隧道注浆施工方案
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目 录
一、编制依据 ..................................................................................................................................... 1 二、编制范围 ..................................................................................................................................... 1 三、工程概况 ..................................................................................................................................... 1 四、隧道注浆施工方案 ...................................................................................................................... 3 (一)隧道超前帷幕注浆 .................................................................................................................. 4 (二)隧道围岩径向注浆 ................................................................................................................ 11 (三)地表注浆 ................................................................................................................................ 20 五、劳动力及机械配置 .................................................................................................................... 23 六、质量控制措施 ........................................................................................................................... 24 (一)超前帷幕注浆质量控制措施................................................................................................. 24 (二)围岩径向注浆质量控制措施................................................................................................. 25 (三)地表注浆质量控制措施 ........................................................................................................ 26 七、安全环保措施 ........................................................................................................................... 27 (一)安全措施 ................................................................................................................................ 27 (二)环保措施 ................................................................................................................................ 27 八、附表 .......................................................................................................................................... 27 掌子面地质素描记录表 .................................................................................................................... 28 径向注浆钻孔注浆汇总表 ................................................................................................................ 29 全断面超前预注浆钻孔检查表(分表) .............................................................................................. 30 全断面超前预注浆钻孔检查汇总表 ................................................................................................ 31 全断面超前预注浆注浆检查表(分表) .............................................................................................. 32 全断面超前预注浆注浆检查汇总表 ................................................................................................ 33 基底钻孔注浆加固汇总表 ................................................................................................................ 34 注 浆 效 果 检 查 评 定 表 ........................................................................................................... 35 注 浆 施 工 周 报 表 ....................................................................................................................... 36
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隧道超前帷幕注浆及径向注浆
施工方案
一、编制依据
(1)《XXX标段隧道设计图》及相关参考图。 (2)XXX标段实施性施工组织设计。
(3)国家法律、法规和原铁道部规章制度及地方环境保护法规。 (4)《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-2018 (5)采用的现行的标准、规范、规程等。
(6)现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。
(7)我公司拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法及科技成果和参加类似大中型铁路工程施工所积累的经验。
二、编制范围
XXX标段隧道超前帷幕注浆、径向注浆、地表注浆施工。
三、工程概况
本标段隧道工程共X座,累计总长XXXkm,其中长度L≥4km隧道X座,为XXX隧道;1km<L≤2km隧道X座;L≤1km隧道X座。隧道工程数量见表3-1。
表3-1 隧道工程主要工程数量表
序号 1 2 3 4 5 6 隧道名称 起讫里程 长度 (m) 1
隧道形式 单洞单线,设斜井两座 单洞双线(预留Ⅱ线) 单洞单线 单洞单线 单洞单线 单洞单线 纵坡坡度 设“人”字坡 单面下坡-4‰ 单面下坡-5.2‰、-5.4‰ 单面下坡-4.6‰ 单面下坡-4.6‰ 单面下坡-5.3‰ 最大 埋深
序号 7 隧道名称 合计 起讫里程 长度 (m) 隧道形式 单洞单线 纵坡坡度 单面下坡-5.3‰ 最大 埋深 注浆段落及注浆形式统计见下表3-2。
表3-2 XXX标段隧道注浆统计表
隧道名称 起始里程 终止里程 长度 围岩级别 Ⅳ Ⅴ Ⅴ Ⅳ Ⅳ Ⅴ Ⅳ Ⅳ Ⅴ Ⅳ Ⅳ Ⅴ Ⅳ Ⅳ Ⅴ Ⅳ Ⅳ Ⅴ Ⅳ Ⅳ Ⅴ Ⅴ Ⅴ Ⅳ Ⅳ 注浆措施 隧道类型 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 轨道类型 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 延米注浆量 注浆量 地质水文情况 引水隧道(洞顶至引水隧洞底埋深2.6m) F3断层破碎带及影响带 F3断层破碎带及影响带 F3断层破碎带及影响带 F4断层破碎带及影响带 F4断层破碎带及影响带 F4断层破碎带及影响带 F5断层破碎带及影响带 F5断层破碎带及影响带 F5断层破碎带及影响带 F6断层破碎带及影响带 F6、F7断层破碎带及影响带 F7断层破碎带及影响带 F8断层破碎带及影响带 F8断层破碎带及影响带 F8断层破碎带及影响带 F9断层破碎带及影响带 F9断层破碎带及影响带 F9断层破碎带及影响带 F10断层破碎带及影响带 F10断层破碎带及影响带 F10、F11断层破碎带及影响带 F11断层破碎带及影响带 F11断层破碎带及影响带 F12断层破碎 3m径向注浆 3m径向注浆 3m超前帷幕注浆 3m径向注浆 3m径向注浆 5m径向注浆 3m径向注浆 3m径向注浆 5m径向注浆 3m径向注浆 3m径向注浆 5m径向注浆 3m径向注浆 3m径向注浆 5m超前帷幕注浆 3m径向注浆 3m径向注浆 5m径向注浆 3m径向注浆 3m径向注浆 5m超前帷幕注浆 5m径向注浆 5m径向注浆 3m径向注浆 3m径向注浆 2
带及影响带 F12断层破碎带及影响带 F12断层破碎带及影响带 F13断层破碎带及影响带 F13断层破碎带及影响带 F13断层破碎带及影响带 浅埋段(地表发育一小溪) 浅埋段(地表发育一小溪) 浅埋段(地表发育一小溪) 浅埋段(地表发育一小溪) 浅埋段(地表发育一小溪) 浅埋段(地表发育一小溪) 斜长变粒岩、角岩侵入接触带(强富水区) 节理密集带 浅埋段(地下水发育) 节理发育(地下水发育) 浅埋段、中富水段 浅埋段、中富水段 浅埋段、中富水段 浅埋段、中富水段 浅埋段(地下水发育) 浅埋段(地下水发育) 浅埋段(地下水发育) 浅埋段(地下水发育) 浅埋、偏压段 Ⅴ Ⅳ Ⅳ Ⅴ Ⅳ Ⅴ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅴ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅴ Ⅳ Ⅴ Ⅴ Ⅴ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅴ Ⅴ V 5m超前帷幕注浆 3m径向注浆 3m径向注浆 5m超前帷幕注浆 3m径向注浆 5m径向注浆 3m径向注浆 3m径向注浆 3m径向注浆 5m径向注浆 3m径向注浆 3m径向注浆 3m径向注浆 5m径向注浆 5m径向注浆 3m径向注浆 3m径向注浆 3m径向注浆 3m径向注浆 3m超前帷幕注浆 3m超前帷幕注浆 3m径向注浆 5m径向注浆 地表注浆 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 双线 双线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 单线 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 有砟 有砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 无砟 有砟 有砟 无砟 四、隧道注浆施工方案
本标段注浆形式分为两种:超前帷幕注浆及围岩径向注浆。两种注浆方法主要设计参数及适用条件见下表4-1:
项目 主要作用 在一定范围内加固围岩,减小加固圈岩体空隙率及渗透系数,控制围岩涌水量,达到堵水效果 主要设计参数 超前帷幕注浆,加固范围5m、3m,纵长30m、27m一环,压注水泥浆液 3
主要适用条件 高水压、水量大,无自稳能力、涌水量大于控制值、可能突水、突泥段。 超前帷幕注浆
在一定范围内加固围岩,减小加固圈岩体空隙率及渗透系数、控制围岩涌水量。 径向注浆,加固范围5m、3m。地下水发育、掌子面不能纵向2m、1.7m一环,压注水泥自稳的不良地质地段 浆液。 永庆二号隧道加固宽度中线左右侧各6m,加固深度为W3、W4岩层分界线不小于1m及开挖轮廓线外0.5m,间距1.5m×1.5m。注水泥浆液。其他隧道注浆参数待定。 围岩径向注浆 地表注浆 加固浅埋、偏压段松散土体,提高围岩强度,降低围岩的透水性。 浅埋、偏压段 (一)隧道超前帷幕注浆
超前帷幕注浆适用于高水压、水量大、无自稳能力、涌水量大于控制值、可能突水突泥段,同时也适用于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3m、5m,每一循环注浆长度为27m、30m为一环。压注纯水泥浆液,以起到预加固的作用(详见后施工图)。
1、施工作业流程图
测量布孔 止浆墙制作 钢管加工、制作 清孔、孔口管安装 钻孔 下一环超前帷幕注浆施工 注浆材料及机具准备 洞身开挖及支护 注浆 2、施工方法 (1)超前地质预报
采用开挖面地质素描、TSP203地震反射法、地质雷达、红外探水和
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超前长距离钻探进行综合超前地质预测预报。对围岩的破碎和富水程度进行预测和验证。及时进行信息收集处理反馈,以调整施工方案和施工方法。
(2)止浆墙制作
为保证超前帷幕注浆的效果在第一环注浆时按要求采用C20混凝土制作止浆墙,墙厚为1.5m(3m)、2m(5m)。止浆墙可采用搭设脚手架加钢模板并加设斜撑,与开挖面周边接触处用5cm木板进行补充。由于开挖面跨度较大,因此在使用钢模板立模时分段进行,并在混凝土接触面留埋接茬石。混凝土浇筑采用混凝土输送泵。泵送混凝土前按操作规程的要求对管路进行必要的检查,并先用清水对管路进行润湿。正式泵送混凝土前先用两盘砂浆进行试泵,在输送泵运转正常后方可进行混凝土正常泵送作业。混凝土捣固采用插入式振动棒捣固。捣固时严格按要求进行。当需变换其在混凝土中的位置时,应竖向缓慢拔出,不得在混凝土浇筑仓内平拖,其捣固时间宜为10~30s。严禁漏捣和过捣。当混凝土强度达到设计的70%后方可进行下段混凝土的施工,直至整个止浆墙施作完成。
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图4-1 单线无砟隧道5m超前帷幕注浆止浆墙示意图
图4-2 单线无砟隧道3m超前帷幕注浆止浆墙示意图
(3)测量布孔
根据设计的要求孔位在止浆墙上成圆环型布置,单线隧道3m超前帷幕注浆孔为每一循环共设4环37个注浆孔,5m超前帷幕注浆孔为6环71个。注浆孔浆液扩散半径2-3m,孔底间距3-4m。下图注浆孔按扩散半径2m,孔底间距3m布置。对于注浆半径3m、孔底间距4m布置时,注浆孔的布设方式偏角及坐标可参照下图。孔位布设时严格按设计进行,其孔位偏差不大于±5cm。
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图4-3 单线无砟隧道5m帷幕注浆纵断面布置图
图4-4 单线无砟隧道3m超前帷幕注浆纵断面布置图
(4)钻孔
①钻孔采用地质钻机进行,其钻孔顺序为先外后内,同一环钻孔时应间隔进行。成孔后其孔径要求为:开孔直径不小于110mm,终孔直径不小于91mm。
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②工艺要求
A、钻机就位时可用挂线、钻杆导向相结合的方法,反复调整,确保钻机钻杆轴线和导向轴线相吻合。
B、如果开挖面高度过大,因此,在钻凿上部眼时需搭设钻孔平台。钻孔平台搭建时必须有足够的强度和刚度,并应满足承受机具、材料、人员荷载要求,连接牢固、稳定,防止施钻时产生不均匀的下沉、摆动、位移等影响钻孔的质量。
C、钻孔时经常测量孔的斜度,发现误差超限应及时纠正,至终孔仍然超限者应封孔,原位重钻。以保证钻孔完成后其底线在预加固范围之内。
D、在钻孔时,若出现卡钻、塌孔时应注浆后再钻。钻孔时,应有针对性地填好钻孔记录,并根据钻孔出屑或取芯情况详细记录前方地质情况,以达到超前探测围岩的目的。
(5)清孔、孔口管安装
钻孔完成后及时用高压风和高压水对成孔进行清扫,清除孔内石碴和灰土。并根据设计的要求在孔口段安装3m长的Φ108mm,壁厚6mm的钢花管。孔口管安装采用人工进行,人工安装有困难时可辅以适当的锤击。孔口管安装完成后再用M40砂浆对孔口管四周进行封闭,以确保注浆作业时不出现漏气现象。示意图见下图4-3。孔口管外端连接闸阀、法兰盘和注浆止水装置,并安装上注浆压力表。
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图4-5 孔口管安装示意图
(6)注浆
①孔口管安装完成后即可进行注浆,注浆施工前检查注浆泵、管路及接头牢固程度,防止浆液冲出伤人。注浆材料为:1:1纯水泥浆液;特殊需要时,可考虑超细水泥或化学浆液等。
注浆量按下式估算:
Q=V ×η×ξ×β 式中:V——为加固体体积
ξ——取0.80,为注浆饱满系数 β——取1.1,为注浆材料损耗系数
η——围岩空隙率,空隙率一般取2.5%、5%,特殊情况下取10%,30%。
②工艺要求
A、注浆时遵循从外向内,由低到高、从无水向有水的顺序,并做到同一圈孔间隔注浆,注浆压力:设计注浆压力(终压值)一般注浆处静水压力大于0.5-1.5Mpa,当静水压力较大时,宜为静水压力的2-3倍。注浆前应做压水或吸水试验,并根据实际地质情况调整浆液浓度和注浆压力,以选择最为合适的注浆参数。
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B、注浆过程中应做好施工记录,包括孔位、孔径、孔深、浆液配比、注浆压力、注浆量等。
C、注浆结束应满足各孔段达到设计压力并稳定10min,且注浆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。注浆结束后用M40砂浆进行封堵。
D、注浆效果直接影响防水和预加固的效果,因此,在施工过程中应采用措施保证注浆时能达到预期目的。
E、注浆完成后应进行注浆效果检查。当注浆达不到预期效果时应及时进行补注。达到预期效果后方可进行开挖作业。
3、超前帷幕注浆施工技术要点
(1)3m超前帷幕注浆每一环注浆长度27m,开挖24m,并保留3m止浆岩盘。第一循环采用1.5m厚C20混凝土止浆墙。
(2)5m超前帷幕注浆每一环长度为30m,开挖25m,并保留5m止浆岩盘第一环采2m厚C20混凝土止浆墙。
(3)注浆孔开孔直径不小于110mm,终孔直径不小于91mm;孔口管采用Φ108mm,壁厚6mm的热轧无缝钢管,管长3m。
(4)钻孔和注浆顺序由外向内,同一圈孔间隔施工。注浆形式采用后退式注浆,岩层破碎易造成坍孔时,采用前进式注浆。
(5)钻进过程中遇涌水或因岩层破碎造成卡钻时,应停止钻进,进行注浆扫孔后再行钻进。
(6)注浆施工前应采取综合超前地质预测预报手段探明掌子面前方的地质情况,根据超前探水孔的出水情况进行超前注浆,并在图纸基础上根据压水试验对注浆参数(如注浆浓度、扩散半径)等进行适当优化和调整,并据此调整优化钻孔布置及孔数。
(7)注浆完成后应进行注浆效果检查。检查时在开挖轮廓线范围内打设检查孔。检测注浆效果,每循环设检查孔5个,其中拱部2个,左
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右边墙各1个底部1个,检查孔直径110mm,长度约27m,平均出水量<0.2L/min,压水检查在1.0Mpa压力下,吸水量<2L/min;加固体抗压强度不小于3Mpa;岩体RQD指标达到75-80。满足上述条件,则认为注浆达到效果,否则应该进行补注浆。注浆达到效果后方可进行开挖。注浆检查孔在注浆效果检查完成后应及时采用M40水泥砂浆进行全孔封堵。
(二)隧道围岩径向注浆 径向注浆施工工艺流程见下图:
图4-6 围岩径向注浆施工工艺流程图
1、注浆孔布置
注浆孔采用风机钻开孔,孔径52mm。比小导管外径大2mm,孔口管采用50mm,壁厚5.0mm的热轧无缝钢管,钢管长1m,孔口管应埋设牢固,有良好的止浆措施。
①3m径向注浆浆液扩散半径按1.2m布设,注浆固结外缘线处注浆孔环向间距170cm,注浆孔纵向间距170cm,注浆孔深度3m。
②5m径向注浆浆液扩散半径按1.5m布设。注浆固结外缘线处注浆孔环向间距200cm,注浆孔纵向间距200cm,注浆孔深度5m。
注浆孔按梅花型布置。在软弱地层或水量较大处布孔;大面积渗漏,布孔宜密,钻孔宜浅;大股涌水,布孔应在水流上游,且从涌(出)水
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点四周由远到近布设。钻孔要求:根据注浆范围在施工作业面上准确定出钻孔位置,开孔要轻加压、慢速、大水量,以保证开孔质量,用清水钻进。
图4-7 双线有砟隧道5m径向注浆钻孔正面图
图4-8 单线无砟隧道5m径向注浆钻孔正面图
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图4-9 单线无砟隧道3m径向注浆钻孔正面图
图4-10 单线有砟隧道5m径向注浆钻孔布置图
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图4-11 单线有砟隧道3m径向注浆钻孔布置图
图4-12 5m径向注浆钻孔剖面图
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图4-13 3m围岩径向注浆剖面图
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。
2、孔口管布设
孔口管采用φ50mm,壁厚5.0mm的热轧无缝钢管,钢管长1.0m,孔口管应埋设牢固,用锚固剂锚固好,顶进安装到位(孔口钢管外露多少图纸没反应,或者没查到,若设计没要求按规范预留),为杜绝注浆时跑浆、冒浆、提高注浆功效,保证注浆孔穿过裂隙,注浆时浆液能有够效填充出水裂隙,提高注浆效果。孔口管外端连接闸阀、法兰盘和注浆止水装置,并安装上注浆压力表。孔口管的作用为:测量钻孔出水压力及涌水量,安装注浆栓塞,出现孔口涌水时及时关闭。
3、浆液配制
为了保证浆液质量,浆液配制时必须注意如下事项:
①制浆材料必须计量准确,水泥、超细水泥、速凝剂等固体材料采用重量称量法,水采用体积称量法,其中水、水泥、超细水泥称量误差不大于5%,外加剂称量误差不大于1% 。
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②严格按照顺序加料,掺外加剂的浆液中,水泥未完全溶解时不得加入外加剂,搅拌时不得将绳头、纸片等杂物带入搅拌机内,搅拌后的浆液经筛网过滤后方可进入注浆机。为避免浆液搅拌不匀,搅拌时间不得少于3min,掺有速凝剂的水泥浆必须在28min内完成。
③制浆量应保证注浆机能连续作业。
单液水泥浆(普通水泥)配制:先在搅拌机内放入定量清水进行搅拌,然后放入水泥(或超细水泥)连续搅拌3min即可。
水泥浆要有充分的可溶性和一定的结石强度,根据地层裂隙情况,经现场确定合理的水灰比,并在施工过程中依情况变化不断进行调整。注浆、堵水材料主要选用普通水泥浆,施工时根据现场注浆试验,确定合理、高效、经济、耐久的注浆材料。施工中根据实际情况进行选用,若遇到渗水流则注超细水泥单液浆,若遇到涌水量较大时,采用超细水泥注浆,必要时可采用聚胺脂浆液或其他高强快凝止水化学注浆材料,其水灰比和浆液比根据现场的水泥条件和聚胺脂条件试验后确定。
注浆材料采用普通水泥浆,水灰比1:1,由稀到浓逐渐变换,注浆压力按1-1.5Mpa。
搅拌时间:不小于5min 放置时间:不宜超过30min 4、注浆关键工序
注浆工艺流程图(详见图4-11)
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制作孔口钢管 施工准备 钻孔、清孔 安装固定钢管 制作水泥注 浆 压力流量 达到要求? 结 束 图4-14 开挖后加固圈径向注浆工序流程图
4.1压水试验
正式注浆前,用0.8倍的注浆设计终压(1.0-1.5MPa)进行压水试验,其目的:检查管路是否连接正常;测定岩层吸水量,以确定浆液的初始浓度、凝胶时间和预计注浆量;测定注浆压力损失情况,确定终压。
4.2注浆试验
在正式注浆前,须先进行注浆试验,以掌握浆液填充率、注浆量、浆液配比、浆液凝结时间、浆液的扩散半径、注浆终压等参数,为后续注浆提供科学依据,以确保注浆质量。
4.3、注浆施工
注浆材料采用普通水泥浆专用注浆泵。对于出水压力较小的注浆孔,可将止浆塞放入孔中直接进行注浆;对于岩层较差,水压力较大的注浆孔,可将注浆芯管焊在法兰盘上,再安装在孔口管法兰盘上进行注浆。
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注浆压力按1.0~1.5MPa,静水压力较大时,注浆压力应达到1.0~4.0MPa。
注浆开泵前旋转压力调节旋钮将油压调在要求的刻度上,随注浆阻力的增大,泵压随之升高,当达到调定值时,自动停机,对于预先不能设定压力值的注浆,在压力达到预定值时,要打开泄浆阀减压。注浆泵流量大小通过调整注浆机的运行速度来控制。通过变换水泥浆和聚胺脂的浓度以及水泥浆和聚胺脂的比例,调整双液浆的凝胶时间,为保证凝胶时间的准确,每变换一次浓度或配合比时,需要在泄浆阀口接混合后浆液,现场实测双液浆的凝胶时间,避免异常情况发生。
注浆总体按照先单液后双液,浆液先稀后浓逐级变换,注浆量先大后小,注浆压力由低到高的原则进行。注浆时存在以下情况须及时调整注浆材料或调整注浆压力封孔:
①注浆量和注浆压力稳步上升,当注浆压力和注浆量达到设计值的80~90%后,可选择1:1~0.8:1的双液浆封孔,以缩短下一阶段的扫孔间隔时间;
②注浆开始后,注浆压力上升很快,达到3MPa以上,其原因可能是岩体裂隙较小,进浆较慢,可改用进浆量小的注浆泵,连续注单液水泥浆直至封孔;
③注浆过程中,注浆压力较低,进浆量很大,且长时间压力不上升时,则先注水泥单液浆6~8min,然后间歇注水泥-聚胺脂双液浆,直至注浆压力上升至4MPa以上即封孔。
使用单液泵注双液浆时,先注入水泥浆,再注入聚胺脂。注浆过程中若要调整双液浆配比,先调整水灰比,再调整聚胺脂浓度。注浆过程中应做好施工记录,包括孔位、孔径、孔深、浆液配比、注浆压力、注浆量等。
注浆顺序:沿隧道轴线由低到高,由下往上,由少水处到多水处,从出水点四周由远到近,先注无水孔后注有水孔。注浆孔先施工奇数编
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号注浆孔,然后施工偶数编号注浆孔,同时作为检查孔,如果不能达到标准,则另设检查孔。
5、注浆量按下式估算
单孔浆液注入量根据扩散半径及岩层裂隙率按下式计算: Q=V ×η×ξ×β 式中:V——为加固体体积 ξ——取0.80,为注浆饱满系数
β——取1.1,为注浆材料损耗系数
η——围岩空隙率,空隙率一般取2.5%、5%,特殊情况下取10%,30%。
6、注浆结束标准:
单孔注浆量达到单孔设计注浆量的1.0-1.2倍或单孔注浆压力达到设计注浆压力并稳定10min时应结束注浆。单孔设计注浆量=总设计量/钻孔总长度×单孔长度。可结束本孔注浆。注浆结束时,应先打开泄浆管阀门,再关闭进浆管阀门,并用清水将注浆管路冲洗干净后方可停机。
7、注浆效果检查:
注浆后在分析资料的基础上采用钻孔取芯法对注浆效果进行检查,必要时进行抽压水实验。当检查孔的吸水量大于1.0L/(min·m)时,必须进行补充注浆,注浆钻孔及检查孔应封填密实。
8、围岩径向注浆施工注意事项
①钻进过程中遇涌水或岩层破碎造成卡钻,应停止钻进,进行注浆,扫孔后再行钻进;
②注浆过程中,若压力突然升高,应停止注浆,检查后,再行注浆; ③注浆过程中,注意观察初期支护的变形情况,准备好加固措施; ⑤钻孔:钻孔位置要准确,施钻时钻机要尽量贴近岩面,以保证开孔质量;换钻杆时要注意检查钻杆是否弯曲,有无损伤,中心水孔是否
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畅通等;
⑥注浆时如遇窜浆或跑浆,采用间隔一孔或几孔注浆方式; ⑦在围岩破碎及富水段钻孔注浆施工,必须安设反压防喷装置,以确保施工人员安全;
⑧施工排水沟要及时疏排,严防积水。
(三)地表注浆 1、注浆目的
在浅埋、偏压地段,为保证隧道施工安全和顺利开挖,隧道施工前,首先对该段进行地表注浆加固,降低地表渗水系数,改善洞顶石层的物理力学性能以提高隧道开挖中的围岩稳定性。
2、施工方案
(1)施工场地、测量放样
①平整场地:首先对于要注浆的施工场地进行平整,然后进行碾压密实;
②施工放线:按照设计布孔形式放出注浆孔位,并明确标示出来; ③钻孔前,对注浆段测设横断面,在横断面图上对每个钻孔进行放样,标明每个断面上点位的钻孔深度。
(2)钻孔
钻孔采用干钻或无水反循环,注浆套管采用跟管钻进,钻进至岩层基岩面以下设计要求部位。钻孔施工按照先两边、后中间的施工顺序,先进行最远一排孔的施工,然后进行最内一排孔的施工,最后进行中间一排加强孔的施工。在同一排,为防止相临施工孔之间窜浆,采用梅花形部孔。见下图:
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图4-15 地表注浆钻孔示意图
(3)压水试验
在两侧坡面第一个成孔作为压水试验孔,以此孔的压水量、终止压力来确定注浆压力、注浆量、影响半径等注浆参数,同时调整设计参数,确定合理的注浆施工参数。
(4)下管与封堵
注浆管采用φ42mm钢花管,每根钢花管上梅花形钻设注浆孔,梅花形布置。与注浆软管连接。钢花管与孔壁的间距1m范围用砼封堵或用止浆塞,以确保注浆孔的密封性。
(5)注浆
注浆顺序与钻孔顺序一样:按照先两边、后中间的施工顺序,先进行最远一排注浆孔的施工,然后进行最内一排注浆孔的施工,最后进行中间一排加强注浆孔的施工。在同一排,为防止相临施工孔之间窜浆,采用间隔施工法,按此顺序,直到全排孔施工完毕。
1)注浆施工步骤及施工重点
①施工注浆应先外侧边缘,后中心部位; ②土层注浆宜隔排跳孔、分层进行注浆; ③对于注浆效果较差地段应进行补充注浆。
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2)注浆结束标准
(1)注浆终压达到设计终压时,进浆量小于5-10L/min,(2)注浆后固积体抗压强度≥0.2Mpa。
(6)注浆效果检查
全部注浆完成以后7天,进行注浆效果检查和评定,不合格者进行补钻孔注浆。检查孔不少于6个。
1)对注浆过程中的各种施工记录资料综合分析,注浆压力和注浆量变化是否合理,是否达到设计要求。
2)检查孔是主要检测质量方法、取芯、肉眼判断注浆固结质量和抗压强度测定,固结土体强度大于0.2Mpa
3、注浆过程中异常情况处理
(1)冒浆 注浆过程中要认真观察周边地表及相邻管线的变化情况,由于浆液的进入,引起地层变化,封闭强度较低的地方,首先可能会冒出浆液,这就需要在冒浆处加以堵塞,必要时采取间歇注浆方式,以保证浆液有效的注入地层。
(2)注浆压力变化 注浆过程中,压力要在控制范围之中,过大或过小的注浆压力都不能满足施工需要,如果压力过低应该检查是否有漏浆之处,或浆液通过地下某些管道流走,压力过高应检查是否管路或混合器被堵塞。施工时需要观察好注浆终压不能高于规定的注浆压力值。
(3)凝胶时间变化 凝胶时间需要根据被加固土体的性质来调整。地层含水量大时,浆液容易被地下水稀释,影响固结效果,需要缩短凝胶时间;含水量少,为了扩散一定范围,需要延长凝胶时间。凝胶时间由双液浆的混合比例来控制,水泥浆比例高,凝胶时间短。需在现场根据地质情况调控,才能满足施工要求。
(4)注浆量调整 地层的注浆量是否合适是地层加固的效果的体现,采用隔孔注入方式,这样既避免注浆孔互相影响,又使后注孔起到补充
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先注孔的作用,保证土体浆液扩散均匀
4、施工注意事项
(1)注浆时,钻孔应严格按照孔位开孔,钻机立轴方向必须精确控制,以保证孔口管的孔向准确,钻孔偏斜率控制在(0.5-1)%。
(2)为达到注浆目的,对注浆参数应通过实验或实践来完善、调整,应选点做压水实验,测定岩层单位吸水量、周围空隙率、渗透系数、涌水量等,为确定浆液配合比、扩散半径等提供依据。
(3)注浆应有专人填写注浆压水记录表,记录时间、浆液消耗量及注浆压力等数据。 五、劳动力及机械配置
注浆人员组织:成立专门的注浆作业班,每班20人。
序号 1 2 3 4 5 6 工种 施工负责人 测量员 钻孔工 注浆工 浆液制备工 杂工 人数 1 3 6 6 2 2 隧道预注浆机具设备包括钻孔机械、注浆泵、浆液搅拌机、止浆塞、混合器以及流量计、压力表、阀门、注浆管路等配套装置。采用机械设备见下表:
序号 1 2 3 4 5 名称 多功能台架 锚杆钻机 电动空压机 砼搅拌运输车 砼输送泵 规格型号 自制 KR80412-3 40m3 CWB520 HBT60C 23
现状 数量(台) 良好 良好 良好 良好 良好 2 1 2 3 1 备注 6 7 8 9 10 11 自行式液压衬砌台车 高压注浆机 混合器 止浆塞 水压表 搅拌机 L-12m 良好 1 1、1 1 2 2 1 ZG6310、KBY50/70 良好 良好 良好 良好 良好 六、质量控制措施 (一)超前帷幕注浆质量控制措施
1、做好超前地质预探预报工作,包括地质调查、TSP探测和超前探孔等。
2、施工前对沿隧道建筑限界附近范围内的地表水文地质情况进行调查和监测。
3、在接近进入设计富水区段施工处设立试验段进行注浆参数的选定和调整,现场培训直接施工作业人员。
4、建立完善的质量管理体系,设立质量检查小组,现场设质量检查员,随时对施工的各个环节进行监督检查,定员定岗,质量责任到人。
5、严格按施工图进行施工,进行层层把关,杜绝不合格的产品进入下道工序。
6、加强现场施工材料管理,严格执行进料检验制度,保证施工材料满足设计要求,不合格材料不得进场使用,确保工程质量。
7、严格施工纪律,确保钻孔深度,做好钻孔记录。严格按照技术交底作业,按照注浆工艺流程施工,做好施工记录,孔口管与管壁之间封闭密实,防止孔口处跑浆,确保注浆质量。
8、注浆前,先对钻孔注浆设备进行检修,确保设备正常使用以免影响注浆质量。注浆开始时宜采用小流量以免堵塞浆液渗透通道。注浆结束必须达到设计标准。注浆结束后,应综合分析钻孔注浆记录,并打检查孔检查注浆效果,如不能满足要求,则要补注。
9、定期召开质量分析会议,对注浆工艺进行改进,提高注浆质量,
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并组织质量教育,严格执行“三检”制度,强化工序控制。
10、在注浆工艺操作中,灵活的掌握单液、双液相结合的原则;采用凝胶时间长短相结合的浆液;正确地决定注浆顺序、注浆起止时间,注浆初压和终压等参数,选用泵量大、压力大、注浆量可调的适用于不同注浆要求的注浆泵等,都是建造止浆岩盘行之有效的措施。
11、注浆加固止浆岩盘时,采取先注无水区,后注有水区,先注无水孔,后注有水孔;先注小水孔,后注大水孔;先内后外,先上后下;先近后远的程序进行,逐步加固止浆岩盘,用浆液填砼之间,砼与围岩之间的裂隙使之形成一个整体。
12、注浆压力是注浆加固止浆岩盘的重要参数,一般注浆加固均采用定压注浆,即注浆压力稳步上升当达到设计压力后用双液去封孔。对无水孔可采取上述的原则。对于有水孔和泄水孔注浆时,由于这些管路与引流管存在通水管路,此时注浆无注浆压力,可采用先注单液浆,待连通孔窜浆且浆液较浓后,改注双液浆充填两孔之间的连通管路,确定达到注浆效果后停注。
13、在隧道注浆施工中,必须根据出水情况及掌子面围岩状况,采取全断面止浆墙、局部止浆墙或钻孔注浆加固掌子面等措施,来建造一个完整的止浆岩盘,保证帷幕注浆的效果。利用止浆岩盘变动水为相对或暂时静水,是封堵大股涌水的关键所在。
(二)围岩径向注浆质量控制措施
1、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。
2、小导管安设在孔口,用锚固剂锚固牢,必要时可在小导管附近及工作面补喷混凝土。
3、严格按照设计的段长进行注浆,不任意延长长度,必要时进行重复注浆,确保注浆质量。
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4、在注浆过程中加强与设计、监理、项目部相关部门的联系,出现异常时,立即停止注浆,经请示设计、监理、项目部后进行下一步作业。
5、注浆过程中,尽量保持管路畅通,防止因管路堵塞而影响注浆结束标准的判断。
6、注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化情况,分析注浆情况,防止堵管、跑浆、漏浆。做好注浆记录,包括孔位、孔径、孔深、浆液配比、注浆压力、注浆量等,以便于分析注浆效果。
7、严格进行注浆效果评定,符合要求时才能结束注浆作业,当未达到注浆结束标准时,立即进行补孔注浆。
8、注浆结束后,及时将注浆孔和检查孔封堵密实。 (三)地表注浆质量控制措施
1、注浆钻孔采用钻机成孔,钻机须安装牢固,定位稳妥、固定。注浆孔应跳孔施钻,不应全部钻孔完后再注浆,以免孔位串浆,增加难度及清孔工作量。
2、各类设备应就近安装固定管线,不宜过长,以防压力和流量消耗。 3、钻机成孔插入注浆管后及时封堵孔口及附近的地面裂缝以防冒浆。 4、注浆用的浆液应经过搅拌机充分搅拌均匀后才能开始注浆,并应在注浆过程中不停地缓慢搅拌,搅拌时间应小于浆液初凝时间。浆液在泵送前应经过筛网过滤。
5、注浆施工时,采用自动流量和压力记录表,并及时对资料进行整理分析。
6、开启或关闭注浆泵时必须先开启或关闭化学注浆泵,以免堵塞管路。
7、注浆过程中尽可能控制流量和压力,防止浆液流失。 8、不得将盛浆桶和注浆管路暴露于阳光下,以防浆液凝固。
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七、安全环保措施
(一)安全措施
1、施工区域应设警示标志,严禁非工作人员出入。 2、施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修。
3、为保证施工安全,现场应有专人统一指挥,并设一名安全员负责现场的安全工作,坚持施工前安全教育制度。
4、施工中保证机械作业的施作空间,确保协调安全施工。 5、钻机在掌子面必须安装牢固。
6、孔口管外端连接特制泄水闸阀及孔口封闭器,泄水闸阀的出水方向雨钻机操作平台方向相反,泄水闸阀外端连接相应规格的无缝钢管并与临时排水管路相连或将涌水引离工作面。
7、钻探注浆期间,作业面应尽量做好通风防尘工作。
8、一旦遇到突发情况,现场人员必须立即通知调度部门,调度部门必须将情况立即上报。
9、特殊工种持证上岗,严禁无证操作。
10、配备专职安全员跟班检查当班安全隐患,及时发现问题,防患于未然。
(二)环保措施
1、设立排浆沟、集浆坑,对废浆、污水进行集中沉淀处理后,再进行排放至指定位置,认真做好无害化处理,从根本上防止施工废浆乱流。
2、对各类施工机械、机具采取定人定点控制,对操作人员进行安全、环保教育。 八、附表
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掌子面地质素描记录表 工程名称: 施工里程: 编号:质统-地质01 编项目 状态描述 号 名称 开挖 开挖 开挖 掌子面 开挖 1 宽度 高度 面积 其它 尺 寸 方式 (m) (m) (m2) 掌子面 正面不能自2 稳定 正面掉块 正面挤出 其它: 状 态 稳 毛开挖 随时间松弛、自稳困难、3 自稳 要超前支护 其它: 面状态 掉块 要及时支护 岩石强度 4 30~60 15~30 5~15 <5 其它: (MPa) 5 风化程度 微风化 弱风化 强风化 全风化 其它: 裂隙间距 6 >5 3~5 1~3 <1 其它: (mm ) 7 裂隙形态 密集 部分张开 开口 夹有粘土 其它: 土砂状、细8 裂隙形态 随机、方形 柱状 层状、片状 其它: 片状 涌水状态 无水 渗水 整体湿润 涌出或喷出 特别大 9 围岩级 别划分 附 图 填表单位: 填表: 工地主管: 驻地监理: 年 月 日
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径向注浆钻孔注浆汇总表 工程名称: 施工里程: 编号:质统-钻注05 注浆材料名称及配比: 钻孔 编号 合计 钻孔 开始 结束 钻孔深度(m) 开始 注浆 结束 注浆量 (m3) 填表单位: 填表: 工地主管: 驻地监理: 年 月 日
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全断面超前预注浆钻孔检查表(分表) 工程名称: 施工里程: 编号:质统-钻注01 钻机型号 钻孔时间 钻孔方式 钻孔直径(mm) 钻孔角度(度) 偏 角 立 角 设计 设计 设计 开始 钻孔编号 结束 实际 实际 实际 钻孔深度(m) 钻孔过程中出现的问题及处理方法 备 注 自检意见及签名 填表单位: 填表: 工地主管: 驻地监理: 年 月 日
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全断面超前预注浆钻孔检查汇总表 工程名称: 施工里程: 编号:质统-钻注02
钻孔时间 出水量 钻孔编号 钻孔深度 (m3/h) 开始 结束 填表单位: 填表: 工地主管: 驻地监理: 年 月 日
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全断面超前预注浆注浆检查表(分表) 工程名称: 施工里程: 编号:质统-钻注03 注浆机型号 注浆时间 注浆方式 注浆材料 浆液配比 单孔注浆量(m3) 注浆终压(MPa) 设计 设计 开始 注浆孔编号 结束 实际 实际 注浆过程中出现的问题及处理方法 备 注 自检意见及签名 填表单位: 填表: 工地主管: 驻地监理: 年 月 日
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全断面超前预注浆注浆检查汇总表 工程名称: 施工里程: 编号:质统-钻注04 注浆孔 注浆时间 注浆量 浆液种类 (m3) 编 号 开始 结束 填表单位: 填表: 工地主管: 驻地监理: 年 月 日
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基底钻孔注浆加固汇总表 工程名称: 施工里程: 编号:质统-钻注06 注浆材料名称及配比: 钻孔 编号 合计 钻孔 开始时间 结束时间 钻孔深度(m) 开始时间 注浆 结束时间 注浆量 (m3) 填表单位: 填表: 工地主管: 驻地监理: 年 月 日
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注 浆 效 果 检 查 评 定 表 编号:质统-钻注07 工程名称 工程地点 施工单位 注浆里程段 1.超前地质预测预报(TSP203、红外线、超前钻孔,及其它物探)情况: 2.工程地质与水文地质情况: 3.涌(渗)水量和水压力情况: 4.注浆方式: 5.注浆材料及采用的水灰比和体积比: 6.注浆结束情况: 7.注浆效果综合评定:(不够可附页) 填表: 复核: 工地主管: 驻地监理: 年 月 日
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注 浆 施 工 周 报 表 工程名称 工程地点 1.注浆设计 注浆孔数: 注浆材料: 注浆总数量: 注浆孔平面布置图: 施工单位 注浆里程段 YR622A-2 A-3A-1 B-1 23456C-1 234567D-1 2345678YM15R544M10N10N15N20M20E-1 23456789F-1 2345678910G-1 234567891011H-1 234567891011XM5N5 N25N30M30M25X78910I-1 234J-1 234567891092345678K-1 345678L-1 2O56N1 N36M1 M37 (图例) 36
2.现场实施情况 本周完成注浆孔数、孔号: 累计完成注浆孔数: 本周完成注浆量: 累计完成注浆量: 注浆孔平面布置图: (图例) 132.720.558.775.624.3103.520.832.6118.873.417.9211.811.2327.668.9123.317.718.113.727.394.712.825.011.076.053.586.228.660.459.213.452.996.033.615.5144.312.446.816.764.05.534.941.827.3139.519.435.143.026.136.66.2137.911.631.216.79.234.948.628.756.228.337.325.138.314.770.732.629.899.754.230.521.812.010.851.221.214.383.83.钻孔注浆过程中出现的特殊问题: 填表: 复核: 工地主管: 驻地监理: 年 月 日
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