周邊超前帷幕注漿技術(shù)

1、（二）周邊超前帷幕注漿技術(shù)1施工設(shè)計(jì)為了防止海底一般地段隧道開挖以后，圍巖本身存在的裂隙和在 隧道應(yīng)力場重新分布以后產(chǎn)生細(xì)小裂隙，在應(yīng)力的誘導(dǎo)作用下，造成 擴(kuò)張，裂隙通道被海水軟化，地下水滲漏，隧道開挖施工前必要時(shí)對(duì) 隧道開挖輪廓線周邊進(jìn)行帷幕注漿封堵。周邊帷幕注漿斷面布置見圖 7-1所示。200 0圖7-1周邊帷幕注漿斷面布置見2注漿參數(shù)選擇注漿范圍：隧道開挖輪廓線外5m范圍，注漿段長：每循環(huán)長20m，開挖17m，注漿壓力：1.52MPa，注漿材料：超細(xì)水泥、水玻璃3周邊帷幕注漿實(shí)施原則周邊帷幕注漿主要適用于節(jié)理、裂隙發(fā)育、富含地下水的地層 中，它的主要目的是封堵基巖裂隙水，以及爆破震動(dòng)可能

2、引起的裂隙 張開，施工時(shí)根據(jù)超前鉆孔以及掌子面圍巖滲漏狀況確定是否采用全 斷面或周邊帷幕注漿。（三）地層固結(jié)徑向注漿注漿方案選擇的合理與否對(duì)施工速度和施工進(jìn)度會(huì)造成很大影 響。實(shí)施全斷面超前預(yù)注漿要占用掌子面，這樣掌子面就開挖緩慢， 而實(shí)施開挖后徑向注漿基本不會(huì)對(duì)掌子面開挖形成影響，因而當(dāng)施工 環(huán)境適合徑向注漿時(shí)應(yīng)選擇徑向注漿措施。確定實(shí)施徑向注漿方案條件的目前最可靠方法是超前探孔。通過 利用超前探孔，判定水流方向，測算總涌水量，確定裂隙發(fā)育段和裂 隙發(fā)育度，從而判析出前方地層在開挖后是否能夠自穩(wěn)，是否存在著 大量涌水、涌砂的可能，是否能保證涌出水量不會(huì)對(duì)施工造成太大的 影響，并確定在開挖施工

3、完成后是否能對(duì)涌水量進(jìn)行控制。徑向注漿適用于當(dāng)前方地層為富水巖體裂隙構(gòu)造時(shí)，只要總涌水量不超過30mh，那么將不會(huì)對(duì)正常開挖施工造成太大影響，完全可以通過采取徑向注漿措施進(jìn)行注漿堵水。1設(shè)計(jì)參數(shù)徑向注漿是在隧道開挖完成后實(shí)施的，它垂直于開挖輪廓線環(huán)向 布設(shè)巾42注漿鉆孔。注漿鉆孔呈梅花型布置，開孔間距1.5m，排距 3m。根據(jù)圍巖狀況，當(dāng)圍巖條件較好時(shí)，可不安設(shè)注漿小導(dǎo)管，直 接采用TSS止?jié){系統(tǒng)進(jìn)行注漿施工；當(dāng)圍巖條件較差時(shí)，應(yīng)進(jìn)行注漿 小導(dǎo)管的安設(shè)，利用注漿小導(dǎo)管進(jìn)行注漿施工，加固圍巖，以達(dá)到抗 水壓要求。徑向注漿設(shè)計(jì)如圖7-2所示。圖7-2注漿孔橫斷面布設(shè)圖徑向注漿設(shè)計(jì)參數(shù)見表7-1所示

4、。表7-1徑向注漿設(shè)計(jì)參數(shù)表序號(hào)名稱設(shè)計(jì)參數(shù)1加固厚度B=0.20.5D 或 5m2注漿材料普通水泥單液漿、超細(xì)水泥單液漿、HSC漿（或TGRM漿）3擴(kuò)散半徑/m124環(huán)向間距/m235縱向間距/m126布孔方式全環(huán)梅花型布置7注漿終壓23 (MPa)8注漿速度2050 (L/min)注：1、B加固厚度（m）。2、D快挖斷面寬度（m）。2材料選擇徑向注漿作為工程結(jié)構(gòu)的一部分，它起到加固堵水和抗水壓的作 用，因而在選擇徑向注漿材料時(shí)一定要綜合考慮注漿材料的耐久性、 高強(qiáng)性以及收縮性和無污染性。目前國內(nèi)外常用的注漿材料可基本分為水泥基漿液和非水泥基 漿液。水泥基漿液是指以水泥為基本主要材料所配制的

5、漿液。常用的 有普通水泥單液漿、超細(xì)水泥單液漿、以及目前新推廣應(yīng)用的HSC 漿和TGRM漿。非水泥基漿液是指水泥基漿液以外的其它注漿材料， 例如普通水泥-水玻璃雙液漿、改性水玻璃、環(huán)氧樹脂等。對(duì)于非水 泥基漿液的耐久性，只要經(jīng)過充分化學(xué)反應(yīng)，生成凝膠的不易再繼續(xù) 發(fā)生反應(yīng)的化合物時(shí)則漿液本身已具有耐久性，在動(dòng)水壓作用下，劈 裂脈之間的夾層泥、砂被水逐漸沖擊，形成“滲透一流水一涌水”， 從而形成大量破壞，涌水的發(fā)展將漿液主脈沖出。因而，只要地層注 漿機(jī)理是劈裂作用，如果產(chǎn)生滲透水后置之不理，就有可能產(chǎn)生這一 破壞現(xiàn)象，解決或避免這一破壞現(xiàn)象的主要方法是加密注漿孔數(shù)，加 入鋼管形成支護(hù)構(gòu)架，采用超

6、細(xì)型材料形成主脈下滲透，注漿過程中 采用低壓力，小流量使主脈厚度減小。這樣只要能形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)體 系，支護(hù)后實(shí)施徑向補(bǔ)強(qiáng)注漿，真正做到初支不滲漏，二襯無水，不 使水形成動(dòng)水，那么地層越不容易被破壞。徑向注漿應(yīng)盡量采用高濃度漿液配比，以提高漿液的抗壓和抗剪 能力，減少漿液的收縮率。同時(shí)在選擇漿液配比時(shí)，又要充分考慮漿 液的可注性和可操作性要求，根據(jù)以往注漿施工經(jīng)驗(yàn)和室內(nèi)漿液試配結(jié)果，徑向注漿材料配比參數(shù)如表7-2所示。表7-2徑向注漿材料配比表序 號(hào)漿液名稱原材料要求宜選擇配比（水灰比）1普通水泥單液漿（簡稱C漿）PO32.5R以上普通硅酸鹽水泥0.6:1 0.8:1 22超細(xì)水泥單液漿（簡稱M

7、C 漿）MC-20細(xì)度以下超細(xì)水泥0.6:1 0.8:13HSC單液漿（簡稱HSC漿）HSC材料1:14TGRM單液漿（簡稱T漿）TGRM-H型材料1:1采用選擇的配比參數(shù)配制漿液進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如表7-3 所示。表7-3徑向注漿材料性能試驗(yàn)結(jié)果表材料名稱普通水泥單液漿超細(xì)水泥單液漿HSC單液漿TGRM單液漿原材料名稱PO32.5R普硅水泥MC-20超細(xì)水泥HSC材料TGRM-H材料漿液配比（水灰比）0.6:10.8:10.6:10.8:11:11:1凝結(jié)時(shí)間初凝16h24h1h20min2h30min30min終凝21h48h9h12h30min30min抗壓強(qiáng)度（MPa）8h10.1

8、1d4.412.36.43d7.11.58.91.312.88.37d113.920.57.016.89.628d20.51024.217.119.912.490d2317.829.223.620.713.8抗折強(qiáng)度（MPa）8h1.81d1.42.01.93d2.30.82.80.71.02.37d3.31.83.62.41.32.328d5.03.05.64.11.33.190d5.74.45.14.91.11.8試件收縮 率-3.34%-6.3%-1.79%-6.7%2.2%0.42%注：1.初凝時(shí)間以漿液不流動(dòng)為止，終凝以漿液有強(qiáng)度、固化，可以脫模為止。2.試件脹縮 率正值指試件膨脹，

9、負(fù)值指試件收縮。徑向注漿材料性能特點(diǎn)及施適應(yīng)范圍見表7-4。表7-4徑向注漿材料性能特點(diǎn)及施工范圍材料名稱優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)使用范圍普通水泥單液漿膠時(shí)間長，具有 較長的可注期。 注漿時(shí)能夠得到 較大的注漿量和 注漿加固范圍。具有極高的抗壓、 抗剪強(qiáng)度，能得到較 好的徑向注漿加固效 果。單價(jià)低。初凝時(shí)間長，易被 地下水稀釋，影響其 凝膠化性能和強(qiáng)度， 因而不宜在水壓高、 水量大的條件下采 用。顆粒粗，在微小裂 隙條件下注漿困難。收縮率較大，不宜 在對(duì)防水等級(jí)要求很 高的條件下采用。適用于水量小、低水 壓、寬裂隙的地質(zhì)條 件下徑向注漿。超細(xì)水泥單液漿凝時(shí)間較長，具 有良好的可注 期，能夠得到大 的注漿量和注

10、漿 加固范圍。固結(jié)體抗壓、抗剪 強(qiáng)度極高，能得到最 好的注漿加固效果。顆粒細(xì)，在地層 中，特別是砂層中能 得到其它漿液終凝時(shí)間較長，受 地下水稀釋影響，對(duì) 其凝膠化性能會(huì)產(chǎn)生 影響，因而在水壓高、 水量大條件下會(huì)有一 定的漿液損失。單價(jià)高。略有收縮性，不宜 采用大水灰比進(jìn)行注 漿加固施工。適宜于各種地層的徑 向注漿加固。HSC漿和TGRM漿具有較好的抗分 散性、能有效地控制 注漿區(qū)域，適宜在水 流量大的條件下注漿 施工。早期強(qiáng)度高，對(duì)抑 制地層變形有較好的效果。具有膨脹性，注漿 后堵水效果好，不會(huì) 產(chǎn)生滲透水現(xiàn)象。度大，初凝時(shí)間 短，易堵管。粘度大，在微小 裂隙和小空隙率 地層中注入困 難。適

11、宜于水量大的徑向注漿堵水施工3注漿方式徑向注漿采用全孔一次性注漿方式進(jìn)行施工。當(dāng)?shù)貙恿严恫惶l(fā)育時(shí)，徑向注漿管可采用自進(jìn)式錨桿，或鉆孔后下入注漿花管進(jìn)行注漿施工；當(dāng)?shù)貙恿严侗容^發(fā)育時(shí)，或在斷層破 碎帶及風(fēng)化槽段，徑向注漿要求很高，因而宜采用TSS管（即單向袖 閥式注漿管）結(jié)構(gòu)，以減少或防止注漿施工中串漿的發(fā)生，從而提高 徑向注漿加固效果。4注漿工藝徑向注漿采用注漿花管（必要時(shí)采用TSS管）進(jìn)行全孔一次性注 漿。注漿管采用巾42mm、6=3mm焊接鋼管加工制作。注漿順序宜 按兩序孔進(jìn)行，即先跳孔跳排注單序孔，然后注剩下的二序孔。這樣， 通過實(shí)施約束型注漿模式，實(shí)現(xiàn)擠壓密實(shí)的注漿目的。徑向注漿施工 工藝流程如圖7-3所示。5注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)控制一序孔注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)以定量定壓相結(jié)合為原則進(jìn)行控制。注漿施 工過程中，以定壓為第一控制原則，如果長時(shí)間注漿壓力不上升，應(yīng) 將注漿材料調(diào)整為HSC單液漿，然后按定量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行注漿控制；二序 孔注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)以必須達(dá)到設(shè)計(jì)注漿終壓為原則進(jìn)行控制。根據(jù)地勘報(bào)告反映，場地內(nèi)無地表水體通過，巖層中主要以季節(jié) 性地表雨水和層間裂隙水為主。根據(jù)現(xiàn)場反映，基礎(chǔ)施工時(shí)場地內(nèi)確無地表水，只