暗挖隧道帷幕注浆工程施工组织设计方案

1、目录1 施工概况11.1 地质概况12 注浆目的33 注浆段落44 注浆前准备工作45 注浆施工方案45.1 孔位布置45.2 钻孔65.3 埋设孔口管65.4 工艺性试验确定注浆参数66 注浆工艺和作业要点66.1 注浆工艺流程66.2 注浆段长和注浆孔的布置66.3 注浆方式66.4 注浆量确定66.5 止浆岩盘76.6 埋设孔口管76.7 钻孔76.8 浆液配制86.9 注浆准备86.10 注浆86.11 注浆速度96.12 注浆结束标准96.13 注浆验收96.14 异常情况处理106.15 注意事项107.安全质量保证措施107.1 安全保证措施107.2 质量保证措施11林边站 金

2、融中心站区间隧道帷幕注浆施工方案1 施工概况林金区间起始里程为DK36+157.837DK36+635.939，双线隧道，左线长度474.195m，右线长度 478.102m，区间线间距约 13.0m15.0m。区间线路走线主要顺延东宅社村道至金钟路，原始地貌以坡残积台地为主，局部为冲洪积阶地。沿线场地经挖填夷平等强烈人工改造，沿线地势平坦，地面高程约 12.819.6m。本区间线路基本延东宅社村道至金钟路， 村道属社区主干道， 道宽 5m 左右，交通繁忙；道路两侧有工厂、居民区，人流量较大。线路方向右侧基本上已经完成拆迁工作。林边站 ? 金融中心站YD36+437 竖井图 1-1 林金区间线

3、路平面航拍图1.1 地质概况图 1-2 林金区间有限地质断面图本区间注浆围残积砾质粘性土、全风化花岗岩、散体状强风化花岗岩，如图2 所示，具体各岩土体基本特征简述如下：<11-1-2>残积砾质粘性土：灰白色、灰黄色，可塑，主要以长石等矿物风化后的粘性土为主，含石英颗粒在 1020%，该层可见少量黑云母碎片，粘性较差，韧性低，干强度中等，无摇震反应，切面粗糙。根据室试验：天然密度 =1.81.9g/cm3，天然含水率 w=24.729.5%，天然孔隙比 e0=0.8 0.9，液性指数 IL=0.3 0.4，压缩系数 a0.1-0.2=0.30.4MPa(-1)，压缩模量 Es0.1-

4、0.2=5.3 6.9Mpa，直剪指标：凝聚力 c=28.129.1kPa，摩擦角 =22.4 24°。<11-1-3>残积砾质粘性土：灰白、灰黄、肉红色，硬塑，主要以长石等矿物风化后的粘性土为主，含石英颗粒在 1020% 。该层可见少量黑云母碎片，粘性较差，韧性低，干强度中等，无摇震反应，切面粗糙。根据室试验：天然密度=1.801.87g/cm3，天然含水率 w=21.530.0%，天然孔隙比 e0=0.760.94，液性指数 IL=0.080.41，压缩系数 a0.1-0.2=0.23 0.37MPa(-1)，压缩模量 Es0.1-0.2=5. 07.7Mpa，直剪指

5、标：凝聚力 c=30.133.3kPa，摩擦角 =19.822.0°。<11-2>为花岗岩风化产物，根据物理力学性质差异，可分为可塑状残积砾质粘性土 <11-2-2>及硬塑状残积砾质粘性土<11-2-3>两个亚层：<11-2-2>残积砾质粘性土：褐黄、灰黄、灰白色，硬塑，主要以长石等矿物风化后的粘性土为主，含石英颗粒在 2025%，该层可见少量黑云母碎片，粘性较差，韧性低，干强度中等，无摇震反应，切面粗糙。根据室试验：天然密度=1.811.90g/cm3，天然含水率 w=20.927.9%，天然孔隙比 e0=0.720.89，液性指数

6、IL=0.050.31，压缩系数 a0.1-0.2=0.200.35MPa(-1)，压缩模量 Es0.1-0.2=5.407.80Mpa，直剪指标：凝聚力 c=26.131.1kPa，摩擦角 =19.625.5°。<11-2-3>残积砾质粘性土：灰白、灰黄色，硬塑，主要以长石等矿物风化后的粘性土为主，含石英颗粒在 2025% 。该层可见少量黑云母碎片，粘性较差，韧性低，干强度中等，无摇震反应，切面粗糙。根据室试验：天然密度 =1.81.9g/cm3，天然含水率 w=21.428.4%，天然孔隙比 e0=0.700.90，液性指数 IL=0.1 0.3，压缩系数a0.1-0

7、.2=0.20.3MPa(-1)，压缩模量 Es0.1-0.2=5.70 7.30Mpa，直剪指标：凝聚力 c=28.41 31.9kPa，摩擦角 =20.8 23.0°。<17-1>全风化花岗岩：灰白、灰黄色，花岗结构尚可辨认，岩石已风化成砂土状，岩芯呈土柱状，手捏易散。场地围广泛分布， 钻探揭示该层层厚1.110.9m，顶板埋深 017.2m。该层共进行标贯25 次，标贯实测击数平均值N=35.9 击/30cm，标贯修正击数平均值 N=28.5 击 /30cm。<17-2>散体状强风化花岗岩（5(3 （1）b)）：灰白、灰黄色，花岗结构，岩石已风化呈土状及

8、砂土状，岩芯呈土柱状，手捏易散。场地围广泛分布，钻探揭示该层层厚1.0 9.0m，顶板埋深 1.619.2m。该层共进行标贯36 次，标贯实测击数平均值N=63.2 击/30cm，标贯修正击数平均值 N=48.2 击 /30cm。2 注浆目的注浆主要目的是加固围岩，限制排水量，保证隧道稳定，确保施工及运营安全。施工过程中根据工程场区环境敏感程度，超前地质预报预测及揭示的地质条件予以调整，为达到目的， 施工中根据具体工程地质、水文地质、条件选用防渗、堵水、固结为目的的一种或几种组合注浆措施。3 注浆段落区间矿山法隧道采取上半断面帷幕注浆和全断面帷幕注浆，对掌子面前方地质进行超前加固。具体段落如表

9、1表 1 林金区间帷幕注浆汇总表线路隧道里程段落注浆长度（ m）注浆方式DK36+157.837DK36+172.83715全断面帷幕注浆DK36+190DK36+26575上半断面帷幕注浆左线DK36+280DK36+35575全断面帷幕注浆DK36+355DK36+388.90730上半断面帷幕注浆DK36+620.939DK36+635.93915全断面注浆DK36+157.837DK36+172.83715全断面帷幕注浆右线DK36+230DK36+27545上半断面帷幕注浆DK36+620.939DK36+635.93915全断面注浆4 注浆前准备工作注浆人员组织：成立专门的注浆作业

10、班，每班4 人。隧道预注浆机具设备包括钻孔机械、注浆泵、浆液搅拌机、压力表、阀门、注浆管路等配套装置。采用机械设备见下表：表 2注浆施工机械设备配备表序号名称规格型号产地现状数量( 台)备注1露天潜孔钻车KGH4中国良好12注浆机中国良好13压力表中国良好24搅拌机中国良好15 注浆施工方案5.1 孔位布置注浆围为隧道开挖线以外3m，注浆扩散半径为1.5m，注浆段长度为 15m，一个注浆段完成后留3m不开挖作为下一注浆段的止浆岩盘。帷幕注浆布置见下图图 5-1帷幕注浆断面示意图图 5-2全断面帷幕注浆钻孔布置图图 5-3半断面帷幕注浆钻孔布置图5.2 钻孔根据超前地质预报情况布置注浆孔位置及数

11、量。根据图示半断面每循环超前预注浆共设置 22 个注浆孔， 1 9孔深 13 米， 10 22孔深 16 米，全断面每循环超前预注浆共设置40 个注浆孔， 116孔深 13 米，17 40孔深 16米，注浆孔开孔直径 ?130，终孔直径 ?108。5.3 埋设孔口管注浆前在制浆岩盘埋设100mm热轧无缝钢管作为孔口管，注浆导管外露20cm，孔管长 2.2m。孔口管埋设牢固，并有良好的止浆措施。5.4 工艺性试验确定注浆参数在正式注浆前，选择三孔进行注浆试验，初步掌握浆液充填率，注浆量，浆液配合比，凝胶时间，浆液扩散半径，注浆终压等指标。试验时注浆采用定压注浆：采用单液普通水泥浆，浆液浓度图纸设

12、计水灰比围分别采用水灰比：0.55 。注浆终压为 0.5 1.0MPa，施工时可根据现场实际情况进行调整，注浆时应派专人进行地面观察和监测，防止注浆造成地面隆起。6 注浆工艺和作业要点6.1 注浆工艺流程图 6-1注浆工艺流程图6.2 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 15m，帷幕注浆就是要使浆液扩散到注浆帷幕围的所有岩层裂隙中，所以注浆孔的布置要以浆液扩散不出现空白为原则。6.3 注浆方式采用前进式注浆或后退式注浆。当钻孔过程中未遇见夹泥层或涌水，采用后退式注浆；在钻孔过程中遇到泥夹层或涌水，立即停止钻孔，采取前进式注浆，直至终孔。6.4 注浆量确定每循环长度为 15m，

13、单孔有效扩散半径为1.5m，注浆围为隧道开挖轮廓线外3m。注浆压力：注浆终压为0.51.0MPa，施工中根据现场注浆试验进行调整。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：注浆压力及单孔扩散半径：单孔注浆有效扩散半径为1.5m。浆液单孔注浆量： Q=· R2·L·n··式中： Q单孔注浆量（ m3）；R浆液有效扩散半径（ m）取 1.5m；L注浆段长度（ m）；n围岩孔隙率，取 2-3%；浆液充填系数，取 1，；损失率，取 1.1；6.5 止浆岩盘在进行注浆前需对掌子面喷射 25cm 厚 C25 混凝土作为止浆墙，一个注浆段

14、完成后留 3m 不开挖作为下一注浆段的止浆岩盘。6.6 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 KGH4型钻机钻 3m深，再将 100 孔口管插入， 外露 20cm，管壁与孔口接触处用麻丝填塞，再向孔口管注浆固结。孔口管起着导向作用，钻孔安装时要控制好外插角度。安装孔口管的后， 测量涌水量，并按表格填写记录， 主要容有按孔号、进尺、起始时间、岩石裂隙发育情况、出现涌水位置、涌水量和涌水压力等。6.7 钻孔先根据设计图孔位，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

15、杆尾端，用全站仪检查钻杆的姿态并调整。钻机安装应平整稳固，保证钻杆中心线与设计注浆孔中心线吻合，在钻孔过程中要经常检查校正钻杆方向。注浆孔的孔底偏差应不大于孔深的 1/40 孔深，检查孔的偏差应不大于孔深的 1/80 孔深。当采用后退式注浆时，可直接钻孔至设计深度。当采用前进式分段注浆时，采取钻一段注一段的方式，直至设计深度。钻孔按先外圈，后圈的顺序进行，同一圈孔间隔施工。钻孔时，还要严格作好钻孔记录，包括孔号、进尺、起止时间、岩石裂隙发育情况，出现涌水位置、涌水量和涌水压力。钻孔过程中、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。6.

16、8 浆液配制（1）单液水泥浆按照注浆工艺性试验确定的配合比，单液水泥浆采用水灰比： 0.55 。先在机放入定量清水进行搅拌，然后放入水泥，连续搅拌 3 分钟即可。（2）制浆注意事项为了保证浆液质量，配料时制浆材料必须计量准确。水泥固体材料采用重量称量法，水采用体积称量法，其中水泥、水称量允许偏差不大于 1%。严格按照配比加料，搅拌时不得将绳头、纸片等杂物放入搅拌机，搅拌后的浆液必须经过筛网过滤后方可进入注浆机。搅拌时间不得少于 3min, 以免浆液搅拌不均匀。6.9 注浆准备（1）通过压水检查注浆管路密封性，同时冲洗岩石裂隙， 扩大浆液通路，增加浆液冲塞的密封性。（2）对于在工作面上显露并和注

17、浆孔连通的裂隙，应喷射砼予以封闭， 喷射砼以 25cm为宜，以免浆液从裂隙泄露。（3）检查浆液材料数量能否满足连续注浆要求， 如不能保证注浆要求， 则要等补足数量后才能注浆。（4）要对注浆系统进行压水检查， 压力一般为设计注浆压力的 1.2 倍。以检查各注浆机具的密封性和完好性， 同时检查搅拌机运行状况， 发现问题立即解决，以免在注浆过程中因机械故障而造成注浆中断。（5）检查止浆塞的磨损程度， 若发现止浆塞不能有效密封注浆， 应立即更换，以免从止浆塞返浆，凝固后使注浆芯管无法拔出，影响正常施工。6.10 注浆在每次进行注浆前，均对该钻孔的水压、水量进行测定，以便对浆液类型和终止注浆压力的选定。

18、出水量通常采用桶装法测定，水压采用关闭高压闸阀并在止回阀位置安装一高压水表进行测定。注浆时按照顺序施作：从注浆段两边到中间，间隔跳孔，逐渐加密，以达到挤密加固的目的。开始注浆后，随时控制好注浆压力（ 0.5 1.0MPa）。注浆压力表安装在注浆泵靠出浆管上， 记录时记录压力摆动的平均值，压力波动围不大于灌浆压力的 20。在压力突然迅速增加时，应立即停机，以防破管伤人。准确测量吸浆量以此判断是否改水灰比比级，监测浆液性能（比重、含灰量等），适时调整浆液性能，使浆液性能保持在最佳状态。为防止注入浆液过早堵塞浆液渗透通道及过多的浆液向要求帷幕围以外扩散，通常灌浆浆液浓度遵循由稀到浓的原则逐级改变，在

19、注浆量达到预期数量后注入浓浆对外渗通道予以封堵。但对注浆孔周围有裂隙水渗流部位，浆液采取由浓到稀或先双液后单液的方式进行注浆，使先注入的浆液与地下水一道流动，在流动通道中凝固，堵塞地下水外排通道，然后换注稀浆或单液浆，使浆液沿注浆孔出水通道压入（浆液转换模式必须精确掌握转换时间，过早会导致对出水通道封堵无效，过迟则会堵塞后续浆液的压入通道）。单孔注浆结束条件：预注浆各孔段均达到设计终压并稳定 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 。注浆过程应派专人进行过程控制，负责填写注浆记录表，记录注浆时间、注浆压力、浆液消耗量等数据，以便注浆结束后进行效果检查。

20、6.11 注浆速度注入速度围 5-110L/min ，施工时可根据现场情况进行调整。6.12 注浆结束标准（1）注浆结束标准根据注浆压力和注浆量来控制。 一般采用定压注浆。 当注浆压力逐步升高，达到设计终压并继续注浆 10min 以上，进浆量小于初始进浆量的 1/4 ，检查孔涌水量小于 0.2L/min ，可结束本孔注浆；全段注浆结束标准：所有注浆孔均符合单孔结束条件， 注浆后隧道预测涌水量小于 1m3/(d.m), 可结束本循环段注浆。注浆结束时，应先打开泄浆管阀门，再关闭进浆管阀门并汲清水将注浆管路冲洗干净后方可停机。（2）注浆效果检查注浆结束后，必须在分析资料的基础上进行注浆效果检查，可

21、采取钻孔取芯法对注浆效果进行检查；或进行压（抽）水试验，当检查孔的吸水量大于1.0L/(min.m) 时，必须进行补充注浆；或采取连续测流量观测的方法，当所测流量小于设计涌水量时，则注浆效果满足要求。6.13 注浆验收注浆效果经检查达不到设计要求时，不得进入下道施工工序，由施工单位采取补浆措施，并经监理复检合格后方可进行开挖。6.14 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，缩短胶凝时间；若仍跑浆，在漏浆处采用普通风钻钻浅孔注浆固结。当注浆压力突然增高，则只注纯水泥浆或

22、清水，待泵压恢复正常时，再进行注浆；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，缩短胶凝时间，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，以便凝结；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。6.15 注意事项为确保注浆效果，施工中要做好以下工作：1、认真填写掌子面地质描述，及时上报超前地质预报成果，以指导施工。2、严格按设计和施组安排进行布孔，严格掌握布孔参数， 并认真做好钻孔记录。钻孔资料将对注将施工提供较为直接依据。3、严格按既定注浆顺序按跳孔原则定量定压或定压原则进行控制钻孔和注浆施工。4、严格控

23、制现场注浆， 按设计原则进行注浆量控制，当出现个别注浆孔长时间注浆而压力不上升时，适当调整注浆材料和浆液配比参数，以便通过采取复注浆措施到达可控区域注浆，并满足加固圈厚度要求。6、复注浆措施：当注浆压力长时间不上升时，应停止注浆，待8 小时后对该孔继续注浆或在该注浆孔旁进行补孔注浆。7. 安全质量保证措施7.1 安全保证措施成立以工区长为第一责任者的安全生产组织领导机构，自上而下形成安全生产保证体系。 召开安全生产会议， 分析安全生产形势， 总结和部署安全生产工作，组织安全培训。对施工生产实施全过程安全监控。落实安全生产责任制，做到责、权、利相统一，层层签订安全生产包保责任状，把安全生产职责落实到每一级，落实到注浆工点、工序、职工