隧道注漿施工工藝及質(zhì)量控制要點(diǎn)

1、京沈京冀客專VII標(biāo)段二工區(qū) 黃雅明隧道注漿施工工藝及質(zhì)量控制要點(diǎn)注漿技術(shù)在近幾十年來獲得迅猛發(fā)展，注漿施工技術(shù)已在多個(gè)領(lǐng)域得到了很大的發(fā)展。隧道徑向注漿主要解決隧道內(nèi)涌水量大、降低排水壓力、保護(hù)地表周圍生態(tài)環(huán)境，提高圍巖承載力為目的；通過孟村隧道一號斜井的實(shí)際施作效果來看，它能有效的改善圍巖的穩(wěn)定性，提高圍巖承載力，達(dá)到堵水的目的，從而達(dá)到確保施工安全、施工工期，改善施工環(huán)境的目的。注漿技術(shù)在近幾十年來獲得迅猛發(fā)展，注漿施工技術(shù)已在多個(gè)領(lǐng)域得到了很大的發(fā)展。隧道徑向注漿主要解決隧道內(nèi)涌水量大、降低排水壓力、保護(hù)地表周圍生態(tài)環(huán)境，提高圍巖承載力為目的；通過孟村隧道一號斜井的實(shí)際施作效果來看，它

2、能有效的改善圍巖的穩(wěn)定性，提高圍巖承載力，達(dá)到堵水的目的，從而達(dá)到確保施工安全、施工工期，改善施工環(huán)境的目的。 一、簡介2.1技術(shù)要求：（1）隧道洞口500m范圍暗挖段拱墻采用防寒徑向注漿填充圍巖裂隙，封堵地下水，達(dá)到不滲水狀態(tài)，以防止凍害發(fā)生。（2）在水量豐富，導(dǎo)水性好的斷層破碎帶等地段圍巖自穩(wěn)能力較差，施工過程中可能產(chǎn)生突水、突泥，可采取超前周邊注漿。（3）在一般地段裂隙水較發(fā)育、圍巖涌水量超過允許排放量、施工中圍巖可自穩(wěn)時(shí)，宜采用開挖后圍巖徑向注漿等措施。（4）注漿前應(yīng)進(jìn)行壓水試驗(yàn)，據(jù)此修正注漿參數(shù)。二、施工工藝2.2施工程序及工藝流程：2.2.1徑向注漿施工程序：施工準(zhǔn)備鉆孔下注漿管注

3、漿逐孔檢查注漿效果補(bǔ)充注漿結(jié)束達(dá)到設(shè)計(jì)要求未達(dá)到設(shè)計(jì)要求施工準(zhǔn)備鉆孔下注漿管徑向注漿配制漿液補(bǔ)充注漿單孔注漿效果檢查結(jié)束徑向注漿施工工藝流程圖2.2.2超前周邊前進(jìn)式分段注漿施工程序： 施工準(zhǔn)備封閉工作面施作止?jié){墻開孔、安設(shè)孔口管分階段鉆孔注漿。超前周邊前進(jìn)式分段注漿施工工藝流程圖2.2.2超前周邊后退式分段注漿施工程序：施工準(zhǔn)備封閉工作面施作止?jié){墻開孔并安設(shè)孔口管鉆孔并頂入注漿管設(shè)置止?jié){塞分階段注漿超前周邊后退式分段注漿施工工藝流程圖3.1拱墻防寒徑向注漿和全環(huán)徑向注漿3.1.1 注漿管的制作孔口管按設(shè)計(jì)制作長1.0m，采用50mm，壁厚3.5mm的熱軋無縫鋼管。3.1.2 測孔定位注漿范圍

4、為開挖輪廓線外3m，注漿孔按漿液擴(kuò)散半徑2m設(shè)計(jì)，孔位布置如下：孔口環(huán)向間距約200cm,孔底環(huán)向間距約280cm，縱向間距200cm，注漿孔呈梅花形布置。拱墻防寒徑向注漿正面布置圖全環(huán)徑向注漿正面布置圖注漿平面布置圖注漿縱斷面布置圖3.1.3 鉆孔、掃孔、安管、注漿按設(shè)計(jì)位置、孔徑、孔深鉆孔（采用風(fēng)鉆開孔，鉆頭直徑52mm），并鉆完全部注漿孔后，進(jìn)行清孔。用錘子把孔口管打入孔內(nèi)，應(yīng)埋設(shè)牢固，并安裝好止?jié){塞。注漿前應(yīng)進(jìn)行壓水試驗(yàn)，據(jù)此修正注漿參數(shù)。注漿過程中應(yīng)加強(qiáng)洞內(nèi)外觀察，發(fā)生竄漿，圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)、地表出現(xiàn)異常情況時(shí)，應(yīng)調(diào)整注漿工藝或方案。鉆孔注漿順序應(yīng)由下往上、由少水處到多水處，隔孔鉆注。

5、設(shè)計(jì)注漿參數(shù)為：A、水泥漿液水灰比：1:1；B、注漿壓力1.01.5MPa；3.1.4 注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)單孔結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：a.注漿壓力逐步升高至設(shè)計(jì)終壓，并穩(wěn)定10分鐘；b.注漿量不小于設(shè)計(jì)注漿量。全段結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：a.所有注漿孔均已符合單孔結(jié)束條件，無漏漿現(xiàn)象；b.漿液有效注入范圍大于設(shè)計(jì)值。3.2 超前周邊注漿3.2.1 注漿孔位布置超前周邊預(yù)注漿就是要使?jié){液擴(kuò)散到注漿深孔周邊預(yù)注漿范圍內(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。超前周邊注漿縱斷面布置圖超前周邊注漿橫斷面布置圖分段前進(jìn)式注漿示意圖分段后退式注漿示意圖3.2.2 注

6、漿方式注漿順序?yàn)橄葍?nèi)圈孔后外圈孔，先無水孔后有水孔。同一圈孔間隔施工。裂隙發(fā)育破碎難以成孔的巖層、注漿可采用分段前進(jìn)式注漿；圍巖局部破碎，但可以成孔的巖層，注漿可采用分段后退式注漿。3.2.3 注漿參數(shù)1、注漿開孔直徑110mm，長度為3m，孔洞剩余部分直徑為91mm，詳見圖10 注漿鉆孔結(jié)構(gòu)圖；2、單孔有效擴(kuò)散半徑為3.0m；3、注漿范圍為隧道開挖輪廓線外5m；4、注漿壓力：注漿壓力是注漿的主要參數(shù)，它對漿液的擴(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，巖石地層注漿壓力應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)條件合理確定，宜比靜水

7、壓力大0.5 MPa至1.5MPa。注漿鉆孔結(jié)構(gòu)圖5、漿液的注入量：指單孔注入量，假設(shè)漿液在地層中均勻擴(kuò)散。公式為：Q=R2Ln式中：Q單孔注漿量（m3）；R漿液擴(kuò)散半徑（m）取3m；L注漿孔長（m）；n地層的裂隙（），取23%；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。6、注漿材料:水泥漿液；水泥采用425號普通硅酸鹽水泥，水泥漿水灰比=0.81:1。3.2.4 封閉作業(yè)面施作止?jié){墻為防止未注漿段地下水涌向作業(yè)面及注漿時(shí)跑漿，注漿起始處掌子面前方5m范圍采用42mm,壁厚3.5mm的鋼花管進(jìn)行注漿形成止?jié){巖盤。鋼花管長5m,間距1.5m,梅花形布置。掌子面掛

8、網(wǎng)噴射20cm厚C25混凝土封閉，鋼筋網(wǎng)直徑8mm，網(wǎng)格間距2020cm。后每一循環(huán)注漿長度為30m，開挖25m，保留5m長止?jié){巖盤。設(shè)止?jié){墻時(shí)，止?jié){墻施作位置及結(jié)構(gòu)形式根據(jù)現(xiàn)場情況和堵水方式確定，厚度5m。止?jié){墻應(yīng)嵌入巖體并設(shè)置適量的徑向錨桿，施工時(shí)在周邊預(yù)埋注漿管并注漿填充空隙。鉆孔注漿施工應(yīng)在止?jié){墻強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)的75%以上后進(jìn)行。3.2.4 埋設(shè)孔口管固結(jié)牢固密實(shí)，保證不漏漿、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：先用鉆機(jī)（鉆頭直徑110mm）鉆3m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)注水泥漿固結(jié)?？卓诠芷鹬鴮?dǎo)向作用，鉆孔

9、安裝時(shí)要控制好外插角度。3.2.5 鉆孔根據(jù)用途，選用合適的鉆機(jī)。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，移動鉆機(jī)，將鉆頭對準(zhǔn)所標(biāo)孔位。注漿鉆孔作業(yè)應(yīng)符合下列要求：1、鉆孔順序宜根據(jù)注漿目的合理安排。2、注漿長度和深度應(yīng)按設(shè)計(jì)要求并視水文地質(zhì)情況合理安排。3、鉆機(jī)安裝應(yīng)平穩(wěn)，鉆桿中心線與設(shè)計(jì)注漿孔中心線應(yīng)吻合，鉆孔作業(yè)中應(yīng)經(jīng)常檢查、校正鉆桿方向。鉆孔孔底偏差值應(yīng)符合下表的規(guī)定。注漿鉆孔孔底偏差標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng)目注漿孔檢查孔其他孔允許偏差1/40L1/80L1/60L4、應(yīng)根據(jù)水文、地質(zhì)情況明確孔口管的埋設(shè)時(shí)機(jī)，并做好施工記錄?？卓诠芎妥{管宜在鉆孔2m

10、后安裝；涌水量大、壓力高的地段應(yīng)先設(shè)置帶閘閥的孔口管。設(shè)置止?jié){墻時(shí)，孔口管埋入止?jié){墻深度根據(jù)最大注漿壓力確定。3.2.6 注漿施工準(zhǔn)備泵站的布置：泵站布置應(yīng)考慮緊湊、操作方便、有利于通風(fēng)防塵，并盡量靠近工作面，場地狹窄時(shí)可采用移動式泵站。管路連接可參照圖8進(jìn)行連接。壓水試驗(yàn)：注漿施工應(yīng)通過壓水試驗(yàn)測定巖層的吸水性和滲透性，同時(shí)沖洗鉆孔，檢查止?jié){塞效果和注漿管路是否有跑、漏水現(xiàn)象。3.2.7 制漿選用JQ350水泥漿攪拌機(jī)作為制漿設(shè)備，為了保證漿液的均勻性和在注漿間隙時(shí)不沉淀，另自行加工攪拌儲漿桶兩臺，容量1立方米，采用立式電動機(jī)和擺線針輪式減速器，用支架倒立于儲漿桶上，通過聯(lián)軸節(jié)將動力直接傳給

11、攪拌軸。為了方便吸漿，在儲漿桶外側(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11mm網(wǎng)篩過濾，放入攪拌機(jī)進(jìn)行二次攪拌，確保漿液均勻。3.2.8 注漿注漿采用KBY系列雙液注漿泵（適用單、雙液注漿），注漿泵的最大壓力能達(dá)到設(shè)計(jì)壓力的1.52.0倍。（設(shè)計(jì)壓力根據(jù)水文地質(zhì)條件確定，比靜水壓力大0.5MPa1.5MPa）。注漿作業(yè)應(yīng)符合下列要求：（1）注漿材料按照配合比準(zhǔn)確計(jì)量，嚴(yán)格按順序加料，拌合后的漿液應(yīng)經(jīng)篩網(wǎng)過濾后方可進(jìn)入注漿機(jī)。（2）注漿應(yīng)設(shè)置止?jié){塞，止?jié){塞可采用氣囊、水囊或橡膠止?jié){塞，并能承受注漿終壓的要求。（3）注漿過程中應(yīng)做好施工

12、記錄，包括孔位、孔徑、孔深、漿液配合比、注漿壓力、注漿量、跑漿、竄漿等內(nèi)容。當(dāng)注漿施工中出現(xiàn)異常情況時(shí)，應(yīng)采取下列方法進(jìn)行處理： （1）鉆孔過程中遇見突泥、突水情況，立即停鉆，并進(jìn)行注漿處理。 （2）局部漏漿跑漿可用麻絲填塞裂隙、調(diào)整漿液配合比、縮短凝膠時(shí)間、淺孔注漿固結(jié)等方式處理。 （3）注漿壓力突然升高，應(yīng)暫停注漿，檢查管路是否堵塞、壓力表有無故障。 （4）進(jìn)漿量大、壓力長時(shí)間不升高時(shí)，可采用加大漿液濃度，降低注漿壓力、添加纖維材料或間歇等方法處理。3.2.9 注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)單孔結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：a.注漿壓力逐步升高至設(shè)計(jì)終壓，并穩(wěn)定10分鐘；b.注漿量不小于設(shè)計(jì)注漿量的80%；c.進(jìn)漿速度為開始進(jìn)

13、漿速度的1/4。全段結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：a.所有注漿孔均已符合單孔結(jié)束條件，無漏漿現(xiàn)象；b.漿液有效注入范圍大于設(shè)計(jì)值。3.2.10 注漿后效果檢查1、鉆孔檢查法：按總注漿孔的5%至10%設(shè)置檢查孔，檢查孔應(yīng)在均勻布置的原則下，結(jié)合注漿資料分析布設(shè)，檢查孔應(yīng)無涌泥，涌沙，不塌孔；滲水量應(yīng)少于0.2L/（minm）或少于設(shè)計(jì)涌水量，否則予以補(bǔ)注；2、鉆孔取芯法：通過鉆孔取芯觀察地層的注漿加固效果；3、壓水試驗(yàn)法：對檢查孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)，當(dāng)吸水量大于1L/（minm）時(shí)，必須進(jìn)行補(bǔ)充注漿。四、質(zhì)量控制及檢驗(yàn)4.1 質(zhì)量控制1、注漿過程中應(yīng)根據(jù)地質(zhì)和設(shè)計(jì)要求等控制注漿壓力。2、注漿結(jié)束后應(yīng)檢查其效果，不合格者應(yīng)

14、補(bǔ)漿。檢查合格后注漿鉆孔及檢查孔應(yīng)封堵密實(shí)。3、注漿所采用水泥的檢驗(yàn)應(yīng)符合通用硅酸鹽水泥（GB175）的規(guī)定。4、漿液配合比設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定并符合設(shè)計(jì)要求。5、注漿效果符合設(shè)計(jì)要求。檢查孔的設(shè)置和日均出水量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。6、注漿孔間距、孔深及鉆孔偏斜率允許偏差應(yīng)符合規(guī)定。7、單孔注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)要求值，持續(xù)注漿10min且進(jìn)漿速度為開始進(jìn)漿速度的1/4或進(jìn)漿量達(dá)到設(shè)計(jì)進(jìn)漿量的80%及以上時(shí)注漿方可結(jié)束，淺孔達(dá)到設(shè)計(jì)終壓。8、初期支護(hù)背后注漿應(yīng)在初期支護(hù)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后進(jìn)行。9、注漿壓力、注漿量、進(jìn)漿速度等注漿參數(shù)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，每臺注漿設(shè)備必須配備壓力表及流量計(jì)。4.2

15、質(zhì)量檢驗(yàn)1、注漿所用原材料質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位按進(jìn)場批次檢驗(yàn)，監(jiān)理單位按施工單位檢驗(yàn)次數(shù)的20%見證檢驗(yàn)。檢驗(yàn)方法：施工單位進(jìn)行試驗(yàn)，監(jiān)理單位檢查產(chǎn)品合格證、試驗(yàn)報(bào)告，見證檢驗(yàn)。2、漿液配合比應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位對同性能的漿液進(jìn)行一次配合比選定試驗(yàn)。當(dāng)使用的原材料、施工工藝發(fā)生變化時(shí)，均應(yīng)重新進(jìn)行配合比選定試驗(yàn)；監(jiān)理單位全部檢查。檢驗(yàn)方法：施工單位進(jìn)行配合比選定試驗(yàn)，監(jiān)理單位見證配合比選定試驗(yàn)或平行檢驗(yàn)并檢查確認(rèn)配合比選定單。3、注漿范圍應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位、監(jiān)理單位全部檢查。檢驗(yàn)方法：觀察。4、注漿效果應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，每延米每晝夜出水量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位和監(jiān)理單位每一注漿段