隧道3m径向注浆施工方案.docx
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隧道3m径向注浆施工方案
于家岭隧道斜井3m径向注浆方案
1编制依据及编制范围
1.1编制依据
（1）《沈阳至丹东客运专线隧道设计图》
（2）《高速铁路隧道施工技术指南》
（3）《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》
（4）新建铁路沈阳至丹东铁路SDTJ-2标总体施工组织设计。
（5）3m围岩注浆设计图《沈丹客专施隧参05-14》
1.2编制范围
沈丹铁路客运专线TJ-2标段标于家岭隧道斜井DK111+765-DK111+745段径向注浆施工参数、施工方法，包括其作业要点、工艺要求等全过程。
2．工程概况
2.1工程地质、水文地质及气象概况
2.1.1工程地质水文及现场勘察
沿线地下水类型主要有孔隙潜水及基岩裂隙水、裂隙岩溶水三种类型。
（1）孔隙潜水
主要赋存于河谷阶地、山间盆地、冲沟及冲积平原中，局部地段孔隙水具承压性，冲洪积、冲积的砂类土及碎石土为其主要的含水层。
⑵基岩裂隙水
主要赋存于各类基岩的风化带及构造裂隙中，在盆地地区多以蒸发排泄为主；在山区除以蒸发排泄外，还以地下径流方式排泄到盆地区或以泉的形式出露于地表。
⑶裂隙岩溶水
主要赋存于可溶岩地层中，多数水量不大，大气降水多沿裂隙下渗，为裂隙岩溶水的主要补给源，地下水位随季节变化显著，局部地段具承压性。
2.1.2施工区气象条件
本区气候属暖温带～中温带，湿润～半湿润大陆性气候，冬季寒冷，夏季短促温暖，雨量主要集中在7～8月，春秋多风。
按铁路工程分区为寒冷地区。
主要气象要素见表2。
表2气象要素表
项目
温度
项目
温度
历年极端最高气温（℃）
37.5
累年平均相对湿度（%）
64
历年极端最低气温（℃）
－33.6
累年平均雷暴日数（日）
31.2
累年平均气温（℃）
7.8
累年平均雾日数（日）
13.6
累年最冷月平均气温（℃）
－11.4
累年平均风速（m/s）
2.5
累年平均降水量（mm）
776.0
最大风向及出现频率
东18
日最大降水量（mm）及发生日期
168.5
1981-7-20
累年最大风速及其风向（m/s）
23.0
西西北
累年最大积雪深度（cm）
60
累年大风日数（日）
10.1
累年平均蒸发量（mm）
1645.1
土壤最大冻结深度（m）
1.49
2.2设计情况
隧道涌水按照以堵为主的原则，对已开挖涌水地段，先对涌水点进行埋管集中引排，待涌水量及水压减小后再采用加固圈3m径向注浆加固围岩堵水，其设计参照“沈丹客专施隧参05-14”图，其具体注浆里程段落和注浆部位根据四方会堪变更纪要确定。
大理岩，节理裂隙较发育，局部岩体较破碎，呈块石碎石状结构，岩溶裂隙水较发育，局部节理裂隙处发育有大量基岩裂隙水。
地下水均为裂隙水，岩体节理裂隙较发育,裂隙水沿节理裂隙面下渗，多为散状分布个别为股状涌水，涌水量较大。
据现场实测资料统计DK111+765-DK111+745段涌水量为105m3/d。
3施工方案
总体施工方案
根据设计要求，洞内渗水采用“以堵为主、限量排放”的治理原则进行，保证隧道周边生态环境不被破坏，防止周边溪流、泉眼等不会因隧道施工而枯竭。
地下对围岩裂缝密集处或有渗涌水地段采用注浆固结止水的方式处理，注浆材料为水泥净浆浆液，注浆应分区段、分序加密的原则进行。
径向注浆参数设计
隧道注浆参数以隧道围岩状况及渗水情况确定，在隧道进行开挖支护后出现局部渗水，根据不同情况采取相应措施，地下水状态I级（渗水量<10L/min.10m）可采用喷射混凝土封堵渗水。
地下水状态II、III级（II级，渗水量10-25L/min.10m，III级，渗水量25-125L/min.10m），隧道采用径向注浆止水措施，以确保施工安全。
注浆止水后，地下水状态应达到无水或小于地下水状态I级（干燥或湿润，渗水量<10L/min.10m）方可施工防水板和二次衬砌。
注浆孔采用风枪钻孔，钻孔直径52mm，注浆钻孔深度3m，孔口环向间距拱墙1.2m；注浆孔纵向间距1.7m，并呈梅花型布置，孔口采用φ50，壁厚为3.5mm热轧无缝钢管，管长1.0m，管口采取止浆措施，管口外露长度不小于30cm，以便连接孔口阀门和管路。
注浆材料采用普通纯水泥浆，水泥采用PO42.5普通硅酸盐水泥，注浆净压力为1~1.5MPa。
为了满足经济、合理的原则，在开挖过程中对围岩渗水情况进行了详细的调查和记录，并在开挖以后进行了长期的统计，以准确掌握渗水状况，为注浆固结提供基础依据。
注浆布置示意如图1所示。
图1注浆布置示意图
注浆根据分区段分序进行注浆，以一个作业台架长度6m左右为一个注浆段落，根据注浆孔在隧道展开面上的布置，分为二序注浆，交错进行，另外应以隧道涌水点为中心，由四周逐步分序向涌水中心点注浆的顺序进行，其1序孔的注浆净压力取0.8~1.0Mpa，2序孔注浆净压力取1.0~1.5Mpa，若因集中涌水压力较大造成浆液随裂隙渗出时可采用速凝辅助措施提高浆液凝结时间，达到堵水效果。
详细施工方案
3.3.1施工顺序
注浆施工由集中涌水较大的地段两侧逐步向集中涌水地段逐步靠近的方式进行，为了防注浆串孔，防止浆液从附近钻孔中渗流，施工采用隔排隔孔施工，注浆顺序按照先底部、再拱部、最后边墙的顺序进行，注浆和钻孔及时紧跟，减少空孔暴露时间，首先对注浆孔位进行测量定位标志和编号，以便钻孔和注浆能够同时作业,具体施工顺序如图2所示。
图2注浆顺序示意图
3.3.2钻孔施工
注浆孔位布置应遵循“分段，分批，逐步加密”的原则，注浆孔采用风枪成孔，成孔直径52mm，利用自制钻孔台车进行操作，成孔以后及时采用高压水进行清孔，在注浆过程中，加强对注浆施工段附近围岩的水文和地质观察，并对注浆施工地段进行监控量测工作。
当出现注浆施工段附近出现集中突水或围岩变形时应暂停施工或调整注浆参数。
3.3.3注浆施工
根据设计图纸对正洞开挖后进行径向注浆堵水加固，注浆材料采用水泥净浆，水灰比为不得稀于1：
1的浆液，并根据现场注浆压力及进浆量可作适当调整，当出现集中涌水较大及普通注浆堵水失败时，需采用速凝辅助措施进行补救，以缩短浆液凝固时间，达到迅速止水的效果，拱墙的注浆利用自制台车进行，底板注浆采用左右幅错开施工的方式进行，注浆机选用效率高、耐高压的注浆设备，现场采用GZJB型液压双液注浆泵，其排浆量为4m³/h，工作压力为7MPa，垂直输送高度为40m，水平输送距离为100m。
水泥浆液采用专用制浆机现场制备，并通过滤网过滤后输入注浆机内进行注浆。
根据现场试验数据统计结果，在保证浆液可灌性和有效扩散距离前提下，应根据渗漏水情况、节理裂隙发育情况合理选用浆液配比，并同时在实际施工中根据吸浆量和注浆压力适时作以调整。
在注浆过程中若出现注浆量过大且压力尚未达到预期值时，可以采取在浆液中添加絮凝剂的方式减少浆液的流动性，并可以尽可能缩小注浆范围。
3.3.4注浆工艺
1）作业方式：
注浆方式采用全孔一次性压入注浆方式进行，便于浆液控制。
2）注浆压力：
采用“分级升压法”进行注浆压力控制，开始注浆时，不宜将压力升至过高，而应由低到高逐渐提高，注浆压力一般控制在水点压力的2～3倍范围内，其具体值还应根据当时注浆量进行调整。
注浆施工工艺如图3所示。
图3双液注浆工艺流程图
3.3.5集中涌水的处理措施
针对集中涌水地段或注水泥浆无法堵水的地段，结合节理裂隙发育情况，合理选择浆液配比，以确保灌入浆液有效的扩散半径，扩散半径控制在3m以内，混合浆液初凝时间控制在2min以内。
注浆孔位布置应遵循“分段、分批、逐步加密”的原则，针对不同的渗漏情况布设中深、浅孔，中深孔排水降压，浅孔注浆；注浆时应遵循“先外后内、先稀后浓”的原则，即施工先从影响区边缘向中心逐段逼近，灌注浆液浓度应由稀逐渐变浓。
注浆材料选择水泥-水玻璃双液，水泥：
选用42.5的普通硅酸盐水泥；水玻璃：
选用浓度Be′=30～40，模数M=2.8～3.1的水玻璃原液。
配比参数：
为控制水泥-水玻璃浆液胶凝时间及浆液扩散半径，取得良好的注浆封堵效果，根据以往注浆经验表明，水泥-水玻璃浆液胶凝时间可在几秒至几十分钟内准确控制，其胶凝时间与水泥品种、水泥浆水灰比、水玻璃溶液浓度、水玻璃溶液与水泥浆的体积比等因素有关，如表1和图4所示。
表1水泥-水玻璃浆液不同条件下的胶凝时间（M=3.0）
水玻璃浓度（水泥浆：
水玻璃）
Be,=30
Be,=35
Be,=40
W:
C（重量比）
1：
0.5
27”
29”
34”
0.6：
1
1：
1.0
50”
56”
1’07”
1：
0.5
31”
37”
42”
0.8：
1
1：
1.0
56”
1’12”
1’32”
1：
0.5
50”
47”
52”
1.0：
1
1：
1.0
1’12”
1’26”
1’52”
图4水泥浆与水玻璃浆液不同体积比的胶凝时间关系图
根据现场试验数据统计结果，在保证浆液可灌性和有效扩散距离前提下，应根据渗漏水情况、节理裂隙发育情况合理选用浆液配比，并同时在实际施工中根据吸浆量和注浆压力适时做以调整，亦可采到间隔注入双液浆的方式，以缩短浆液凝结时间，提高堵水效果。
在注浆过程中若出现注浆量过大且压力尚未达到预期值时，可以采取在浆液中添加絮凝剂的方式减少浆液的流动性，并可以尽可能缩小注浆范围。
4安全技术措施
1）注浆过程中会加大初期支护及围岩的压力，因此在注浆施工之前应布设好监控量测点，并量测获得初使数据，监控量测包括拱顶下沉
2）及净空收敛，按设计间距进行量测断面布置，同时加强断层裂隙带的初期支护和围岩的观测。
3）注浆前应再次复核渗水水压力，以便精确确定注浆压力值。
4）注浆时注浆设备应设在工作面，以便取得良好的注浆效果。
5）在注浆过程中应随时观察出水点及周边节理裂隙的渗漏水情况，如出现串浆、漏浆等现象，应采取表面封堵、间歇注浆、加浓浆液等技术措施及时进行处理。
6）注浆时若采用间歇注浆方式，间歇时间应视浆液的胶凝时间而定，稍短于浆液胶凝时间。
7）注浆前向注浆孔内压入高锰酸钾颜色水做压水试验，观察并记录注浆孔附近的串（冒）浆点，并用棉絮进行及时封堵。
8）在注浆过程中应严格控制注浆压力和记录注浆量，当注浆压力突然增大且初期支护表面未发现有渗浆时，应及时减小注浆压力，以防止因注浆压力过大造成的初期支护破坏或附近地段的岩爆发生。
9）注浆施工时必须留出洞内工作人员的紧急逃生通道，并加强内外联系，确保在突发事件时洞内工人能够安全疏散。
5人员、机械配置
机械配置
本着安全、合理、经济的原则进行机械设备配置，具体机械配置表如表2所示。
表2机械配制表
序号
机械名称
规格
单位
数量
备注
1
作业台架
台
2
自制
2
自卸汽车
10T
辆
1
自有
3
空压机
20m3
台
2
自有
4
装载机
ZLC50
台
1
自有
5
风钻
TY28
把
25
自有
6
制浆机
300L
2
新购
7
注浆机
GZJB型液压双液注浆泵
台
2
新购
8
电焊机
台
2
自有
人员配备
人员配备表如表3所示。
表3人员配置表
班组
人数
负责内容
合计
钻孔
30
负责注浆孔的钻进
47
注浆
11（2班）
负责孔口管安装、制浆、注浆工作
辅助
4
负责注浆所需的其它辅助工作
现场管理
2
负责现场施工安全、调动
6环境保护措施
1）机动车和设备维修散落的油渍，必须立即清理干净。
2）施工中返工的挖除材料立即运出现场并进行掩埋等处理。
对于施工中废弃的水泥袋等及时收集清理并搞好现场卫生，以保护自然环境与景观不受破坏。
3）对于注浆后的剩余材料及初期支护中渗出的浆液必须经理污水处理池净化后才能排放。
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