隧道注浆堵水施工方案Word格式文档下载.docx
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985.14
弱富水区
3
680
685.44
2056.32
4
1305
645.26
967.89
5
390
287.75
575.51
6
2645
1113.25
1669.88
7
610
335.13
670.26
8
1225
650.76
976.15
9
361.4
213.64
426.45
三、周边注浆施工方案
3.1注浆工作程序
（1）根据设计文件、地质资料、地质预报、物探成果、施工揭示情况，当现场围岩发生较大变化或涌水量较大施工存在风险时，向监理、EPC总承包项目部提出变更申请，EPC总承包项目部收到申请后及时组织相关单位进行现场会勘，形成会勘纪要。
（2）当施工过程中出现异常，及时向EPC总承包项目部、监理单位进行信息反馈，以便调整优化变更设计。
（3）安排专人负责，及时完成施工日志、钻孔、注浆等记录，施工日志、钻孔、注浆等记录应真实完整。
3.2预测预报
结合本隧的特点，参照《铁路隧道超前地质预报技术指南》，本隧道超前地质预报以地质调查法为基础，采用超前钻探、物探相结合的综合超前地质预报方法，用宏观指导微观预报、长距离预报指导中短距离预报、微观预报验证宏观预报、中短距离预报验证长距离预报的工作思路，开展本隧道的超前地质预报工作，使用的主要预报方法为地质调查法、物探法和超前钻探法。
3.3超前周边预注浆
（1）超前周边预注浆适用于涌水量大的断层破碎带或可能产生突水突泥地段，拱顶上方的裂隙水，其作用为在一定范围上加固围岩，减少拱顶上方裂隙及渗透系数，控制拱顶围岩涌水量。
周边注浆施工工艺见下图。
图3-1超前周边预注浆施工工艺框图
2、注浆方案及孔位布置
根据地质报告和超前钻探情况，围岩主要以中风化和强风化灰岩为主，掌子面围岩具有自稳能力，隧道涌水主要来自拱顶上方的裂隙水，且裂隙发育范围主要在隧道掌子面前方30m左右，因此根据设计文件及地质条件可采取局部周边帷幕注浆方式。
注浆按三个断面进行加固，其孔位布置见下图。
图5.5超前周边帷幕注浆钻孔布置图
3、注浆参数的确定
注浆压力的确定：
注浆压力是浆液在地层中扩散、充填、压密的能量，浆液在裂隙中扩散、充填的过程就是克服流动阻力的过程，注浆压力的选择不仅要考虑静水压力的大小，而且还要考虑裂隙的大小。
裂隙大，浆液扩散阻力就小，裂隙小，浆液就不易扩散。
根据该处隧道埋深和涌水压力结合裂隙宽度等因素综合考虑确定注浆压力为1MPa-1.5MPa；
每一循环注浆长度为30m，开挖25m，保留5m长止浆岩盘；
第一循环采用50cm厚C20喷射混凝土止浆墙；
注浆开孔直径110mm，长度为3m；
孔洞剩余部分直径为90mm；
单孔有效扩散半径为3.0m；
注浆范围为隧道开挖轮廓线外5m。
1注浆施工
①超前钻探的目的
为探明掌子面前方的工程地质和水文地质情况，正确选择注浆参数和采取相应的技术参量提供依据。
其主要工作内容是探测岩石的完整程度、涌水压力和涌水量。
做法是用钻机在洞内工作面上向隧道前方钻探30m左右的超前探孔，利用探孔进行探测和注水试验。
②超前钻探作业程序
施工准备埋孔口管钻探孔测涌水量测涌水压力注水试验
③操作要点
a、埋孔口管：
埋管钻孔的直径要大于孔口管外径，钻孔顺序由外环向内环进行。
先钻110mm孔，安装孔口管后再钻90mm孔。
施钻要严格按设计位置、方向进行。
孔深要超出管前端0.5m。
孔钻好后将孔口管置于孔内，外露长度保持60～70cm。
所有孔口管（包括注浆管）都安好后，关闭孔口阀，埋管结束。
b、钻探孔：
除必须按照钻孔操作要点施钻外，还要严格作好钻孔记录和岩芯取样。
记录的内容有：
孔号，进尺，起止里程，钻具尺寸，岩石名称，岩石裂隙发育情况，出现涌水的位置和注水量。
根据岩芯标本、岩粉浆液、钻进速度、涌漏水情况来分析判断开挖面前方的工程地质、水文地质情况，作为下一步开挖采取何种技术措施的依据。
c、测涌水量及前方地下水的连通性：
当遇到较大的涌水时，应停钻测涌水量，方法是用容器接住孔口管中流出的水，用秒表计时测得每分钟容器接到的水量。
如无特殊情况，探孔钻至设计深度后也要测一下涌水量，涌水量小于0.2L/min的孔可不注浆。
d、测涌水压力：
钻好孔口后关闭孔口闸阀，安上水压表，然后开闸放水，当水压表的指针稳定时记下其读数。
e、注水试验：
孔钻好后，在孔口管的阀门上安上浆液混合器并连接注浆泵，启动注浆泵向孔中压注清水，逐步加大水量和压力，当注水压力达到设计注浆压力时，维持2～3min，检查注浆系统有无串水、漏水现象，测注水量后卸压，此注水量即为岩石吸水量。
⑵止浆墙施作。
隧道开挖工作面至注浆设计里程后，在工作面挂Φ6.5，间距20*20钢筋网并喷射C20混凝土封闭掌子面，喷射厚50cm，止浆墙必须满足设计要求，以保证注浆效果。
注浆过程若止浆墙出现开裂，跑浆等现象影响注浆效果，则必须进行补喷。
⑶钻孔
钻孔位置要准确，按设计在掌子面上将开孔位置用红油漆标出。
采用罗盘确定注浆外插角，调整钻机满足设计钻孔方向要求。
施钻时钻机要尽量贴近岩面，以减小钻杆的震动；
要用清水钻进，开孔要轻减压，慢速，大水量，以保证钻孔质量。
在施钻过程中，若单孔出水量小于30L/min可继续钻进，大于30L/min时则立即停止进行。
⑷注浆
根据选定的参数配制浆液，水泥浆配好后需用1mm筛网过滤一遍。
注浆管须先检查，确认畅通后再接入注浆系统。
注浆系统与孔口混合器接好后，开阀门，启动注浆泵按照先稀后稠、（注浆量）先大后小、先注水泥单液浆再注双液浆的程序注浆。
当注浆压力达到设计值时，维持2～3min，进浆量达到设计数量则停止注浆，关闭球阀，随即卸下注浆混合器及注浆系统，并用清水清洗干净。
注浆顺序先注外圈，后注内圈，同一环孔由下而上间隔施作。
⑸检查注浆效果
所有注浆孔注满后，钻取岩芯对注浆效果进行检查，对浆液扩散较为薄弱、钻孔渗水量大于0.2L/min·
m或一处漏水量大于10L/min的部位，需加孔补注浆，达到规范要求为止。
注浆效果必须达到以下标准：
单孔结束标准
①注浆压力逐步升高至设计终压，然后，调小泵量至设计结束时的进浆量，并在该数值上稳定10min以上。
②注浆结束时的进浆量小于5L/min。
③检查单孔涌水量小于0.2L/min。
全段结束标准
①所有注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏注现象。
②注浆堵水率不低于90％，注浆后预测涌水量小于3m3/d。
③帷幕注浆厚度、浆液有效注入范围满足设计要求。
④检查孔钻取岩芯，浆液充填饱满；
7天单轴抗压强度不小于5MPa。
⑤全部注浆孔注浆完成后，在主要出水点附近设至少5个检查孔，测孔内涌水量或进行压水实验，若满足设计要求，则可以开挖，否则进行补注浆。
3.4全断面超前帷幕注浆
超前帷幕注浆适用于突水突泥、大塌方及溶洞发育地段，其作用是在一定范围内加固围岩，减小加固围岩体空隙率及渗透系数，控制围岩涌水量。
本管段超前帷幕注浆设计加固范围为5m，30m为一环。
压注纯水泥浆液或多组合浆液，以起到预加固的作用。
超前帷幕注浆施工作业流程见超前周边帷幕施工工艺图。
1、注浆段长和注浆孔的布置
根据钻机性能，选用每循环注浆段长30米；
帷幕注浆就是要使浆液扩散到注浆帷幕范围内的所有岩层裂隙中，所以注浆孔的布置要以浆液扩散不出现空白为原则，据此根据设计注浆孔数量以隧道中轴为中心呈伞形布置，见图5.6、图5.7。
图5.6全断面超前帷幕注浆钻孔布置图
图5.7全断面超前帷幕注浆纵剖面图
2、注浆方式
采用分段前进式注浆或全孔一次压入式注浆。
当钻孔过程中未遇见泥夹层或涌水，就一钻到底，全孔一次压入式注浆；
在钻孔过程中遇到泥夹层或涌水，立即停止钻孔，采取注一段钻一段的分段前进式注浆，直至终孔。
3、注浆参数的选择
每循环注浆长度30m，单孔有效扩散半径2.5m左右，终孔间距2.0～3.0m；
注浆范围为隧道开挖断面外5m。
注浆方式：
如果出水量较小且成孔容易，用一次性注浆方式或分段后退式注浆；
如果成孔困难，则采用分段前进式注浆。
注浆压力：
注浆压力是注浆的主要参数，它对浆液的扩散范围，岩层裂隙充填的密实程度及注浆效果的好坏起着决定性的作用，所以必须有足够的注浆压力克服静水压力和地层阻力，方能达到注浆目的，一般富水地段取静水压力的2～3倍。
浆液的注入量：
指单孔注入量，按假设浆液在地层中均匀扩散公式为：
Q=πR2Lnαη
式中：
Q-单孔注浆量（m3）；
R-浆液扩散半径（m）取2.5m；
L-注浆孔长（m）；
n-地层的裂隙（％），取2～4%；
α-浆液在岩石裂隙中的充填系数，视岩石情况取0.3～0.9；
η-浆液消耗率，取1.1。
4、止浆岩盘
一个止浆岩盘止浆效果的好坏，将直接关系到帷幕注浆成功与否。
本隧道根据注浆段围岩情况预留不同厚度的止浆岩盘：
一般取5m，这样既确保注浆效果，又避免每个注浆循环浇筑混凝土作为止浆墙这道工序，可以加快施工进度。
⑴止浆岩盘的施工
当出现大股涌水时，应采用下面的施工方案：
先对掌子面出水点进行引流工作，清底，浇筑砼止浆墙，砼施工过程中预埋孔口管与小导管注浆建造止浆岩盘，最后进行引流管的关水工作。
止浆墙的设置：
根据掌子面围岩及出水情况确定砼止浆墙长5米，分两段施工，第一段为3米长，第二段为2米，第一段止浆墙起引水归槽作用，第二段止浆墙起到封闭形成止浆墙作用。
具体施工步骤：
在出水点采用φ260钢管引水，同时自制“U”形槽放置于引流管下方，使散水归槽，保证掌子面基底干燥。
砼止浆墙施工时在涌水点用模板加工成木箱形图状，并预留2根φ108泄水管。
在砼浇筑过程中预留第一环注浆孔的孔口管，第一段浇筑完后，浇筑第二段砼前，对孔口管、引流管及泄水管进行接长处理。
同时在浇筑第二段砼中预埋二、三环注浆孔的孔口管，和拱部预埋φ32小导管，小导管环向间距40cm。
图5.8止浆墙设置示意图
⑵止浆岩盘注浆加固
①注浆孔的布置
分三种方式：
第一：
按圆形布置注浆孔，根据地质和涌水情况确定注浆加固孔，预留注浆加固孔的2倍的孔位用于帷幕注浆和检查孔；
第二：
小导管布置在拱部；
第三：
φ108泄水管，布置在引流管下方。
②注浆加固
注浆前进行关水试验,观察止浆墙背后渗水情况。
由于散水未能全部归流，可能在止浆墙与周边岩壁之间、以及止浆墙集水槽底部的砼面均有少量水渗出。
打开引水管，进行注浆加固。
先利用注浆机注拱部及周边小导管，注浆过程中双液浆会随水从周边流出，稳定注浆压力，待浓浆流出且压力升高时，停止该孔注浆，间隔进行下一孔注浆。
所有小导管注浆完成后，对集水槽φ108泄水管注单液浆，直至引水管内有浓浆流出后停止。
③关水检查
加固完成半小时，关水检查，如止浆墙无渗漏则进行帷幕注浆，如仍有渗水，重新加固止浆墙。
⑶围岩整体性差探孔出水处理措施（>
5米）
施工方案：
围岩工程地质条件复杂，围岩整体性差，质软，但出水点距掌子面较远（>
5米）地段，采用套管注浆形成止浆岩盘，再进行注浆止水。
图5.9注浆管套管
①套管加工：
采用两根Ф32小导管，套入Ф108探测孔中，一个作为注浆口，另一个作为出水口，注浆管长度比探孔短1米左右。
通过套管注浆口进行注浆，当液浆充填完出水管与Ф108间空隙时，出水点水便从Ф32小导管出水口流出，当出水口流出浆液时，关闭出水口，并不断注入单液浆，由于压力浆液会随水填充裂隙，从而达到封堵孔周边围岩的目的。
如此反复，将出水点外围岩加固完毕，形成完整的止浆岩盘。
③围岩整体性较好探孔出水处理措施（>
在出水孔周围埋设孔口管，通过浅孔注浆形成止浆岩盘，再进行关水工作。
如仍有渗漏，则在渗水处进行浅孔注浆。
注浆孔布置：
出水孔关水时，其周边围岩裂隙出水，因此在出水孔、周边探孔及周边渗水处埋设2～3根孔口管。
注浆加固：
先对探孔的周边孔进行注浆，注浆时探孔闸阀打开，保证水流畅通。
当流水中含有浆液时，关闭闸阀，注浆机采用低压、低档注浆，直到浆液逐渐变浓，堵塞裂隙为止。
一孔注完后，停半小时再进行下一孔注
5、埋设孔口管
固结牢固密实，保证不漏浆、不窜浆的孔口管是决定注浆效果好坏的重要因素，其埋设方法：
先用YQ-100型冲击式钻机钻4.0m深，再将φ108孔口管插入，外露20～30cm，管壁与孔口接触处用麻丝填塞，再向孔口管内注双液浆固结。
孔口管起着导向作用，钻孔安装时要控制好外插角度。
6、钻孔
根据不同用途，选用ZYG150全液压钻机及YQ100风动钻机。
YQ100风动钻机主要用于开孔，安孔口管。
先根据设计图孔位、钻孔参数，在工作面上放出钻孔位置，并用油漆标定。
调整钻杆的仰角和水平角，移动钻机，将钻头对准所标孔位。
将棱镜放在钻杆的尾端，用全站仪检查钻杆的姿态并调整。
根据探孔预测结果，决定是否采用孔口管。
对探孔预测水压较高（P≥1.0MPa），且水量较大（Q≥20m3/h）的区域，采用孔口管注浆，否则采用止浆塞止浆方式注浆。
当采取后退式分段注浆时，可直接钻孔至设计深度。
当采取前进式分段注浆时，采取钻一段注一段的方式，直至设计孔深。
钻孔按先外圈，后内圈的顺序进行。
内圈钻孔可参照外圈钻孔的顺序，后序孔可检查前序孔的注浆效果。
逐步加密注浆一方面可根据钻孔的情况调整注浆参数，另一方面如果钻孔情况证明注浆效果已达到设计要求，即可进行下一圈孔的钻进，减少钻孔的工作量，加快施工进度。
钻孔时，还要严格作好钻孔记录，包括孔号、进尺、起讫时间、岩石裂隙发育情况、出现涌水位置、涌水量和涌水压力。
施钻过程中，若单孔出水量小于30L/min，可继续施钻；
若单孔出水量大于30L/min，立即停钻进行注浆。
7、制浆
选用JZ350叶片式搅拌机作为制浆设备，为了保证浆液的均匀性和在注浆间隙时不沉淀，另自行加工搅拌储浆桶两台，容量1立方米，采用立式电动机和摆线针轮式减速器，用支架倒立于储浆桶上，通过联轴节将动力直接传给搅拌轴。
为了方便吸浆，在储浆桶外侧设两个以上取浆口，以保证大流量注浆时浆液的供应。
根据选定浆液的配比参数拌好浆液，其中水泥浆拌好后用1×
1mm网筛过滤，放入叶片立式搅拌机进行二次搅拌，确保浆液均匀。
8、注浆
⑴注浆准备
注浆管路按下图所示联接，通过压水检查注浆管路的密封性，同时冲洗岩石裂隙，扩大浆液通路，增加浆液冲塞的密实性。
图5.10注浆管路连接
⑵浆液的确定
固结孔口管和封孔注浆时选用双液浆；
当注浆孔涌水量小于30L/min，选用纯水泥浆或TGRM浆液；
当注浆孔涌水量在30～200L/min范围内，选用凝胶时间为4～6min的浆液；
当注浆孔涌水量大于200L/min，选用凝胶时间为3～4min的浆液。
⑶注浆顺序
先注外圈，后注内圈，同一圈由下而上间隔施作。
⑷注浆速度
当钻孔涌水量≥50L/min时，注入速度80～150L/min；
当涌水量≤50L/min时，注入速度35～80L/min。
9、检查注浆效果：
10、异常情况处理
若钻孔过程中，遇见突泥情况，立即停钻，拔出钻杆，安装孔口管及高压阀，进行注浆。
若掌子面小裂隙漏浆，先用水泥浆浸泡过的麻丝填塞裂隙，并调整浆液配比，缩短凝胶时间；
若仍跑浆，在漏浆处采用普通风钻钻浅孔注浆固结。
若掌子面前方８米范围内大裂隙串浆或漏浆，采用止浆塞穿过该裂隙进行后退式注浆。
当注浆压力突然增高，则只注纯水泥浆或清水，待泵压恢复正常时，再进行双液注浆；
若压力不恢复正常，则停止注浆，检查管路是否堵塞。
当进浆量很大，压力长时间不升高，则调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小泵量、低压力注浆，以使浆液在岩层裂隙中有相对停留时间，以便凝胶；
有时也可以进行间歇式注浆，但停注时间不能超过浆液凝胶时间。
3.5径向注浆
1、径向注浆施工适用于裂隙发育富水区，围岩具有自稳能力，围岩初支后渗漏水情况，其作用是减小加固围岩体孔隙率及渗透系数，控制围岩涌水量。
施工工艺流程图（见径向注浆施工工艺框图5.11）
图5.11径向注浆施工工艺框图
2、注浆参数
⑴注浆孔布置
注浆孔按浆液按扩散半径R=2.0m计算布设，注浆孔按梅花型布置，孔口环向间距约180cm，孔底环向间距约250cm，纵向间距260cm。
单孔注浆深度3.0m。
详见图5.12注浆正面布置图，图5.13注浆平面布置图。
图5.12注浆正面布置图
图5.13注浆平面布置图
注浆孔采用风枪钻孔，方向为隧道断面径向，孔径为52mm，比小导管外径大2mm。
钻孔孔位最大允许偏差为50mm，钻孔偏斜率最大允许偏差为0.5%，即150mm。
⑵小导管设计参数
小导管采用φ50mm（外径），壁厚3.5mm的热轧无缝钢管，钢管长100cm。
小导管安设在孔口，用锚固剂锚固牢，外露10cm以便于注浆操作。
小导管孔口处焊接闸阀式止浆阀。
⑶注浆压力
注浆初期选择压力为0.5～1.5MPa，终压1.5MPa。
转入正常注浆后，根据注浆中的具体情况再加以修正，选择合适的注浆压力
⑷注浆材料及设备
注浆材料采用普通水泥浆。
主要注浆材料和设备如下：
水泥：
P.O42.5；
注浆机：
KBY-50/70注浆机
注浆管：
Φ50mm钢管，长1.0m；
⑸判断注浆效果：
每延m隧道涌水量≤2m3/24h
3、施工方法及要求
⑴注浆管的制作
按设计制作长1.0m，孔口管采用φ50mm，壁厚3.5mm的热轧无缝钢管。
⑵测孔定位
按设计布孔：
孔口环向间距拱墙200cm，孔底环向间距280cm，注浆孔纵向间距200cm，环间注浆孔呈梅花形布置。
孔位布置如附图1：
注浆正面布置图及附图2：
注浆平面布置图所示
⑶钻孔、扫孔：
按设计位置、孔径、孔深钻孔，并钻完全部注浆孔后，进行清孔。
⑷安管、注浆
用锤子把管打入孔内，并安装好止浆塞。
注浆前进行现场注浆试验，
根据实际情况调整注浆参数，取得注浆施工经验，注浆完后，用M5水泥砂浆填塞，设计注浆参数为：
A、水泥浆液水灰比：
1:
1；
B、注浆压力0.5～1.5MPa，终压1.5MPa，并稳压15分钟；
C、注浆应符合下列要求：
①浆液的浓度、胶凝时间应按交底执行，不得任意更改。
②应经常检查泵口及孔口注浆压力的变化，发现问题，应及时处理。
D、注浆结束的条件如下：
E、注浆结束：
注浆在达到结束的条件后，应利用止浆阀或木塞将注浆孔口堵塞，以保持孔内压力，直至浆液完全凝固。
⑸注浆结束标准
正洞段内正常涌水量的80％以上被堵住，不对正洞的正常掘进有影响，则可以结束注浆，若仍然有较大涌水，影响正洞的施工，则按以下的标准执行：
单孔结束标准：
当达到设计终压并继续注浆10min以上，单孔进浆量小于20L/min。
全段结束注浆标准：
所有注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏浆现象；
注浆后段内涌水量不大于15～20m3/m·
d。
结束注浆后拆除注浆部件和设备，清洗保养。
3.6局部注浆
隧道围岩周边或掌子面个别部位出现明显涌水时采取局部注浆方案，在出水点上游钻孔注浆截断水源，并在出水点周围布孔加固围岩，加固深度一般为开挖轮廓线外3～5m，局部注浆采取全孔一次性注浆方式进行，注浆顺序由少水处向水多处逐步注浆施工。
当洞壁岩面或支护面局部淋水，涌水量超过设计要求时，采用局部注浆方案堵水减排。
局部注浆以水泥单液浆为主，水量大时采用普通水泥-水玻璃双液浆，注浆压力为1～2MPa。
注浆方案见图5.14、图5.15。
图5.14局部注浆方案——溶隙裂隙出水注浆示意图
图5.15局部注浆方案——面状出水注浆示意图
3.7注浆效果评定
根据施工单位动态设计工点施工效果检查分析报告，段落指挥部及时组织设计、施工图审核、监理及施工单位对动态设计工点施工效果进行检查评定。
评定结果满足设计要求后，施工单位方可进行下道工序施工。
四、施工质量控制措施
1、在工程实施过程中、根据有关质量管理标准，设计技术要求，工程特点设置工程质量控制点，对工程施工的全过程实施过程控制。
2、健全质量管理制度：
一是工程质量的“三级检查制度”；
二是工程质量的“一票否决制度”；
三是岗位责任制；
四是质量奖惩制度；
五是认真广泛开展QC小组活动，加强质量意识宣传与教育活动，提高施工队伍整体质量意识。
3、实行旁站制度，对岩溶地段超前预注浆施工实行全过程旁站，控制施工安全、确认工程质量。
4、用技术管理的办法进行质量控制
①按照需要配备的相关试验仪器与检测仪器，并按照技术要求进行试验与检测，及时为工程施工提供并反馈有关质量信息。
②对孔位精确测量定位，钻机安装，钻孔测斜进行重点控制，所提交的测量成果经项目部测量班复核后，方可进行下一步施工。
5、施工质量保证措施
①做好施工技术交底工作，施工前组织施工技术管理人员，主要施工人员认真学习本次施工的各项规程、规范，明确施工技术人员与质量要求。
②做好施工前的岗位培训工作，所有的施工人员必须经过培训合格后才能上岗，特殊工种必须持证上岗。
③加强施工人员之间的技术与交流，提高技术素质。
④施工前对各种测量仪器进行检定、校准，保证测量仪器的精度满足施工要求。
⑤校验各种计量仪器、仪表的准确性，保证计量数据的准确可靠。
⑥针对不同的施工设备，编制设备操作规程，施工中严格按照操作规程执行，保证设备运行的良好状态。
⑦加强设备保养工作，及时更换易损件，减少设备故障率，提高设备运行效率，保证施工的连续性。
⑧施工所需要的水泥必须有出厂合格证，并按照要求抽样送检，检验合格后方可用于工程施工。
⑨
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