 3551 3500 -34 31 B4226 252 718 552 8.0 4.9 3547 3500 -49 32 B5278 204 89

14、7 311 10.0 1.7 3556 3500 -61 33 B6318 147 973 57 10.6 -1.4 3562 3500 -64 34 B7350 85 993 -243 10.4 -5.3 3574 3500 -63 35 B8283 -25 966 -573 11.0 -8.7 3608 3500 -66 36 B9213 -25 837 -863 10.1 -13.3 3653 3500 -60 37 B10143 -25 585 -1035 7.2 -16.0 3670 3500 -42 38 B1173 -25 344 -1150 4.4 -17.8 3686 350

15、0 -26 39 B123 -25 35 -1182 0.5 -18.3 3686 3500 -3 40 B13-67 -25 -227 -1182 -2.6 -18.3 3690 3500 15 41 B14-137 -25 -529 -1038 -6.4 -16.0 3665 3500 37 42 B15-207 -25 -716 -968 -8.3 -14.9 3660 3500 49 43 B16-277 -25 -896 -722 -10.0 -11.1 3622 3500 60 44 B17-351 83 -1001 -461 -10.5 -8.7 3601 3500 63 45

16、B18-319 146 -1026 -200 -11.4 -5.5 3587 3500 69 46 B19-278 203 -967 65 -11.1 -2.2 3570 3500 68 47 B20-228 251 -924 288 -11.2 0.6 3569 3500 68 48 B21-169 289 -748 538 -9.4 4.0 3556 3500 57 49 B22-104 315 -556 726 -7.4 6.6 3553 3500 45 50 B23-36 328 -328 872 -4.8 8.8 3554 3500 29 51 C1-160 501 -267 600

17、 -1.8 1.6 3503 3500 11 52 C20 501 0 655 0.0 2.5 3503 3500 0 53 C3160 501 267 600 1.8 1.6 3503 3500 -11 54 C4-200 400 -492 444 -4.8 0.7 3512 3500 29 55 C5-120 400 -260 348 -2.3 -0.9 3503 3500 14 56 C60 400 0 430 0.0 0.5 3500 3500 0 57 C7120 400 260 348 2.3 -0.9 3503 3500 -14 58 C8200 400 492 444 4.8

18、0.7 3512 3500 -29 59 C9-420 300 -639 214 -3.6 -1.4 3508 3500 22 60 C10-300 300 -494 -133 -3.2 -7.0 3532 3500 19 61 C11-180 300 -429 133 -4.1 -2.7 3513 3500 25 62 C12-60 300 0 180 1.0 -2.0 3503 3500 -6 63 C1360 300 199 34 2.3 -4.3 3513 3500 -14 64 C14180 300 429 133 4.1 -2.7 3513 3500 -25 65 C15300 3

19、00 494 -133 3.2 -7.0 3532 3500 -19 66 C16420 300 639 214 3.6 -1.4 3508 3500 -22 67 C17-580 200 -712 -49 -2.2 -4.1 3511 3500 13 68 C18-460 200 -480 -405 -0.3 -9.8 3552 3500 2 69 C19-340 200 -307 -617 0.5 -13.1 3594 3500 -3 70 C20-220 200 -199 34 0.3 -2.7 3504 3500 -2 71 C21-100 200 -244 -223 -2.3 -6.

20、9 3528 3500 14 72 C2220 200 0 -433 -0.3 -10.3 3557 3500 2 73 C23140 200 244 -223 1.7 -6.9 3527 3500 -10 74 C24260 200 307 -617 0.8 -13.1 3594 3500 -5 75 C25380 200 480 -405 1.6 -9.8 3553 3500 -10 76 C26500 200 712 -49 3.5 -4.1 3515 3500 -21 77 C27-580 100 -712 -322 -2.2 -6.9 3528 3500 13 78 C28-460

21、100 -690 -595 -3.8 -11.2 3577 3501 23 79 C29-340 100 -487 -777 -2.4 -14.0 3613 3502 14 80 C30-220 100 -234 -879 -0.2 -15.6 3637 3503 1 81 C31-102 100 0 -908 1.7 -16.0 3648 3504 -10 82 C3220 100 -25 -685 -0.7 -12.6 3592 3505 4 83 C33140 100 234 -879 1.5 -15.6 3641 3506 -9 84 C34260 100 487 -777 3.7 -

22、14.0 3622 3507 -22 85 C35380 100 690 -595 5.0 -11.2 3590 3508 -30 86 C36500 100 712 -322 3.5 -6.9 3541 3509 -21 87 D133 369 0 1203 -0.8 19.2 2541 2400 5 88 D2112 355 339 1183 5.4 19.0 2549 2400 -31 89 D3186 325 636 1057 10.6 16.7 2549 2400 -62 90 D4254 282 901 848 15.1 12.8 2549 2400 -89 91 D5311 22

23、6 1090 596 18.0 8.3 2550 2400 -107 92 D6356 160 1223 290 19.9 2.9 2555 2400 -119 93 D7392 89 1290 -53 20.5 -3.2 2566 2400 -122 94 D8419 14 1284 -382 19.8 -8.8 2582 2400 -117 95 D9438 -65 1240 -721 18.5 -14.5 2614 2400 -107 96 D10335 -65 1103 -1007 17.7 -20.5 2690 2400 -100 97 D11250 -65 867 -1226 14

24、.4 -25.1 2737 2400 -79 98 D12170 -65 540 -1386 8.8 -28.5 2764 2400 -47 99 D1390 -65 219 -1467 3.1 -30.3 2782 2400 -16 100 D1410 -65 -60 -1481 -1.7 -30.5 2787 2400 9 101 D15-70 -65 -337 -1446 -6.3 -29.8 2782 2400 34 102 D16-150 -65 -623 -1358 -11.1 -27.9 2767 2400 60 103 D17-230 -65 -840 -1241 -14.3

25、-25.4 2741 2400 78 104 D18-310 -65 -1070 -1051 -17.6 -21.4 2704 2400 98 105 D19-397 -65 -1222 -794 -19.0 -16.0 2640 2400 109 106 D20-423 1 -1295 -500 -20.0 -11.1 2602 2400 117 107 D21-397 72 -1295 -200 -20.5 -6.1 2577 2400 122 108 D22-363 149 -1270 97 -20.7 -1.2 2566 2400 124 109 D23-319 216 -1189 3

26、86 -19.9 3.8 2558 2400 119 110 D24-264 273 -1055 652 -18.2 8.5 2555 2400 108 111 D25-198 319 -866 883 -15.6 12.8 2554 2400 92 112 D26-124 350 -624 1063 -11.8 16.2 2553 2400 69 113 D27-46 367 -332 1180 -6.8 18.6 2550 2400 39 114 E173 363 0 1204 -2.8 29.2 1721 1500 15 115 E2150 341 339 1183 7.2 29.1 1

27、731 1500 -38 116 E3221 305 636 1057 15.5 25.8 1729 1500 -84 117 E4284 255 901 848 22.4 20.1 1727 1500 -125 118 E5335 194 1090 596 26.7 13.5 1727 1500 -153 119 E6375 125 1223 290 29.5 5.5 1731 1500 -171 120 E7406 51 1290 -53 30.5 -3.4 1744 1500 -177 121 E8430 -26 1284 -382 29.7 -11.7 1762 1500 -170 1

28、22 E9397 -65 1241 -721 29.4 -20.9 1842 1500 -160 123 E10290 -65 1103 -1108 28.5 -31.4 2000 1500 -142 124 E11210 -65 867 -1226 23.7 -35.3 2007 1500 -115 125 E12130 -65 541 -1387 15.3 -40.4 2041 1500 -70 126 E1350 -65 219 -1467 6.4 -42.9 2060 1500 -29 127 E14-30 -65 -60 -1481 -1.1 -43.3 2063 1500 5 12

29、8 E15-110 -65 -337 -1446 -8.6 -42.3 2052 1500 39 129 E16-189 -65 -623 -1358 -16.1 -39.6 2027 1500 75 130 E17-270 -65 -840 -1242 -20.8 -36.3 1990 1500 100 131 E18-350 -65 -1070 -1051 -25.6 -30.7 1934 1500 130 132 E19-433 -38 -1222 -794 -27.7 -24.0 1856 1500 149 133 E20-411 39 -1295 -500 -30.5 -17.2 1

30、823 1500 170 134 E21-381 113 -1295 -201 -31.4 -10.1 1784 1500 179 135 E22-345 180 -1270 -98 -31.7 -9.0 1784 1500 181 136 E23-293 246 -1189 386 -30.9 4.6 1753 1500 179 137 E24-232 298 -1055 652 -28.8 11.7 1747 1500 165 138 E25-162 336 -866 883 -25.1 18.3 1745 1500 141 139 E26-86 361 -624 1063 -19.7 2

31、3.8 1741 1500 108 140 E27-7 370 -332 1181 -12.2 27.9 1736 1500 66 141 F10 870 0 1230 0.0 28.9 746 653 0 142 F2233 841 268 1201 1.4 13.9 1494 1450 -8 143 F3452 755 524 1115 6.3 28.7 749 653 -34 144 F4643 617 756 976 4.4 13.9 1498 1450 -26 145 F5795 437 953 791 13.6 27.8 759 653 -73 146 F6897 225 1105

32、 568 8.2 13.2 1504 1450 -48 147 F7980 4 1213 321 19.6 24.5 762 653 -107 148 F81025 -260 1277 58 9.9 12.2 1506 1450 -59 149 F9903 -260 1295 -211 30.9 3.7 763 653 -180 150 F10783 -260 1276 -480 18.8 -8.2 1547 1450 -111 151 F11662 -260 1255 -679 42.2 -25.4 976 653 -212 152 F12542 -260 1157 -931 23.0 -2

33、3.1 1712 1450 -126 153 F13421 -260 984 -1138 40.7 -45.5 1230 653 -160 154 F14301 -260 758 -1286 17.5 -34.0 1834 1450 -87 155 F15180 -260 512 -1396 26.9 -57.2 1352 653 -86 156 F1660 -260 251 -1462 7.5 -39.4 1893 1450 -35 157 F17-61 -260 -251 -1462 -16.3 -60.5 1382 653 48 158 F18-181 -260 -512 -1396 -

34、12.8 -37.4 1872 1450 62 159 F19-302 -260 -758 -1286 -35.0 -52.2 1299 653 123 160 F20-422 -260 -984 -1138 -21.2 -29.5 1786 1450 110 161 F21-543 -260 -1157 -931 -43.3 -36.8 1120 653 192 162 F22-663 -260 -1255 -679 -22.2 -15.0 1621 1450 128 163 F23-784 -260 -1276 -480 -37.0 -15.1 847 653 203 164 F24-90

35、4 -260 -1295 -211 -15.1 1.9 1503 1450 91 165 F25-1025 -260 -1277 58 -21.1 24.5 769 653 115 166 F26-980 4 -1213 321 -9.1 12.2 1502 1450 54 167 F27-897 225 -1105 568 -17.7 26.6 766 653 95 168 F28-795 437 -953 791 -6.2 13.6 1501 1450 37 169 F29-643 617 -756 976 -9.8 28.4 753 653 52 170 F30-452 755 -524

36、 1115 -2.8 13.9 1496 1450 17 171 F31-233 841 -268 1201 -3.1 28.8 746 653 16 6.3、鉆孔注漿6.3.1鉆孔注漿工藝流程鉆孔注漿工藝流程如圖4所示。6.3.2鉆孔 1）止?jié){墻采用C30素混凝土，首先鉆進(jìn)130孔并安裝孔口管。2）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)孔口管方向；3）利用多功能鉆機(jī)角度控制器對(duì)鉆桿角度進(jìn)行調(diào)整。4）采取分段前進(jìn)式注漿，每段長(zhǎng)度為510m，并根據(jù)鉆孔揭示地質(zhì)圍巖狀狀進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)在鉆孔過程中發(fā)生高壓突水等復(fù)雜地質(zhì)情況時(shí)，立即暫停止鉆進(jìn)，并采用微型攝像頭探錄已鉆孔孔壁地質(zhì)情況，并根據(jù)探明的情

37、況調(diào)整鉆孔參數(shù)，采取注漿封孔，然后再鉆下一段的方式進(jìn)行，直至設(shè)計(jì)孔深；5）鉆孔按先外圈，后內(nèi)圈，先下部后上部，由近到遠(yuǎn)的順序進(jìn)行。外圈孔，可先鉆底層孔，之后鉆上層孔，內(nèi)圈鉆孔與外圈孔一樣先下后上。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。6）鉆機(jī)開鉆時(shí)，開孔要低壓低速鉆進(jìn)，成孔后壓力可逐步上升。遇破碎帶和溶腔充填體時(shí)，改為低壓鉆進(jìn)，謹(jǐn)防卡鉆。6.3.3注漿根據(jù)青云山隧道溶腔的性質(zhì)，注漿采用分段前進(jìn)式注漿。分段前進(jìn)式注漿工藝是針對(duì)成孔困難、涌水量很大等特

38、殊地質(zhì)條件下的一種可行性較高的注漿技術(shù)，遇水即注漿，再掃孔，再注漿，直至設(shè)計(jì)孔深。注漿的原則是：1、在巖層破碎帶以填充滲透注漿為主。2、在溶腔充填物中以先填充注漿、后高壓劈裂注漿、再以滲透注漿為主。正式注漿前，先進(jìn)行注漿試驗(yàn)，以掌握漿液填充率、注漿量、漿液配比、漿液凝結(jié)時(shí)間、漿液的擴(kuò)散半徑、注漿終壓等參數(shù)，為后續(xù)注漿提供科學(xué)依據(jù)，確保注漿質(zhì)量。如圖5所示。圖5 分段前進(jìn)式注漿示意圖1）注漿準(zhǔn)備工作注漿管路連接：注漿管路連接見下圖6所示。圖6 注漿管路連接示意圖檢查注漿材料數(shù)量能否滿足連續(xù)注漿要求，如不能保證連續(xù)注漿要求，則要等備足材料后才能注漿。 要對(duì)注漿系統(tǒng)進(jìn)行壓水檢查，壓水壓力一般為設(shè)計(jì)注

39、漿壓力的1.2倍。以檢查各注漿機(jī)具的密封性和完好性，同時(shí)檢查攪拌機(jī)運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)問題立即解決，以避免在注漿過程中因機(jī)械故障而造成注漿中斷。如果采用止?jié){塞注漿時(shí)，必須檢查止?jié){塞的磨損程度，若發(fā)現(xiàn)止?jié){塞不能有效密封止?jié){，應(yīng)立即更換，以免從止?jié){塞返漿，凝固后使注漿芯管無(wú)法拔出，影響正常施工。安裝止?jié){塞 在一般水壓的鉆孔中，止?jié){塞采用人力或通過機(jī)械幫助能夠送入孔中的情況下，盡可能采用機(jī)械膨脹式止?jié){塞。當(dāng)靜水頭很高時(shí)，普通的止?jié){塞難以送入孔中，必需選用小直徑高膨脹水壓式或氣壓止?jié){塞。止?jié){塞的耐壓強(qiáng)度應(yīng)大于6MPa，安裝時(shí)用鉆機(jī)送入孔中止?jié){位置，加力膨脹。通過中心管向地層注漿。壓水試驗(yàn) 注漿系統(tǒng)檢測(cè)合格后

40、，立即轉(zhuǎn)入壓水試驗(yàn)。按一個(gè)壓力階段進(jìn)行全孔壓水試驗(yàn)，壓力零點(diǎn)為靜水壓力（在有涌水的情況下）。先觀察靜止水壓，一分鐘一次，當(dāng)連續(xù)三次壓力變化幅度均小于壓力平均值的1%時(shí)，則最后一次即為靜水壓。然后進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)每2分鐘同時(shí)記錄一次壓入水量和壓力值，直至達(dá)到穩(wěn)定，穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為連續(xù)4次觀測(cè)值的變化幅度均小于平均值的1%。壓水試驗(yàn)過程應(yīng)按規(guī)定格式詳細(xì)紀(jì)錄，根據(jù)地層的滲透性能確定注漿配合比。壓水試驗(yàn)結(jié)束后即打開泄?jié){閥，將水放出，準(zhǔn)備注漿。2）漿液配制單液水泥漿 先在攪拌機(jī)內(nèi)放入定量清水進(jìn)行攪拌，然后放入水泥，連續(xù)攪拌3分鐘即可。雙液漿 水泥漿的配制同上，水玻璃漿的配制方法是先在攪拌桶內(nèi)放入濃水玻璃，然后

41、再加入清水，采用波美度計(jì)進(jìn)行測(cè)試，將濃水玻璃配制為40Be,的標(biāo)準(zhǔn)濃度水玻璃液，在加水的同時(shí)不斷的攪拌。兩種漿液通過注漿機(jī)在混合器處混合后進(jìn)入地層。水泥水玻璃雙液漿中水泥漿越濃，水泥漿與水玻璃漿的比值越大，則凝膠時(shí)間越短，一般在幾秒到數(shù)分鐘；若要縮短或增長(zhǎng)凝膠時(shí)間，可加入速凝劑或緩凝劑，可調(diào)范圍十幾秒至幾十分鐘。其膠凝時(shí)間與水泥品種、水泥漿水灰比、水玻璃溶液濃度、水玻璃溶液與水泥漿的體積比等因素有關(guān)，如表2和圖7所示。表2 水泥-水玻璃漿液不同條件下的膠凝時(shí)間（M=3.0）水玻璃濃度(水泥漿：水玻璃)Be,=30Be,=35Be,=40W:C(重量比)1：0.527”29”34”0.6：11：

42、1.050”56”107”1：0.531”37”42”0.8：11：1.056”112”132”1：0.550”47”52”1.0：11：1.0112”126”152”圖 7 水泥漿與水玻璃漿液不同體積比的膠凝時(shí)間關(guān)系圖根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，在保證漿液可灌性和有效擴(kuò)散距離前提下，應(yīng)根據(jù)滲漏水情況、節(jié)理裂隙發(fā)育情況合理選用漿液配比，并同時(shí)在實(shí)際施工中根據(jù)吸漿量和注漿壓力適時(shí)做以調(diào)整。制漿注意事項(xiàng)為保證漿液質(zhì)量，配料時(shí)制漿材料必須計(jì)量準(zhǔn)確，水泥等固體材料采用重量稱量法，水、水玻璃等液體材料采用體積稱量法，其中水、水泥、超細(xì)水泥、水玻璃稱量誤差不應(yīng)大于5%。嚴(yán)格按順序加料，有外加劑的漿液中，

43、外加劑未完全溶解，不得加入水泥，攪拌時(shí)不得將繩頭、紙片等雜物帶入攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌后的漿液必須經(jīng)篩網(wǎng)過濾后方可進(jìn)入注漿機(jī)。攪拌時(shí)間不得少于3min，以免漿液攪拌不勻。雙漿液的制漿量應(yīng)保證注漿機(jī)能連續(xù)作業(yè)。3）注漿對(duì)于圍巖較好，涌水壓力較小的注漿孔，可采用止?jié){塞放入孔中直接進(jìn)行注漿?？咨畲笥?m的鉆孔，注雙液漿時(shí)應(yīng)考慮分段注入。對(duì)于巖層較差成孔困難或水壓力較大的注漿孔，可將注漿芯管焊在法蘭盤上，再安裝在孔口管法蘭盤上，進(jìn)行注漿，其孔口注漿示意圖如圖8所示。圖8 孔口管注漿示意圖對(duì)于巖石破碎或因涌水量較大的孔身地段，為了提高注漿的穩(wěn)定性，確保擴(kuò)散半徑，均利用孔口管為導(dǎo)向鋼管采用分段前進(jìn)式注漿，在該注漿

44、段完成注漿后，掃孔鉆進(jìn)至下一段，然后注漿。如此往復(fù)，直到設(shè)計(jì)深度。注漿壓力的控制開泵前旋轉(zhuǎn)壓力調(diào)節(jié)旋鈕將油壓調(diào)在要求的表刻度上，隨注漿阻力的增大，泵壓隨之升高，當(dāng)達(dá)到調(diào)定值時(shí)，自動(dòng)停機(jī)。對(duì)于不能預(yù)先設(shè)定壓力值的注漿，在壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)，要打開泄?jié){閥減壓。注漿泵流量的控制注漿泵流量大小通過調(diào)整注漿機(jī)的運(yùn)行速度來(lái)控制。凝膠時(shí)間的控制通過變換水泥漿和水玻璃的濃度以及水泥漿與水玻璃的比例，均可以調(diào)整雙液漿的凝膠時(shí)間，為保證膠凝時(shí)間的準(zhǔn)確，每變換一次濃度或配比時(shí)，需要取樣實(shí)配，并測(cè)定其凝膠時(shí)間；同時(shí)在泄?jié){口接混合后測(cè)定實(shí)注雙液漿的凝膠時(shí)間，避免異常情況發(fā)生。注漿方法：注漿時(shí)總體采用先單液后雙液或單雙液間

45、歇時(shí)間進(jìn)行控制；漿液先稀后濃逐級(jí)變換，注漿量先大后小，注漿壓力由底到高的原則進(jìn)行。注漿時(shí)存在以下情況：如果進(jìn)漿量和注漿壓力穩(wěn)步上升，當(dāng)注漿壓力和注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)值的80%-90%后，可選擇：1：10.8：1的雙液漿封孔，以縮短下一階段的掃孔間隔時(shí)間。如果注漿開始后，注漿壓力上升很快，達(dá)到5MPa以上時(shí)，其原因可能是巖體裂隙較小，進(jìn)漿較慢，可改用進(jìn)漿量小的注漿泵，連續(xù)注單液水泥漿直至封孔。如果注漿過程中，注漿壓力較低，進(jìn)漿量很大，且長(zhǎng)時(shí)間壓力不上升時(shí)，則先注水泥單液漿68小時(shí)，間歇注漿，然后間歇注水泥水玻璃雙液漿，直至注漿壓力上升至5MPa以上即封孔，但停注時(shí)間不能超過漿液凝膠時(shí)間；或者注單液漿時(shí)

46、在漿液里摻入一定量的速凝劑（按配合比：漿液凝膠時(shí)間在28分鐘以上），直至壓力升高至5MPa以上即封孔。6.3.4注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)1）單孔結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)注漿壓力和注漿量來(lái)控制。一般采用定壓注漿。當(dāng)注漿壓力逐步升高，達(dá)到設(shè)計(jì)終壓并繼續(xù)注漿10min以上，可結(jié)束本孔注漿；單孔注漿量與設(shè)計(jì)注漿量大致相同，注漿結(jié)束時(shí)的進(jìn)漿量小于5 L/min，可結(jié)束本孔注漿。注漿結(jié)束時(shí)，應(yīng)先打開泄?jié){管閥門，再關(guān)閉進(jìn)漿管閥門并汲清水將注漿管路沖洗干凈后方可停機(jī)。2）全段結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)注漿結(jié)束后，每循環(huán)注漿應(yīng)選取35個(gè)孔作為檢查孔，以判斷注漿效果，檢查孔鉆取巖芯，漿液充填飽滿，注漿結(jié)石體7天單軸抗壓強(qiáng)度不小于5MPa；漿液

47、有效注入范圍大于設(shè)計(jì)值。注漿結(jié)束后，單孔涌水量小于0.2L/min.m，隧道開挖后容許滲水量應(yīng)小于2.5 L/min.m。注漿結(jié)束后，由監(jiān)理單位按照上述標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)注漿效果組織檢查評(píng)定并形成書面報(bào)告。評(píng)定不合格應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充注漿，直到檢驗(yàn)合格。每次注漿均須經(jīng)監(jiān)理單位組織評(píng)估合格后方可進(jìn)入開挖施工。若在開挖后涌水量大于允許涌水量，則采用開挖后徑向注漿進(jìn)行補(bǔ)充注漿。6.4徑向注漿施工措施針對(duì)該斷層地段，若在開挖后仍有巖面出現(xiàn)較大滲水需要堵水的時(shí)，采用3m徑向注漿進(jìn)行圍巖固結(jié)，注漿孔環(huán)向間距1.8m，縱向間距2.6m，注漿擴(kuò)散半徑為2m，孔口管采用50無(wú)縫鋼管（=3.5mm）長(zhǎng)度為1m，孔口采用閘閥作為止

48、漿措施，注漿漿液采用水泥漿液，漿液水灰比根據(jù)試驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)確定，注漿壓力為0.51.0MPa。徑向注漿布置如圖8所示。圖 8 徑向注漿布置圖6.4.1 注漿原則針對(duì)漏水影響段的滲漏水情況，并結(jié)合節(jié)理裂隙發(fā)育情況，合理選擇漿液配比，以確保灌入漿液有效的擴(kuò)散半徑，擴(kuò)散半徑控制在3m以內(nèi)，混合漿液初凝時(shí)間控制在2min以內(nèi)。注漿孔位布置應(yīng)遵循“分段，分批，逐步加密”的原則，針對(duì)不同的滲漏情況布設(shè)中深、淺孔，中深孔排水降壓，淺孔注漿；注漿時(shí)應(yīng)遵循“先外后內(nèi)、先稀后濃”的原則，即施工先從影響區(qū)邊緣向中心逐段逼近，灌注漿液濃度應(yīng)由稀逐漸變濃。6.4.2 注漿工藝1、作業(yè)方式：注漿方式采用全孔一次性壓入或間歇式壓入進(jìn)行，便于漿液控制，必須采用雙液注漿機(jī)進(jìn)行注漿，不得采用兩臺(tái)單液注漿機(jī)替代。2、注漿壓力：采用“分級(jí)升壓法”進(jìn)行注漿壓力控制，開始注漿時(shí)，不宜將壓力升至過高，而應(yīng)由低到高逐漸提高，注漿壓力一般控制出水點(diǎn)壓力的23倍范圍內(nèi)，根據(jù)對(duì)滲水段的水頭壓力的估計(jì)值為0.7MPa,因此，注漿壓力可取1.52.0 MPa