隧道注浆作业指导书.docx
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隧道注浆作业指导书
隧道注浆施工作业指导书
1.适用范围
适用于新建铁路北京至沈阳客运专线京沈京冀客专Ⅷ标段隧道拱墙防寒径向注浆、全环径向注浆、局部注浆、超前周边注浆施工。
2.作业准备
2.1内业技术准备
现场施工人员必须岗前考核合格后方可进行施工，特种作业人员必须做到持证上岗。
作业指导书编制后，在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。
制定施工安全保证措施，编制应急预案，对施工人员认真进行技术交底。
2.2外业技术准备
根据防排水施工需要，现场配备防排水施工机具。
对注浆材料进行试验检测，并做好现场注浆设备的储备与检查工作。
3.技术要求
⑴注浆所用原材料质量应符合设计要求；
⑵浆液配合比符合设计要求；
⑶注浆范围符合设计要求；
⑷注浆效果应符合设计要求，每延米昼夜出水量应符合设计要求；
⑸注浆结束后，及时将注浆孔和检查孔封填密实；
⑹注浆压力、注浆量、进浆速度等注浆参数应符合设计要求；
⑺注浆孔数量、布置、间距、孔深及角度应符合设计要求。
4.施工程序及施工工艺流程
4.1拱墙防寒径向注浆施工工艺流程
施工程序：
施工准备—钻孔下注浆管—径向注浆—单孔注浆效果检查—注浆结束。
工艺流程图见4.1-1拱墙防寒径向注浆工艺流程图。
4.1-1拱墙防寒径向注浆工艺流程图
4.2全环径向注浆施工工艺流程
全环径向注浆施工工艺流程见4.2-1
4.3超前注浆施工工艺流程
超前周边工艺流程见图4.3-1、图4.3-2。
图4.3-1超前周边前进式分段注浆施工工艺流程图
图4.3-2超前周边后退式分段注浆施工工艺流程图
5.施工要求
5.1防寒径向注浆
5.1.1.拱墙防寒径向注浆设计参数
⑴注浆范围：
开挖轮廓线外3m，注浆孔按浆液扩散半径2m设计，注浆孔按梅花型布置，孔口环向间距200cm，孔底环向间距约280cm，纵向间距200cm。
⑵注浆孔采用风钻开孔，孔径52mm。
⑶孔口管采用ф50mm，壁厚3.5mm的热轧无缝钢管，钢管长1m，孔口管应埋设牢固，并有良好的止浆措施。
⑷注浆采用水泥浆，注浆压力按1~1.5MPa。
⑸注浆前应进行水压试验，据此修正注浆参数。
5.1.2防寒径向注浆方法
上断面初期支护达到设计强度后，利用自制钻孔台车做作业平台，用风枪先按设计要求打设注浆孔具体布置图见图5.1-2，然后插入孔口钢管，封闭孔口钢管并焊接注浆连接管和止浆阀，再进行注浆。
边墙初期支护完成并达到强度后按上述步骤进行边墙注浆。
注浆孔横断面布置图
5.1-2注浆孔具体布置图
5.1.3注浆注意事项
⑴注浆前检查注浆泵、管路及接头牢固程度，防止浆液冲出伤人。
⑵注浆时密切监视压力变化，发现异常及时处理。
⑶注浆时注意防止串浆和跑浆，若发生串浆和跑浆要停止注浆，分析原因随时解决。
做好注浆压力、注浆量、注浆时间等各项记录。
5.2全环径向注浆
5.2.1．全环径向注浆设计参数
⑴注浆范围：
开挖轮廓线外3m，注浆孔按浆液扩散半径2m设计，注浆孔按梅花型布置，孔口环向间距200cm，孔底环向间距约280cm，纵向间距200cm。
⑵注浆孔采用风钻开孔，孔径52mm。
⑶孔口管采用ф50mm，壁厚3.5mm的热轧无缝钢管，钢管长1m，孔口管应埋设牢固，并有良好的止浆措施。
⑷注浆采用水泥浆，注浆压力按1~1.5MPa。
⑸注浆前应进行水压试验，据此修正注浆参数。
5.2.2全环径向注浆方法
上断面初期支护达到设计强度后，利用自制钻孔台车做作业平台，用风枪先按设计要求打设注浆孔具体布置图见图5.2-2，然后插入孔口钢管，封闭孔口钢管并焊接注浆连接管和止浆阀，再进行注浆。
边墙初期支护完成并达到强度后按上述步骤进行边墙注浆。
最后在仰拱开挖后打设孔口管，用初喷混凝土封闭仰拱面，再进行注浆。
图5.2-2全环径向注浆正面布置图
5.3局部注浆、补注浆及疏水引排
5.3.1.隧道开挖面出水注浆堵水参数
⑴孔口间距1-1.5m,注浆孔径为50mm,根据现场情况可适当调整；
⑵单孔扩散半径2m，注浆孔与出水裂隙面尽量大角度相交；
⑶注浆压力0.5-1.0MPa。
⑷注浆材料：
水泥浆；
⑸止浆塞止浆，浆塞胶圈尺寸应与注浆孔匹配；
⑹岩溶裂隙涌水量较大时，应先钻引水孔泄压，再对裂隙注浆，最后用膨胀快硬水泥对引水孔进行封堵处理。
5.3.2.隧道开挖面出水注浆堵水参数
隧道开挖后围岩表面裂隙线状出水及面状淋渗水采用以堵为主见图5.3-1、图5.3-1，当隧道开挖断面截断大股水流通道时，应采取“以疏为主”的原则，避免封堵，改变其流通通道，结合超前地质预报，根据通道与隧道开挖断面的位置关系与股水流量，采用不小于其流量的PVC管（外套钢管），沿隧道开挖线外缘分别连通被截断的进、出水口，并做好管口连接点的封堵，连接管与隧道初期支护外缘间应有不小于5cm喷设混凝土层见图5.3-3，当水流通道断面过大时，可考虑其他疏排措施。
5.3.3.隧道初喷面出水注浆堵水参数
⑴孔口间距0.5-1.0m,注浆孔径为50mm,根据现场情况可适当调整；
⑵单孔扩散半径2m，注浆孔与出水裂隙面尽量大角度相交；
图5.3-1裂隙渗水注浆示意图
图5.3-2面状淋（渗）水注浆示意图
图5.3-3A-A半断面（埋管疏水断面示意图）
⑶注浆压力小于0.5MPa。
⑷注浆材料：
水泥浆液；
⑸止浆塞止浆，浆塞胶圈尺寸应与注浆孔匹配；
5.3.4.隧道初喷面出水处理
隧道初期支护初喷混凝土后，初喷层表面裂隙线状出水及面状淋渗水的注浆堵水处理见图5.3-4、图5.3-5，当初喷层出现股水时，采取“埋管引排”的原则，将股水通过引排管引至隧道侧沟，引排管采用PVC管或透水盲管见图5.3-6。
图5.3-4初喷面裂隙渗水示意图
图5.3-5初喷面股水引排盲管示意图
图5.3-6A-A半断面（埋管引排断面）示意图
5.4超前周边注浆施工方案
5.4.1超前周边注浆管采用孔口管和小导管注浆，孔口管采用直径108mm，壁厚5mm热轧无缝钢管，管长3m，孔口管应设置牢固，并有良好的止水措施，为防止未注浆段地下水涌向作业面及注浆时跑浆，注浆起始处掌子面前方5m范围采用直径42mm，壁厚3.5mm的钢花管进行注浆形成止浆岩盘。
钢花管长5m，间距1.5m，梅花形布置。
掌子面挂网喷射20cm厚C25混凝土封闭，钢筋网直径8mm，网格间距20X20cm。
全断面注浆则注浆孔全断面布置。
为保证注浆效果和均匀性，注浆分段进行。
超前周边注浆管采用孔口管和小导管注浆，孔口管采用直径108mm，壁厚5mm热轧无缝钢管，管长3m，孔口管应设置牢固，并有良好的止水措施，为防止未注浆段地下水涌向作业面及注浆时跑浆，注浆起始处掌子面前方5m范围采用直径42mm，壁厚3.5mm的钢花管进行注浆形成止浆岩盘。
钢花管长5m，间距1.5m，梅花形布置。
掌子面挂网喷射20cm厚C25混凝土封闭，钢筋网直径8mm，网格间距20X20cm。
全断面注浆则注浆孔全断面布置。
为保证注浆效果和均匀性，注浆分段进行。
5.4.2注浆超前周边注浆参数
根据设计和以往施工经验，先按照以下参数实施，在施工中再按照实际注浆效果进行调整。
⑴注浆段长30m，开挖25m，并保留5m的止浆岩盘，必要时考虑设置止浆墙，每循环设4环注浆孔，共69孔，孔长1518.7m,图中大写数字表示环数，角标表示孔数。
⑵采用多功能液压钻机施钻，注浆孔开孔直径φ110mm，长度为3m，孔洞剩余部分直径均为φ91mm。
见钻孔结构示意图5.4-3。
图5.4-3钻孔结构示意图
⑶单孔有效扩散半径3m，注浆范围为隧道开挖轮廓线外5m；岩石地层注浆压力应根据水文地质条件合理确定，宜比静水压力加0.5～1.5Mpa。
⑷注浆速率主要取决于地层的吸浆能力（即地层的孔隙率）和注浆设备的动力参数，考虑到多种因素建议注浆速率范围取5～110L／min，施工中可根据实际情况进行调整。
5.4.3注浆材料选择
注浆浆液主要采用普通水泥单液浆，水泥：
425普通硅酸盐水泥，水泥浆水灰比=0.8:
1。
5.4.4超前周边注浆孔布置
超前周边注浆注浆孔布置见图5.4-4。
图5.4-4超前周边注浆注浆孔布置图
5.4.5．超前周边注浆施工工艺
注浆段分段长度系根据岩层裂隙发育程度和涌水量确定，当岩层裂隙发育且涌水量大时，注浆段不宜过长，反之则可较长。
为实现分段注浆，可采用分段前进式注浆或分段后退式注浆两种方式，表5.4-2。
表5.4-2注浆方式与分段长度表
岩层裂隙程度
钻孔涌水（m3/h）
注浆方式
注浆分段参考（m）
发育
＞10
分段前进式
5～10
较发育
5～10
分段前进式
10～15
不够发育
2～5
分段后退式
15～20
不发育
＜2
分段后退式
20～30
1分段前进式注浆
这种方式是注浆钻孔钻进一段，注浆一段，由外向里依次推进。
分段前进式注浆宜用于裂隙发育或破碎岩层，其优点是堵水效果好，缺点是注浆钻孔钻进重复，工程量较大。
超前周边前进式注浆流程见图5.4-1。
注浆顺序为先内圈孔后外圈孔，先无水孔后有水孔，同一圈孔间隔施工，岩层破碎容易造成塌孔时，采用前进式注浆，否则采用后退式注浆。
成孔注浆采用前进式分段注浆，套管安装完成后，每钻进5～7米即开始注浆，注浆达到设计要求后开始下一阶段钻孔注浆。
前进式注浆方式示意图见图4.4-5。
图5.4-5超前周边前进式注浆方式示意图
2段后退式注浆
这种方式是将注浆钻孔一次钻完，由孔底向外分段注浆。
宜用于裂隙不甚发育的岩层，其优点是注浆钻孔无重复钻进，工程量相对较小。
后退式注浆施工工艺流程见图5.4-2。
后退式注浆示意图见图5.4-6。
每环注浆先注奇数编号的注浆孔，再注偶数编号的注浆孔，并以偶数编号的注浆孔作为检查孔。
待本环所有注浆孔注完后，根据压浆孔的出水量确定局部是否需要补设注浆孔。
一般每孔延米的出水量大于0.5L/min或局部孔出水量大于3L/min时，追加钻孔注浆。
图5.4-6超前周边分段后退式注浆示意图
注浆采用反复压注，稀浆与浓浆交替，压力与注入浆量相结合的方式进行。
注浆压力从低到高逐步增压，起始压力取1.7MPa左右。
注浆时间根据浆液的注入速率进行调整。
当注浆的压力和进浆量均小于规定后，结束该注浆。
⑶注浆控制标准
①单孔结束标准：
注浆压力逐步升高至设计终压，并稳定10分钟；注浆数量不小于设计注浆量的80%；进浆速度为开始进浆速度的1/4。
②全段结束标准：
所有注浆孔均已复核单孔结束条件，无漏注现象；浆液有效注入范围大于设计值。
⑷注浆效果检查
①钻检查孔法：
按总注浆孔的5%~10%设置检查孔，检查孔应在均布的原则下，结合注浆资料的分析布设，检查孔应无涌泥、涌砂、不塌孔，渗水量应小于0.2L/（min.m）或小于设计涌水量，否则应补充注浆。
②钻孔取芯法：
通过钻孔取芯观察地层的注浆加固效果。
③压水试验法：
对检查孔进行压水试验，当吸水量大于1L/（min.m）时，必须进行补充注浆。
5.5突涌水的应急处理措施
地下水赋存条件的随机性和勘探、地质超前预报技术手段的制约，以及超前探水孔数量的限制，隧道掘进钻孔和超前探水孔施钻过程中，可能会遇到突涌水（泥）。
如果钻孔突涌水处理不当或处理不及时，大量的涌水（泥砂）将淹没开挖面，甚至造成人员、设备的损失，处理工作费时费力费钱，并延误工期。
为此制定以下几种应急预案，并准备好相应的材料和设备。
①快速封堵
当钻孔推进中遇到涌水，但涌水量不大压力不高时，钻杆不拔出，随即在孔口插小直径注浆管，实施顶水预压（采用凝胶时间短的水泥－水玻璃双液浆），将钻孔已施钻部分封住，不让水涌出。
然后在其周围另行钻孔实行前进式注浆，即钻一段注一段，逐步推进。
②增设混凝土止浆墙分流减压注浆
当钻孔施钻过程中，孔内涌水大、压力高，出现突然涌水时，按以下步骤处理：
涌水孔孔口紧贴开挖面设φ250、长4.6m左右的钢管汇水引流，将涌水的大部分从钢管内引排至排水沟；在孔口钢管四周拼组木箱，作为涌水散流部分的汇水箱，以免影响第一段混凝土止浆墙的浇筑质量。
沿隧道轴向紧贴撑子面分两段浇筑混凝土止浆墙。
第一段，紧贴开挖面浇筑，厚度2.5m左右；并在汇水木箱内布置３根φ108钢管作为涌水的补充引流管；第二段止浆墙厚度2m左右。
墙内预埋周边注浆管，注浆封堵止浆墙与开挖面之间的空隙，防止止浆墙漏浆。
在止浆墙上布孔施钻，并从下而上逐管前进式分段压浆。
先注水泥浆，后注双液浆。
压浆时除注浆孔，其他孔开闸放水减压。
压注最后一个涌水孔时，其他孔的管口闸阀均关闭，对该孔实施高压顶水压浆方法封堵。
③编织袋封堵
在施工中预先准备一定数量装好碎石砂的编织袋，在施工中遇到突涌水情况时，先用袋装砂子对突涌水进行封堵拦截，并根据情况采取迂回排水法或超前周边注浆堵水，并根据突涌水对围岩的扰动情况，采用长大管棚、型钢拱架等强支护措施，掩护开挖。
采取以上三种方法处理钻孔突水，只要及时、到位，一般不会引发更大规模的突涌水事故。
6.劳动组织
6.1劳动力组织方式：
采用架子队组织模式。
6.2隧道注浆人员配置见表1。
表1防排水施工人员配备
序号
人员
数量（人）
职责
1
工班长
1
组织和协调
2
安全员
1
负责安检工作
3
质检员
1
负责质检工作
4
风枪工
5
钻注浆孔
5
焊工
3
制作、安装注浆管
6
注浆人员
3
制现场注浆
7
电工
1
现场用电
小计
15
7.材料要求
7.1水泥的使用及保管
①水泥进场必须有出厂合格证，并经检验合格后方可使用。
②水泥进库后要注意保管，防止受潮。
。
③各种不同品种、标号的水泥应分别堆放，堆放时要考虑到先进先用的顺序，以免储存时期过长而失效。
泥出厂超过三个月有效期，或发现水泥有受潮结块现象时，均应经过鉴定后按情况使用。
7.2注浆用水必须符合设计及验标要求。
8.机具设备
隧道各工点主要注浆设备配备表
序号
设备名称
规格型号
数量（台）
备注
1
高压注浆机
KBY-50/70
1
2
灰浆搅拌机
JW200
1
3
装载机
柳工50
1
4
自制作业
台车
1
5
螺杆空气
压缩机
DSR-180A
1
6
风枪
YT-28
10
径向注浆孔
7
履带式
潜孔钻车
HC726
1
超前周边注浆
8
电焊机
2
9.质量控制及检验
9.1质量验收参照规范
《高速铁路隧道工程施工技术指南》
《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》
9.2防寒径向注浆质量要求
⑴注浆所用原材料质量应符合设计要求；
⑵浆液配合比符合设计要求；
3浆范围符合设计要求；
4注浆效果应符合设计要求，每延米昼夜出水量应符合设计要
求；
5注浆结束后，及时将注浆孔和检查孔封填密实；
6初期支护背后注浆应在初期支护混凝土强度达到设计强度
的100%后进行。
7注浆压力、注浆量、进浆速度等注浆参数应符合设计要求；
8注浆孔数量、布置、间距、孔深及角度应符合设计要求。
9.3全环径向注浆质量要求
全环径向注浆质量要求见9.3-1。
9.3-1全环径向注浆质量要求
9.4超前周边注浆质量要求
⑴单孔结束标准：
注浆压力逐步升高至设计终压，并稳定10分钟；注浆数量不小于设计注浆量的80%；进浆速度为开始进浆速度的1/4。
⑵全段结束标准：
所有注浆孔均已复核单孔结束条件，无漏注现象；浆液有效注入范围大于设计值。
⑶钻检查孔法：
按总注浆孔的5%~10%设置检查孔，检查孔应在均布的原则下，结合注浆资料的分析布设，检查孔应无涌泥、涌砂、不塌孔，渗水量应小于0.2L/（min.m）或小于设计涌水量，否则应补充注浆。
⑷钻孔取芯法：
通过钻孔取芯观察地层的注浆加固效果。
⑸压水试验法：
对检查孔进行压水试验，当吸水量大于1L/（min.m）时，必须进行补充注浆。
10.安全及环保要求
10.1安全要求
10.1.1调试注浆机及浆液时，注浆口不得对人，控制好压力表。
10.1.2进入现场人员必须佩戴安全帽，防止高空坠落物伤人。
10.1.3施工人员必须佩戴防尘面具，减少灰尘伤害。
10.1.4电器设备挂牌标识，有接地装置，采用一机、一闸、一漏、一箱等保护设施，作业台架上设漏电保护器。
10.2环保要求
10.2.1注浆时注意防止串浆和跑浆，若发生串浆和跑浆要停止注浆，分析原因随时解决。
10.2.2生产中的废弃物及时处理，运到当地环保部门指定的地点弃置。
10.2.3按环保部门要求集中处理生产及生活中产生的污水及废水。
10.2.4注浆过程中，随时观察注浆压力，如果注浆压力小或注浆量大，应停止注浆，分析原因及时观察周围环境，以免污染环境。
10.2.5施工结束后做到工完场清，整洁现场。
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