注浆作业指导书

1、新建铁路武汉广州客运专线重点隧道工程SD标三工区注浆作业指导书编制： 审核： 批准： 中铁隧道集团有限公司武广客运专线SD标项目经理部三工区二五年七月十六日一、编制说明为了使三工区大瑶山一号、二号隧道及九峰河导流洞、横洞工程的注浆工作能够顺利有序的开展，确保注浆及其质量符合设计要求，保障注浆工作的按步有序进行，特编制注浆作业指导书，以规范注浆作业人员行为，指导注浆作业。二、编制依据1、铁道部部颁标准TB10003铁路隧道设计规范；2、铁道部部颁标准TB10204-2002铁路隧道施工规范（2002-07-01实施）； 3、铁道部颁布的高速铁路暂时规定；4、设计图纸、施工组织设计、现场实际施工情

2、况。三、工程地质简况地层岩性：震旦系上统(Z2-3)地层，为深灰色、灰色、及灰绿色中细粒浅变质石英砂岩、砂质板岩及板岩互层；地层岩性：寒武系下统(1)地层，为浅变质长石石英砂岩、砂质板岩、浅变质粉砂岩夹泥质板岩（板岩）；泥盆系中下统桂头群(D)，为砂砾岩、石英砂岩、砂岩、细砂岩、粉砂岩夹页岩。三工区管段内一号隧道出口段穿越F12、F13两条断层，二号隧道进口段穿越F1、F2两条断层，九峰河导流洞处于大瑶山一号隧道断层破碎带中，断层地段具有破碎、浅埋、富水等特点，预计极易发生突水、坍塌等灾害，横洞基本为级围岩，地层岩性较好。一号隧道出口洞口段40m为偏压段，距隧道出口560m处为20m长的浅埋段

3、明洞；距隧道出口734m、650m、540m三段为浅埋偏压段，基本有部分洞身外露，长度分别为19m、11m、20m。浅埋或明洞地段均采用盖挖暗挖法施工。二号隧道进口端（明洞6m、暗洞9m地段）为偏压地段，偏压较严重，设计采用基础增设挖孔桩及承台形式增强地基承载力。二号隧道存在高温、高地应力不良地质段。地下水主要以基岩裂隙水为主，划分为碎屑基岩裂隙水和浅变质岩基裂隙水两种。地下水、地表水一般对砼无腐蚀性。四、施工方法、超前小导管及中空锚杆注浆一般地段采用R25中空注浆锚杆（L=2.5m3.0m3.5m4.0m四种长度）注浆，超前支护采用超前小导管注浆，中空注浆锚杆在初喷面上施钻安装注浆，超前小导

4、管在架立拱架后施钻安装（尾部与拱架焊接）注浆。1、超前小导管注浆施工方法隧道拱部、边墙、底部设计设置超前小导管，小导管外插角5°15°，方向与线路中线平行。 喷砼封闭岩面。 测量放样：按设计位置、尺寸及数量, 在掌子面上准确画出本循环需施设的小导管孔位。 钻孔：采用风钻钻孔。 钢管加工及施工:将前端加工成尖锥状, 除尾部1.0m不钻孔,导管尾部采用6钢筋箍紧，管壁四周钻压浆孔。孔径为10mm，间距15cm，梅花型布置。 插入及孔口密封处理：钢管由专用顶头顶进，孔口用胶泥麻筋堵塞严密，钢管尾端外露与钢拱焊接在一起。 小导管注浆：注浆：采用UB3C（3m3/h、工作压力2MPa

5、）型注浆泵进行注浆,注浆压力为0.40.8Mpa左右，注浆结束后, 封堵管口, 以防浆液倒流管外。 小导管注浆工艺详见图1“小导管注浆施工工艺流程图”。水水泥储浆桶孔口阀测 量 放 线注浆泵搅拌机注 浆注浆效果检查是否达到要求进入开挖工序封闭开挖面孔 口 处 理安装注浆导管是补 孔否钻 孔清 孔 检 查注浆管固定注浆导管注浆口防护 注：浆液配比严格按配合比施工，补孔深度不低于原孔深。图1 小导管注浆施工工艺流程图2、锚杆施工方法A、中空注浆锚杆a、工艺流程：造孔清孔插入插杆安设止浆塞、排气管配制浆液注浆承压垫板及螺帽紧固。(1) 定位：开挖断面检查合格后，按设计要求在岩面上画出本次锚杆孔位。(

6、2) 钻孔：采用人工手持风钻造孔，钻孔技术要求：孔径3842mm；开口偏差小于5cm；方向偏差小于2%；孔深比锚杆插入部分长35cm。钻孔方向尽可能与岩层层面垂直。(3) 将锚杆慢慢插入距孔底35cm位置。杆体插入后，及时将孔口用水泥沙浆或其它堵塞物堵塞严密,并设置排气孔。(4) 锚杆注浆：注浆压力调整在0.40.8Mpa，使浆液慢慢注入，当排气孔有浆液流出时，关闭排气孔，稳压注入35分钟后停止注浆。 承压垫板及螺帽安装，注浆完毕止浆后在锚杆尾部加上垫板、螺帽，不紧固。注浆24小时后，对螺帽进行紧固，紧固力在10KN/m220KN/m2为佳。b、中空注浆锚杆施工技术措施：(1) 开挖后，立即检

7、查围岩面和进行初喷砼，及时施作中空注浆系统锚杆。(2) 锚杆原材料规格、长度、直径符合设计要求，锚杆杆体不能有油污或其它不符合规范要求的缺陷。锚杆孔位、孔深及布置形式符合设计要求，注浆用浆液通过试验确定，其凝结锚固强度不低于设计值。 (3) 锚杆钻孔严格按设计要求定出孔口位置，孔位偏差不大于20mm；钻孔保持圆顺而平直，孔口岩面平整，钻孔与岩面垂直；钻孔深度及直径与杆体相匹配。(4) 锚杆杆体插入锚杆孔时，保持位置居中，锚杆垫板与孔口砼密贴（当垫板与岩面偏角大于16°时采用速凝砂浆调平）；随时检查锚杆头的变形情况。c、中空注浆锚杆施工工艺见下图2“中空注浆锚杆施工工艺框图”。 钻 孔

8、 清 孔 验 孔插入锚杆杆体 固定锚杆 孔口处理 注 浆 注浆准备加工锚杆杆体 补孔是否 验 收安装垫板、螺帽紧固螺帽测量定锚杆孔位 不合格 合格合格24小时后 注：严格控制浆液配合比，保证注浆质量，锚杆孔尽可能做到与岩体较大节理面垂直。注浆到排气孔有浆液流出时，稳压注浆35分钟既可停止注浆。当杆体与岩面夹角小于85°时采用速凝砂浆将孔口找平，确保垫板受力均匀。图2 中空注浆锚杆施工工艺框图B、砂浆锚杆锚杆孔采用风动式凿岩机钻孔，钻孔方向尽可能与岩层主要结构面垂直，钻孔孔径应大于杆体直径15mm，锚杆孔深允许偏差为±50mm，锚杆口间距允许偏差为±15mm。砂浆质

9、量配合比控制在1（水泥）：11.5(砂):0.450.5(水)之间,砂的粒径不宜大于3mm。砂浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌和的砂浆应在初凝前用完。注浆开始或中途暂停超过30min时，应用水润滑灌浆罐及其管路；注浆孔口压力不得大于0.4MPa；注浆管应插至距孔底510cm处，随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出，随即迅速将杆体插入，锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%，若孔口无砂浆流出，应将杆体拔出重新注浆。如遇孔内流水，应在附近另行钻孔后再安设锚杆，亦可采用速凝早强药包锚杆或采用锚管锚杆向围岩压浆止水。施工见图3“砂浆锚杆施工工艺框图”。在混凝土初喷完成后按设计要求进行锚杆施工，先在岩面上

10、画出需施工安设的锚杆孔点位，采用YT28型风钻钻孔，高压风枪清孔，孔位偏差不大于15cm。锚孔清净后，先插入锚杆，锚固剂封口，封口要密实，待有一定强度后再进行注浆。注浆后加垫板和螺母，并铺设钢筋网，待锚杆与注浆液有一定的强度后，再拧紧螺母。、地表注浆首先测量标定孔位，并对孔位进行编号，用MK-5型地质钻机（钻头直径110mm，钢花管直径89mm）先周边后中间的顺序钻孔，随钻孔随采用CGJ-30C型单液注浆机进行水泥浆的注入（后退式分段注浆工艺），注浆终压达到2.03.0MPa。采用周边孔定注浆量、中间孔定注浆压力的方式衡量注浆结束标准。测量定锚杆孔位 钻 孔 清 孔 验 孔 注 浆插入锚杆杆体

11、 固定锚杆 孔口处理加工锚杆杆体 注浆准备 补孔是否 验 收 注：严格控制水灰比，保证注浆质量；超前锚杆外插角控制于4°6°， 相邻两个循环锚杆间的搭接长度要求不小于150cm；系统砂浆锚杆尽可能与岩层面垂直。图3 砂浆锚杆施工工艺框图、108管棚施工方法大瑶山一号隧道出口设1环108mm大管棚，管棚长度40m，环向间距40cm，每环50根。施工时方向较线路方向外插12°。大瑶山二号隧道进口及洞内两段设置大管棚，洞口为108mm大管棚、洞内为89mm大管棚。三工区管段内大管棚总隧道延米长度总量为195m。 施作套拱 洞口处导向墙施工：在洞外明暗洞交界处架立四榀I2

12、0b型钢拱架（纵向间距0.5m），间距50cm，用钢筋焊接成一个整体。在钢支撑上安装146mm,长100cm的导向钢管，与管棚位置方向一致，然后浇注100cm厚的C25砼包裹钢支撑和导向管。导向墙完成后,喷射C20砼15cm厚封闭周围仰坡面，作为注浆时的止浆墙。洞内导向墙施工：每环大管棚开挖剩余9m时，开始施作管棚作业室，管棚作业室较正常段加大80cm，施作6m长管棚室，再在掌子面方向按洞口导向墙要求施作导向墙。喷砼封闭掌子面等。 搭设钻孔平台架、安装钻机用方木搭设钻孔平台架，平台上满铺木板，搭设牢固，以防钻孔时钻机晃动。或采取明洞开挖至管棚施作空间位置时，预留钻机作业平台；根据现场施工实际情

13、况选定。 钻孔采用水平地质钻机，从导向管向内钻入。 安装管棚钢管管棚钢管由机械顶进，钢管节段间用丝扣连接，顶进时，节长采用5m管节。管棚顶到位后，钢管与导向管间隙用速凝水泥或其它材料堵塞严密，以防浆液冒出。堵塞时设置进浆孔和排气孔。相邻管棚接头必须错开，可增加2m长管节来错开管棚接头。在钢管内装入钢筋笼。 注浆浆液工作压力达到3MPa的注浆机灌注，注浆终压控制在3.0MPa。当排气孔流出浆液后，关闭排气孔,继续注浆,达到设计注浆量或注浆压力时,稳定35分钟后停止注浆。(6)施工过程中，为了防止注浆过程中发生串浆,每钻完一个孔，随即就安设该孔的钢管并注浆，然后再进行下一孔的施工。(7) 108管

14、棚施工工艺见图4“108管棚施工工艺框图”。注浆效果检查测量放线，定位施作导向墙搭设平台、准备钻孔导向墙周围边坡喷砼封闭钻 孔掏孔检查是否有坍孔、探头石安装管棚钢管及钢花管注 浆注浆防护喷砼封闭加工钢管钻机扫孔进入开挖工序补 孔孔口处理 有 无 无 NO YES图4 108管棚施工工艺框图、帷幕、径向、局部注浆1、注浆方案的选择在施工过程中，根据不同的工程地质及水文地质状况，以及超前预报和探孔等取得的超前地质预报信息，进行注浆方案的选择。、30m长超前全断面帷幕预注浆，正洞开挖面及开挖线外注浆帷幕厚度5m。主要针对超前地质预报探明断层破碎带、物探电阻异常带可能发生小规模突水突泥的地段。三工区管

15、段内主要存在断层破碎带。、30m长超前全断面帷幕预注浆，正洞开挖面及开挖线外注浆帷幕厚度8m。主要针对超前地质预报探明可溶岩与非可溶岩接触带、溶洞暗河、物探电阻异常带可能发生突水突泥的地段。、开挖后径向注浆，正洞开挖线外加固5m。主要针对富水地段，隧道开挖初支完成后大面积淌水，采用径向注浆对周围破碎带、岩石裂隙及溶蚀裂隙进行封堵，降低围岩的渗透能力，以减小隧道的渗水量，为结构施工及结构防排水创造有利条件。、局部注浆和补充注浆，注浆加固范围为局部位置及初支背后。主要针对开挖后局部岩石裂隙和溶蚀裂隙的股状渗水，其流量大于控制排水量，局部注浆加固圈综合渗透系数大于设计控制值时，不能确保结构防排水的等

16、级需要，实施局部注浆和补充注浆。2、注浆方案、注浆方案一正洞5m帷幕注浆：预注浆有效注入范围为隧道开挖面及开挖轮廓线外5m；每循环注浆段长度30m，开挖长度为25m，留5m作为下一循环注浆的止水带。见图5“正洞5m帷幕注浆方案示意图”。主要注浆参数：有效扩散半径：2.0m 终孔间距：<3.0m；注浆终止压力：静水压力的23倍 注浆孔直径：90108mm。注浆速度：5120L/min。注浆方式：分段前进式。注浆参数根据施工过程中的具体情况进行动态调整。注浆孔呈放射状布置，终孔间距23m，正洞共计布设152个注浆孔，5个注浆质量检查孔。图5 正洞5m帷幕注浆方案示意图钻孔和注浆顺序：由外圈向

17、内圈，同一圈孔间隔施工，采用前进式分段注浆。钻孔时遇涌水或因地层破碎卡钻时，应停止钻进，进行注浆，然后扫孔再钻进，再注浆。除出水量很大的注浆孔外，一般注浆孔先进行压水试验，据此修正注浆参数。、注浆方案二正洞8m帷幕注浆：预注浆有效注入范围为隧道开挖轮廓线外8m；每循环注浆长度30m，开挖25m，留5m作为下一循环注浆的止水带。见图6“正洞8m帷幕注浆方案示意图”。图6 正洞8m帷幕注浆方案示意图主要注浆参数：有效扩散半径：2.0m 终孔间距：<3.0m；注浆终止压力：静水压力的23倍 注浆孔直径：90108mm。注浆速度：5120L/min 注浆方式：分段前进式注浆参数根据施工过程中的具

18、体情况进行动态调整。注浆孔呈放射状布置，终孔间距23m，正洞共计布设184个注浆孔，5个注浆质量检查孔。钻孔和注浆顺序：由外圈向内圈，同一圈孔间隔施工，采用前进式分段注浆。钻孔时遇涌水或因地层破碎卡钻时，应停止钻进，进行注浆，然后扫孔再钻进，再注浆。除出水量很大的注浆孔外，一般注浆孔先进行压水试验，据此修正注浆参数。、注浆方案三正洞5m径向注浆：正洞径向注浆加固范围为隧道开挖轮廓线外5m。见图7“正洞径向注浆方案示意图”。图7 正洞径向注浆方案示意图主要注浆参数：有效扩散半径：2.0m 终孔间距：<3.0m；注浆终止压力：静水压力的23倍 注浆孔直径：108mm注浆速度：550L/min

19、 排距2.6m，环向间距1.6m，每环39孔，梅花型布置。钻孔和注浆顺序：隔排隔孔间隔施工。、注浆方案四局部注浆和补充注浆方案。局部注浆是当探水孔出水量大于2m3/h，而小于10m3/h时，对探水孔采取的一种注浆措施。局部注浆还包括隧道开挖完成后局部出水量较大的情况，而仅对局部采取注浆措施。局部注浆采用TGRM浆液或单液浆，如果注浆漏浆较为严重时可采用水泥水玻璃双液浆，注浆采取定压注浆，注浆终压=水压+23MPa。补充注浆是指隧道开挖后，不能确保结构防排水的等级需要，而对初支结构采取的一种注浆措施。补充注浆采用普通水泥液浆或TGRM浆液，必要时采用双液浆。注浆结束以有效封堵已有初支表面渗漏水为

20、原则。3、注浆材料本着经济合理、保证注浆效果和耐久性的原则，注浆材料将按单液普通水泥浆、抗分散型TGRM浆、超细水泥-水玻璃浆的顺序进行科学选择，每次注浆前都要进行相关注浆材料的室内试验和现场试注试验，以确定合理、高效、经济、耐久的注浆材料。、单液水泥浆：水灰比为0.6:11.5:1,其特点是经济和耐久性好，在超前帷幕注浆时优先用。注浆时可加入一定量的粘土或膨润土，加入比例为37%，以取得好的浆液稳定性和抗渗性能；当注浆地层存在较大的裂隙和溶蚀空洞时，可加入粉细砂、粉煤灰等填料，加入比例最大可达530%，具本可通过试验确定。、TGRM浆：水灰比为0.6:11.5:1；超前帷幕注浆时注入普通水泥

21、效果不理想时采用；当进行径向注浆和局部及补充注浆时，可以优先采用。其特点是抗分散能力好、固结率高、微膨胀、早强和耐久性好，注入有水地层时不易被水冲走稀释。同时超细型TGRM浆具有与超细水泥同等细度模数，可注性好。、普通水泥-水玻璃浆：具有即凝、快硬的特点，特别在地下水流动性较大，注浆长期不能封堵地下水的时候采用。其配比根据注浆目的及用途可广泛调节，凝结时间在10180s范围内可调。、超细水泥-水玻璃浆：如果地层可注性差亦可采用超细水泥，超细水泥具有渗透能力强，可注性好的特点。4、注浆施工工艺注浆施工工艺流程见图8“钻孔注浆施工工艺流程图”。、钻孔施工钻孔设备配套系统：由于钻孔工程量大，工序穿插

22、频繁，隧道长度大，运输路线长，因此为了钻孔作业顺利快速完成，节省工序作业时间，设备配套上采用“多钻机、有备用、一条龙”的钻孔平台车组，从而使钻孔时可实现一车快速进洞开钻，钻孔结束时可一车快速出洞检修。正洞由6台MDK-5S型全液压坑道钻机（开挖面应备7台钻机，1台留作备用）组合成钻孔平台车组，与两台电动移动式空压机以及冲击钻具共同组成一个生产单元。配置系统见图9“钻孔设备配置图”。测量定位：钻孔前测量组先在洞壁上准确标出开孔位置，并用红油漆标示清楚。开孔及埋设孔口管：采用125钻头开孔，开孔时钻机应对准孔位，并按设计角度调正钻杆方向，采用低压力、中转速、慢跟进方式进行钻进，钻深2m后退出钻头、

23、钻杆，安装孔口管。钻孔作业：改换90mm钻头通过孔口管钻设注浆孔，达到设计深度。如遇岩石破碎或出水较大，无法钻进时，则要停钻，注入双液浆止水，再扫孔钻至设计孔深。钻孔按照从下到上，先底部，再两边，最后顶部，隔孔钻进的原则进行。孔口管是一端焊有法兰盘的钢管，外径120mm，长度2m。开孔、安装孔口管 Y是否可采取分段式注浆 N YNN Y Y 钻检查孔检查注浆效果 采取分段式注浆 工艺进行注浆施工 钻孔至设计深度 钻孔方向的确定钻机及平台车就位固定 是否符合注浆 结束标准 配制浆液 补孔注浆 钻孔注浆结束 采取全孔一次性注浆 工艺进行注浆施工 配制浆液 是否安装孔口管 测量放线、标注钻孔位置图8

24、 钻孔注浆施工工艺流程图孔口管的作用：测量钻孔出水压力及涌水量；安装注浆栓塞；对钻孔起导向作用；安设高压球阀防止突泥涌水。钻机1空压机2钻机4钻机5空压机1钻机3钻机2钻机6图9 正洞钻孔设备配置图孔口管的安装范围：全部注浆孔。孔口管的安装方法：安设孔口管前，先在钢管外壁缠绕麻丝，在钻设的125mm孔中放入锚固剂用钻机强力推入孔中并用膨胀镙栓加固，以免测量水压或注浆时钢管冲出孔外，影响注浆和危及人身安全。用TGRM胶泥封孔口缝，以免注浆时漏浆。在固定孔口管时应注意由测量组校核其方向角度是否与设计孔号的一致。设备车组定位及方向控制：钻孔平台车组定位：在组合双层钻孔平台时，将每三台钻机的滑道横轴安

25、装在同一平面上，定位时将其按设计位置固定并与开挖面保持平行。钻孔方向控制：钻孔前要按照设计及钻机所在位置，计算出各钻孔在工作面上的座标，用经纬仪放出注浆孔的准确位置，红油漆标记，开孔前在钻机的尾部中点安装点光源（激光灯），经钻机前端中点与开挖面钻孔位置于同一轴线上，固定钻机，保证钻杆中心线与设计注浆孔中心线相吻合，在钻孔过程中也要及时检查校正钻杆方向。、制浆与注浆水泥浆配制：根据搅拌机的容积，计算配制一桶水泥浆所需要的水泥、水和外加剂用量，根据计算结果，首先在搅拌机内加入一定量的水，然后加入定量的外加剂，开启搅拌机进行搅拌，搅拌至添加剂完全溶解后，加入定量的水泥，搅拌均匀待用。水玻璃稀释：在浓

26、水玻璃中加入清水，边加水边搅拌，稀释至设计浓度时为止，搅拌均匀待用。制浆注意事项：为保证浆液质量，配料时制浆材料计量准确，水泥、缓凝剂、速凝剂等固相材料可采用重量称量法，水、水玻璃可采用体积称量法。其中水、水泥、水玻璃称量误差不大于±2%，外加剂称量误差不大于±1%；严格按顺序加料，有外加剂的浆液中，外加剂未完全溶解，不得加入水泥。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。搅拌时间不得少于规定值，以免浆液搅拌不匀。掺有缓凝剂的水泥浆在30分钟内用完。、注浆准备工作对于在工作面显露并和注浆孔连通的裂隙，喷射砼予以封闭。喷射砼的厚度为25

27、30cm，并有一定的宽度，以免浆液从裂隙泄漏。必要时施做2m厚C20混凝土止浆墙。先根据预计的注浆量，检查注浆材料数量能否满足连续注浆要求，如不能保证连续注浆要求，则要等补足数量后才能注浆。对注浆系统进行压水检查，压水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，以避免在注浆过程中因机械故障而造成注浆中断。检查止浆塞的磨损程度，若发现止浆塞不能有效密封止浆，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。注浆栓塞采用机械膨胀式栓塞。、注水试验注浆系统检测查合格后，立即转入注水试验。利用注浆泵，采用50L/min的注浆速度注水，观察地层的吸水能力和压力值，以及注浆泵的运转情况以确定地层的吸浆能力，确定注浆浆液配合比。 、注浆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。注浆压力的控制：开泵前旋转压力调节旋钮将油压调在要求的油压刻度上，随注浆阻力的增大，泵压随之升高，当达到调定值时，会自动停机，不致于产生超压注浆的危险；终压为测试水头压力的23倍。注浆泵流量的控制：注浆泵流量大小由注浆泵的排量调节控制按钮和排量记录仪方便地加以控制。单孔注浆量：由于是在岩溶裂隙发育地区注浆，单孔注浆量应以注浆过程中满足注浆压力达到设计值为准。注浆方式：根据钻孔深度及成孔情