隧道超前帷幕注浆施工工法

1、PAGE PAGE 17隧道超前帷幕注浆施工工法中铁二十三局集团有限公司关培山 金坤学1 前言近年来，随着我国高速铁路及客运专线建设的快速发展，我国的铁路隧道越修越多，越修越长，特别是我国东南部、西部山区的铁路建设将有许多长大或特长铁路隧道修建，洞身穿越的地质条件也将越来越复杂，其中超前帷幕注浆技术是穿越富水断层的必要手段，该方法技术标准高、施工工艺复杂、工期较长、成本较大，如果在实施处理过程中稍有不慎，对断层涌水封堵效果会带来遗留问题，甚至造成封堵失败，针对上述问题，结合我单位承建的向莆铁路青云山隧道F9断层带超前帷幕注浆封堵涌水的成功实践，特制定本工法。2 特点2.1止浆墙采用台阶施工技术

2、根据现场实际情况，创造性的将止浆墙设计成台阶形式，减少了止浆墙的工程数量和施工难度，节省了清理涌水带来的废渣清理量；钻机、注浆设备在二级平台作业，提高了机械钻孔、围岩注浆的施工工效（隧道上半断面钻孔、注浆时利用止浆墙的二级台阶作为施工平台），为快速处理和穿越涌水塌方地段赢得了时间。1.2帷幕注浆孔采用上半断面进行开孔布置技术帷幕注浆孔采用上半断面的开孔布置，节省钻机开孔移动的距离，提高钻机的机械效率；开孔位置通过计算机程序进行计算，利用激光全站仪进行钻机钻杆位置、方向控制，方法比较新颖、可靠。1.3注浆采用分段前进式注浆工艺注浆采用分段前进式注浆工艺，按照先外环后内环，自下而上的注浆方式进行，

3、有效防止塌孔卡钻现象，并通过缩短分段长度减少了其压力损失，确保了注浆压力的有效性。1.4注浆前采用高压水洗孔工艺在注浆前采用高压水洗孔工艺，确保浆液的有效扩散半径；浆液采用单液、双液、单双液综合式，并根据P-Q-T关系进行动态调整，浆液填充饱满，注浆效果好。1.5隧道拱顶塌方空腔采用长管棚、回填混凝土加固技术隧道拱顶塌方空腔部位采用长管棚加固、回填混凝土的方案不仅有效阻止了水的侵入，而且也为隧道开通后的运营提供安全保障，有效防止了遗留问题的发生。3 适用范围本工法适合于：公路、铁路、水利工程等隧道涌水、涌泥或塌方严重地段；水下隧道富水围岩段（如含水砂层）；地下水位的变化造成地层变形；因可能会影

4、响到周边重要构筑物安全的地段；地下水十分丰富的断层破碎带等。4 工艺原理超前帷幕注浆技术就是沿着开挖轮廓线和开挖工作面，按照一定的间距、直径、深度、倾斜角进行钻孔，并向孔内注射水泥浆液，使浆液在开挖轮廓线外一定范围内形成一定厚度的隔水帷幕和加强圈，从而穿越强富水或者围岩破碎层。另外帷幕注浆完成、开挖前，采用超长管棚对隧道拱顶部位进行补强加固和混凝土的回填拱部空腔，有效阻止水的再次侵入，同时也为隧道开通后的运营提供安全保障。5、施工要点5.1方案确定根据设计图纸提供的前方围岩性质，结合超前地质预报资料、现场涌水塌方体情况、掌子面围岩性质等指标综合判定是否进行超前帷幕注浆施工，并确定帷幕注浆的施工

5、参数（加固圈的厚度、一次帷幕注浆的长度、止浆墙的厚度和位置、开挖后注浆加固地段的衬砌型式、防水型式等）。超前地质预报需按下列标准施做：1）在设计断层位置前后200米范围内采用TSP及地质雷达全程覆盖进行探测预报，TSP探测有效搭接长度不小于30米。2）在距设计断层影响带前后50米范围内或TSP预报的异常带前30米范围内进行超前水平钻孔，探明地质及富水情况。布孔原则：钻孔3个（拱顶部位1个，起拱线部位2个），搭接长度不小于8米。3）每循环都要进行超前炮孔探测地质情况，探孔不少于3个，孔深不小于5米，原则上拱顶1个，两侧起拱线各1个。 4）距异常带前方10米采用超前水平钻孔进行加密细探，布孔5个，

6、拱顶1个，两侧拱腰、起拱线处各1个。详细探明地质及含水情况后，经建设、设计、监理、施工单位四方现场确定施工方案后，方可进行下道工序施工。5）一般地段根据地质素描确定是否采用超前探测措施。6）及时监测洞内水量、水压及地表水径流量的变化，做好相关记录。5.2设备选型为提高工作效率，钻孔设备必须选择具有风动、液压、可调钻孔角度的多功能凿岩机，注浆机采用双液注浆机和单液注浆机相结合的方式进行。6、施工方法6.1止浆墙施工根据确定的施工方案，并结合现场涌水及塌体情况，保证施工安全，止浆墙施作位置一般在掌子面退后810m处开始施作，呈台阶式设置；止浆墙基础扩挖施作临时仰拱，扩挖深度80120cm，并施作抗

7、滑锚杆；止浆墙采用分层浇筑，每层浇筑高度23m，直至浇筑到洞顶完成；在线路两侧边墙分层次预埋68组200泄水钢管，并配止水闸阀，止浆墙按照单面模板的方式架立外模，内侧采用集中引排水的方式，使止浆墙内侧混凝土直接覆盖于坍塌体之上。止浆墙施工示意图如图1所示。图1 止浆墙施工结构图6.2钻孔布置根据变更设计图纸的要求，帷幕注浆孔呈圆环布置，隧道开挖轮廓线按照确定的衬砌类型开挖边界线，结合拟采用的钻机设备的作业空间及操作旋转灵活性，并充分考虑到隧道四周加固圈及注浆扩得散半径的对称性，采用隧道上半断面进行开孔布置，辐射至隧道全断面加固圈的方式进行，以衬砌拱顶开挖轮廓线以下400cm为基准圆心进行布置，

8、其孔口布置图如图2所示。根据扩散半径及设计终孔间距34m的要求，终孔布置均按照隧道轮廓线外8m并与之同心的圆环进行布置，计算孔口与孔底坐标，并以此为依据计算其钻孔时隧道轴向水平偏角与立角。钻孔布置纵断面图如图3所示，孔底如图4所示。 图 2 开孔布置图图 3 钻孔纵断面图图 4 各序钻孔终孔布置图由于采用半断面布置开孔，加之钻孔数量相对较大，为了保证每一钻孔的孔口与孔底坐标控制，采用精确测量孔口坐标，准确控制钻孔水平偏角和立角的措施，对各个钻孔坐标及角度进行了计算，其计算如表1所示。表1 8m加固圈注浆循环开孔参数表序号孔号开孔坐标终孔坐标角度孔长（cm）隧道纵向孔深（cm）钻机后摆长度（cm

9、）横轴 (X，cm)纵轴（Y,cm）横轴（X，cm）纵轴 (Y,cm）偏角（o）立角（o）1 A10 330 0 1203 0.0 14.0 3607 3500 0 2 A269 323 313 1146 4.0 13.2 3604 3500 -24 3 A3136 304 589 1015 7.4 11.4 3600 3500 -44 4 A4198 272 855 820 10.6 8.7 3603 3500 -64 5 A5253 229 1059 577 13.0 5.5 3608 3500 -78 6 A6299 176 1189 284 14.3 1.7 3613 3500 -86

10、 7 A7350 116 1246 -40 14.4 -2.5 3616 3500 -87 8 A8365 49 1246 -364 14.1 -6.5 3633 3500 -85 9 A9353 -25 1191 -720 13.5 -10.9 3665 3500 -80 10 A10318 -25 1043 -995 11.7 -15.2 3704 3500 -69 11 A11246 -25 847 -1239 9.7 -18.9 3753 3500 -56 12 A12178 -25 541 -1386 5.9 -21.1 3773 3500 -34 13 A13108 -25 219

11、 -1467 1.8 -22.4 3787 3500 -10 14 A1438 -25 -60 -1482 -1.6 -22.6 3792 3500 9 15 A15-32 -25 -337 -1446 -5.0 -22.0 3790 3500 28 16 A16-102 -25 -623 -1358 -8.5 -20.6 3781 3500 48 17 A17-172 -25 -840 -1242 -10.8 -18.9 3765 3500 62 18 A18-242 -25 -1070 -1051 -13.3 -15.9 3740 3500 77 19 A19-312 -25 -1222

12、-794 -14.6 -12.0 3697 3500 86 20 A20-382 -25 -1295 -500 -14.6 -7.5 3648 3500 88 21 A21-364 51 -1295 -201 -14.9 -4.0 3630 3500 90 22 A22-336 115 -1270 97 -14.9 -0.3 3623 3500 90 23 A23-300 175 -1189 386 -14.3 3.3 3617 3500 86 24 A24-254 228 -1055 652 -12.9 6.7 3615 3500 78 25 A25-199 271 -864 884 -10

13、.8 9.8 3615 3500 64 26 A26-137 303 -624 1063 -7.9 12.1 3615 3500 47 27 A27-70 323 -331 1180 -4.3 13.7 3613 3500 25 28 B134 328 -35 929 -1.1 9.7 3552 3500 7 29 B2103 615 239 870 2.2 4.2 3512 3500 -14 30 B3168 289 509 782 5.6 8.0 3551 3500 -34 31 B4226 252 718 552 8.0 4.9 3547 3500 -49 32 B5278 204 89

14、7 311 10.0 1.7 3556 3500 -61 33 B6318 147 973 57 10.6 -1.4 3562 3500 -64 34 B7350 85 993 -243 10.4 -5.3 3574 3500 -63 35 B8283 -25 966 -573 11.0 -8.7 3608 3500 -66 36 B9213 -25 837 -863 10.1 -13.3 3653 3500 -60 37 B10143 -25 585 -1035 7.2 -16.0 3670 3500 -42 38 B1173 -25 344 -1150 4.4 -17.8 3686 350

15、0 -26 39 B123 -25 35 -1182 0.5 -18.3 3686 3500 -3 40 B13-67 -25 -227 -1182 -2.6 -18.3 3690 3500 15 41 B14-137 -25 -529 -1038 -6.4 -16.0 3665 3500 37 42 B15-207 -25 -716 -968 -8.3 -14.9 3660 3500 49 43 B16-277 -25 -896 -722 -10.0 -11.1 3622 3500 60 44 B17-351 83 -1001 -461 -10.5 -8.7 3601 3500 63 45

16、B18-319 146 -1026 -200 -11.4 -5.5 3587 3500 69 46 B19-278 203 -967 65 -11.1 -2.2 3570 3500 68 47 B20-228 251 -924 288 -11.2 0.6 3569 3500 68 48 B21-169 289 -748 538 -9.4 4.0 3556 3500 57 49 B22-104 315 -556 726 -7.4 6.6 3553 3500 45 50 B23-36 328 -328 872 -4.8 8.8 3554 3500 29 51 C1-160 501 -267 600

17、 -1.8 1.6 3503 3500 11 52 C20 501 0 655 0.0 2.5 3503 3500 0 53 C3160 501 267 600 1.8 1.6 3503 3500 -11 54 C4-200 400 -492 444 -4.8 0.7 3512 3500 29 55 C5-120 400 -260 348 -2.3 -0.9 3503 3500 14 56 C60 400 0 430 0.0 0.5 3500 3500 0 57 C7120 400 260 348 2.3 -0.9 3503 3500 -14 58 C8200 400 492 444 4.8

18、0.7 3512 3500 -29 59 C9-420 300 -639 214 -3.6 -1.4 3508 3500 22 60 C10-300 300 -494 -133 -3.2 -7.0 3532 3500 19 61 C11-180 300 -429 133 -4.1 -2.7 3513 3500 25 62 C12-60 300 0 180 1.0 -2.0 3503 3500 -6 63 C1360 300 199 34 2.3 -4.3 3513 3500 -14 64 C14180 300 429 133 4.1 -2.7 3513 3500 -25 65 C15300 3

19、00 494 -133 3.2 -7.0 3532 3500 -19 66 C16420 300 639 214 3.6 -1.4 3508 3500 -22 67 C17-580 200 -712 -49 -2.2 -4.1 3511 3500 13 68 C18-460 200 -480 -405 -0.3 -9.8 3552 3500 2 69 C19-340 200 -307 -617 0.5 -13.1 3594 3500 -3 70 C20-220 200 -199 34 0.3 -2.7 3504 3500 -2 71 C21-100 200 -244 -223 -2.3 -6.

20、9 3528 3500 14 72 C2220 200 0 -433 -0.3 -10.3 3557 3500 2 73 C23140 200 244 -223 1.7 -6.9 3527 3500 -10 74 C24260 200 307 -617 0.8 -13.1 3594 3500 -5 75 C25380 200 480 -405 1.6 -9.8 3553 3500 -10 76 C26500 200 712 -49 3.5 -4.1 3515 3500 -21 77 C27-580 100 -712 -322 -2.2 -6.9 3528 3500 13 78 C28-460

21、100 -690 -595 -3.8 -11.2 3577 3501 23 79 C29-340 100 -487 -777 -2.4 -14.0 3613 3502 14 80 C30-220 100 -234 -879 -0.2 -15.6 3637 3503 1 81 C31-102 100 0 -908 1.7 -16.0 3648 3504 -10 82 C3220 100 -25 -685 -0.7 -12.6 3592 3505 4 83 C33140 100 234 -879 1.5 -15.6 3641 3506 -9 84 C34260 100 487 -777 3.7 -

22、14.0 3622 3507 -22 85 C35380 100 690 -595 5.0 -11.2 3590 3508 -30 86 C36500 100 712 -322 3.5 -6.9 3541 3509 -21 87 D133 369 0 1203 -0.8 19.2 2541 2400 5 88 D2112 355 339 1183 5.4 19.0 2549 2400 -31 89 D3186 325 636 1057 10.6 16.7 2549 2400 -62 90 D4254 282 901 848 15.1 12.8 2549 2400 -89 91 D5311 22

23、6 1090 596 18.0 8.3 2550 2400 -107 92 D6356 160 1223 290 19.9 2.9 2555 2400 -119 93 D7392 89 1290 -53 20.5 -3.2 2566 2400 -122 94 D8419 14 1284 -382 19.8 -8.8 2582 2400 -117 95 D9438 -65 1240 -721 18.5 -14.5 2614 2400 -107 96 D10335 -65 1103 -1007 17.7 -20.5 2690 2400 -100 97 D11250 -65 867 -1226 14

24、.4 -25.1 2737 2400 -79 98 D12170 -65 540 -1386 8.8 -28.5 2764 2400 -47 99 D1390 -65 219 -1467 3.1 -30.3 2782 2400 -16 100 D1410 -65 -60 -1481 -1.7 -30.5 2787 2400 9 101 D15-70 -65 -337 -1446 -6.3 -29.8 2782 2400 34 102 D16-150 -65 -623 -1358 -11.1 -27.9 2767 2400 60 103 D17-230 -65 -840 -1241 -14.3

25、-25.4 2741 2400 78 104 D18-310 -65 -1070 -1051 -17.6 -21.4 2704 2400 98 105 D19-397 -65 -1222 -794 -19.0 -16.0 2640 2400 109 106 D20-423 1 -1295 -500 -20.0 -11.1 2602 2400 117 107 D21-397 72 -1295 -200 -20.5 -6.1 2577 2400 122 108 D22-363 149 -1270 97 -20.7 -1.2 2566 2400 124 109 D23-319 216 -1189 3

26、86 -19.9 3.8 2558 2400 119 110 D24-264 273 -1055 652 -18.2 8.5 2555 2400 108 111 D25-198 319 -866 883 -15.6 12.8 2554 2400 92 112 D26-124 350 -624 1063 -11.8 16.2 2553 2400 69 113 D27-46 367 -332 1180 -6.8 18.6 2550 2400 39 114 E173 363 0 1204 -2.8 29.2 1721 1500 15 115 E2150 341 339 1183 7.2 29.1 1

27、731 1500 -38 116 E3221 305 636 1057 15.5 25.8 1729 1500 -84 117 E4284 255 901 848 22.4 20.1 1727 1500 -125 118 E5335 194 1090 596 26.7 13.5 1727 1500 -153 119 E6375 125 1223 290 29.5 5.5 1731 1500 -171 120 E7406 51 1290 -53 30.5 -3.4 1744 1500 -177 121 E8430 -26 1284 -382 29.7 -11.7 1762 1500 -170 1

28、22 E9397 -65 1241 -721 29.4 -20.9 1842 1500 -160 123 E10290 -65 1103 -1108 28.5 -31.4 2000 1500 -142 124 E11210 -65 867 -1226 23.7 -35.3 2007 1500 -115 125 E12130 -65 541 -1387 15.3 -40.4 2041 1500 -70 126 E1350 -65 219 -1467 6.4 -42.9 2060 1500 -29 127 E14-30 -65 -60 -1481 -1.1 -43.3 2063 1500 5 12

29、8 E15-110 -65 -337 -1446 -8.6 -42.3 2052 1500 39 129 E16-189 -65 -623 -1358 -16.1 -39.6 2027 1500 75 130 E17-270 -65 -840 -1242 -20.8 -36.3 1990 1500 100 131 E18-350 -65 -1070 -1051 -25.6 -30.7 1934 1500 130 132 E19-433 -38 -1222 -794 -27.7 -24.0 1856 1500 149 133 E20-411 39 -1295 -500 -30.5 -17.2 1

30、823 1500 170 134 E21-381 113 -1295 -201 -31.4 -10.1 1784 1500 179 135 E22-345 180 -1270 -98 -31.7 -9.0 1784 1500 181 136 E23-293 246 -1189 386 -30.9 4.6 1753 1500 179 137 E24-232 298 -1055 652 -28.8 11.7 1747 1500 165 138 E25-162 336 -866 883 -25.1 18.3 1745 1500 141 139 E26-86 361 -624 1063 -19.7 2

31、3.8 1741 1500 108 140 E27-7 370 -332 1181 -12.2 27.9 1736 1500 66 141 F10 870 0 1230 0.0 28.9 746 653 0 142 F2233 841 268 1201 1.4 13.9 1494 1450 -8 143 F3452 755 524 1115 6.3 28.7 749 653 -34 144 F4643 617 756 976 4.4 13.9 1498 1450 -26 145 F5795 437 953 791 13.6 27.8 759 653 -73 146 F6897 225 1105

32、 568 8.2 13.2 1504 1450 -48 147 F7980 4 1213 321 19.6 24.5 762 653 -107 148 F81025 -260 1277 58 9.9 12.2 1506 1450 -59 149 F9903 -260 1295 -211 30.9 3.7 763 653 -180 150 F10783 -260 1276 -480 18.8 -8.2 1547 1450 -111 151 F11662 -260 1255 -679 42.2 -25.4 976 653 -212 152 F12542 -260 1157 -931 23.0 -2

33、3.1 1712 1450 -126 153 F13421 -260 984 -1138 40.7 -45.5 1230 653 -160 154 F14301 -260 758 -1286 17.5 -34.0 1834 1450 -87 155 F15180 -260 512 -1396 26.9 -57.2 1352 653 -86 156 F1660 -260 251 -1462 7.5 -39.4 1893 1450 -35 157 F17-61 -260 -251 -1462 -16.3 -60.5 1382 653 48 158 F18-181 -260 -512 -1396 -

34、12.8 -37.4 1872 1450 62 159 F19-302 -260 -758 -1286 -35.0 -52.2 1299 653 123 160 F20-422 -260 -984 -1138 -21.2 -29.5 1786 1450 110 161 F21-543 -260 -1157 -931 -43.3 -36.8 1120 653 192 162 F22-663 -260 -1255 -679 -22.2 -15.0 1621 1450 128 163 F23-784 -260 -1276 -480 -37.0 -15.1 847 653 203 164 F24-90

35、4 -260 -1295 -211 -15.1 1.9 1503 1450 91 165 F25-1025 -260 -1277 58 -21.1 24.5 769 653 115 166 F26-980 4 -1213 321 -9.1 12.2 1502 1450 54 167 F27-897 225 -1105 568 -17.7 26.6 766 653 95 168 F28-795 437 -953 791 -6.2 13.6 1501 1450 37 169 F29-643 617 -756 976 -9.8 28.4 753 653 52 170 F30-452 755 -524

36、 1115 -2.8 13.9 1496 1450 17 171 F31-233 841 -268 1201 -3.1 28.8 746 653 16 6.3、钻孔注浆6.3.1钻孔注浆工艺流程钻孔注浆工艺流程如图4所示。6.3.2钻孔 1）止浆墙采用C30素混凝土，首先钻进130孔并安装孔口管。2）调整钻杆的仰角和水平角，移动钻机，将钻头对准孔口管方向；3）利用多功能钻机角度控制器对钻杆角度进行调整。4）采取分段前进式注浆，每段长度为510m，并根据钻孔揭示地质围岩状状进行调整，当在钻孔过程中发生高压突水等复杂地质情况时，立即暂停止钻进，并采用微型摄像头探录已钻孔孔壁地质情况，并根据探明的情

37、况调整钻孔参数，采取注浆封孔，然后再钻下一段的方式进行，直至设计孔深；5）钻孔按先外圈，后内圈，先下部后上部，由近到远的顺序进行。外圈孔，可先钻底层孔，之后钻上层孔，内圈钻孔与外圈孔一样先下后上。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。6）钻机开钻时，开孔要低压低速钻进，成孔后压力可逐步上升。遇破碎带和溶腔充填体时，改为低压钻进，谨防卡钻。6.3.3注浆根据青云山隧道溶腔的性质，注浆采用分段前进式注浆。分段前进式注浆工艺是针对成孔困难、涌水量很大等特

38、殊地质条件下的一种可行性较高的注浆技术，遇水即注浆，再扫孔，再注浆，直至设计孔深。注浆的原则是：1、在岩层破碎带以填充渗透注浆为主。2、在溶腔充填物中以先填充注浆、后高压劈裂注浆、再以渗透注浆为主。正式注浆前，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，确保注浆质量。如图5所示。图5 分段前进式注浆示意图1）注浆准备工作注浆管路连接：注浆管路连接见下图6所示。图6 注浆管路连接示意图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，则要等备足材料后才能注浆。 要对注浆系统进行压水检查，压水压力一般为设计注

39、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，以避免在注浆过程中因机械故障而造成注浆中断。如果采用止浆塞注浆时，必须检查止浆塞的磨损程度，若发现止浆塞不能有效密封止浆，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。安装止浆塞 在一般水压的钻孔中，止浆塞采用人力或通过机械帮助能够送入孔中的情况下，尽可能采用机械膨胀式止浆塞。当静水头很高时，普通的止浆塞难以送入孔中，必需选用小直径高膨胀水压式或气压止浆塞。止浆塞的耐压强度应大于6MPa，安装时用钻机送入孔中止浆位置，加力膨胀。通过中心管向地层注浆。压水试验 注浆系统检测合格后

40、，立即转入压水试验。按一个压力阶段进行全孔压水试验，压力零点为静水压力（在有涌水的情况下）。先观察静止水压，一分钟一次，当连续三次压力变化幅度均小于压力平均值的1%时，则最后一次即为静水压。然后进行试验，试验时每2分钟同时记录一次压入水量和压力值，直至达到稳定，稳定标准为连续4次观测值的变化幅度均小于平均值的1%。压水试验过程应按规定格式详细纪录，根据地层的渗透性能确定注浆配合比。压水试验结束后即打开泄浆阀，将水放出，准备注浆。2）浆液配制单液水泥浆 先在搅拌机内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。双液浆 水泥浆的配制同上，水玻璃浆的配制方法是先在搅拌桶内放入浓水玻璃，然后

41、再加入清水，采用波美度计进行测试，将浓水玻璃配制为40Be,的标准浓度水玻璃液，在加水的同时不断的搅拌。两种浆液通过注浆机在混合器处混合后进入地层。水泥水玻璃双液浆中水泥浆越浓，水泥浆与水玻璃浆的比值越大，则凝胶时间越短，一般在几秒到数分钟；若要缩短或增长凝胶时间，可加入速凝剂或缓凝剂，可调范围十几秒至几十分钟。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2和图7所示。表2 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,=30Be,=35Be,=40W:C(重量比)1：0.527”29”34”0.6：11：

42、1.050”56”107”1：0.531”37”42”0.8：11：1.056”112”132”1：0.550”47”52”1.0：11：1.0112”126”152”图 7 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显示，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。制浆注意事项为保证浆液质量，配料时制浆材料必须计量准确，水泥等固体材料采用重量称量法，水、水玻璃等液体材料采用体积称量法，其中水、水泥、超细水泥、水玻璃称量误差不应大于5%。严格按顺序加料，有外加剂的浆液中，

43、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，搅拌后的浆液必须经筛网过滤后方可进入注浆机。搅拌时间不得少于3min，以免浆液搅拌不匀。双浆液的制浆量应保证注浆机能连续作业。3）注浆对于围岩较好，涌水压力较小的注浆孔，可采用止浆塞放入孔中直接进行注浆。孔深大于8m的钻孔，注双液浆时应考虑分段注入。对于岩层较差成孔困难或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，其孔口注浆示意图如图8所示。图8 孔口管注浆示意图对于岩石破碎或因涌水量较大的孔身地段，为了提高注浆的稳定性，确保扩散半径，均利用孔口管为导向钢管采用分段前进式注浆，在该注浆

44、段完成注浆后，扫孔钻进至下一段，然后注浆。如此往复，直到设计深度。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表刻度上，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。对于不能预先设定压力值的注浆，在压力达到预定值时，要打开泄浆阀减压。注浆泵流量的控制注浆泵流量大小通过调整注浆机的运行速度来控制。凝胶时间的控制通过变换水泥浆和水玻璃的浓度以及水泥浆与水玻璃的比例，均可以调整双液浆的凝胶时间，为保证胶凝时间的准确，每变换一次浓度或配比时，需要取样实配，并测定其凝胶时间；同时在泄浆口接混合后测定实注双液浆的凝胶时间，避免异常情况发生。注浆方法：注浆时总体采用先单液后双液或单双液间

45、歇时间进行控制；浆液先稀后浓逐级变换，注浆量先大后小，注浆压力由底到高的原则进行。注浆时存在以下情况：如果进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：1：10.8：1的双液浆封孔，以缩短下一阶段的扫孔间隔时间。如果注浆开始后，注浆压力上升很快，达到5MPa以上时，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。如果注浆过程中，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68小时，间歇注浆，然后间歇注水泥水玻璃双液浆，直至注浆压力上升至5MPa以上即封孔，但停注时间不能超过浆液凝胶时间；或者注单液浆时

46、在浆液里掺入一定量的速凝剂（按配合比：浆液凝胶时间在28分钟以上），直至压力升高至5MPa以上即封孔。6.3.4注浆结束标准1）单孔结束标准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，可结束本孔注浆；单孔注浆量与设计注浆量大致相同，注浆结束时的进浆量小于5 L/min，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汲清水将注浆管路冲洗干净后方可停机。2）全段结束标准注浆结束后，每循环注浆应选取35个孔作为检查孔，以判断注浆效果，检查孔钻取岩芯，浆液充填饱满，注浆结石体7天单轴抗压强度不小于5MPa；浆液

47、有效注入范围大于设计值。注浆结束后，单孔涌水量小于0.2L/min.m，隧道开挖后容许渗水量应小于2.5 L/min.m。注浆结束后，由监理单位按照上述标准要求对注浆效果组织检查评定并形成书面报告。评定不合格应进行补充注浆，直到检验合格。每次注浆均须经监理单位组织评估合格后方可进入开挖施工。若在开挖后涌水量大于允许涌水量，则采用开挖后径向注浆进行补充注浆。6.4径向注浆施工措施针对该断层地段，若在开挖后仍有岩面出现较大渗水需要堵水的时，采用3m径向注浆进行围岩固结，注浆孔环向间距1.8m，纵向间距2.6m，注浆扩散半径为2m，孔口管采用50无缝钢管（=3.5mm）长度为1m，孔口采用闸阀作为止

48、浆措施，注浆浆液采用水泥浆液，浆液水灰比根据试验室配合比设计确定，注浆压力为0.51.0MPa。径向注浆布置如图8所示。图 8 径向注浆布置图6.4.1 注浆原则针对漏水影响段的渗漏水情况，并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。6.4.2 注浆工艺1、作业方式：注浆方式采用全孔一次性压入或间歇式压入进行，便于浆液控制，必须采用双液注浆机进行注浆，不得采用两台单液注浆机替代。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，注浆压力一般控制出水点压力的23倍范围内，根据对渗水段的水头压力的估计值为0.7MPa,因此，注浆压力可取1.52.0 MPa