周边超前帷幕注浆技术

1、（二）周边超前帷幕注浆技术1施工设计为了防止海底一般地段隧道开挖以后，围岩本身存在的裂隙和在 隧道应力场重新分布以后产生细小裂隙，在应力的诱导作用下，造成 扩张，裂隙通道被海水软化，地下水渗漏，隧道开挖施工前必要时对 隧道开挖轮廓线周边进行帷幕注浆封堵。周边帷幕注浆断面布置见图 7-1所示。200 0图7-1周边帷幕注浆断面布置见2注浆参数选择注浆范围：隧道开挖轮廓线外5m范围，注浆段长：每循环长20m，开挖17m，注浆压力：1.52MPa，注浆材料：超细水泥、水玻璃3周边帷幕注浆实施原则周边帷幕注浆主要适用于节理、裂隙发育、富含地下水的地层 中，它的主要目的是封堵基岩裂隙水，以及爆破震动可能

2、引起的裂隙 张开，施工时根据超前钻孔以及掌子面围岩渗漏状况确定是否采用全 断面或周边帷幕注浆。（三）地层固结径向注浆注浆方案选择的合理与否对施工速度和施工进度会造成很大影 响。实施全断面超前预注浆要占用掌子面，这样掌子面就开挖缓慢， 而实施开挖后径向注浆基本不会对掌子面开挖形成影响，因而当施工 环境适合径向注浆时应选择径向注浆措施。确定实施径向注浆方案条件的目前最可靠方法是超前探孔。通过 利用超前探孔，判定水流方向，测算总涌水量，确定裂隙发育段和裂 隙发育度，从而判析出前方地层在开挖后是否能够自稳，是否存在着 大量涌水、涌砂的可能，是否能保证涌出水量不会对施工造成太大的 影响，并确定在开挖施工

3、完成后是否能对涌水量进行控制。径向注浆适用于当前方地层为富水岩体裂隙构造时，只要总涌水量不超过30mh，那么将不会对正常开挖施工造成太大影响，完全可以通过采取径向注浆措施进行注浆堵水。1设计参数径向注浆是在隧道开挖完成后实施的，它垂直于开挖轮廓线环向 布设巾42注浆钻孔。注浆钻孔呈梅花型布置，开孔间距1.5m，排距 3m。根据围岩状况，当围岩条件较好时，可不安设注浆小导管，直 接采用TSS止浆系统进行注浆施工；当围岩条件较差时，应进行注浆 小导管的安设，利用注浆小导管进行注浆施工，加固围岩，以达到抗 水压要求。径向注浆设计如图7-2所示。图7-2注浆孔横断面布设图径向注浆设计参数见表7-1所示

4、。表7-1径向注浆设计参数表序号名称设计参数1加固厚度B=0.20.5D 或 5m2注浆材料普通水泥单液浆、超细水泥单液浆、HSC浆（或TGRM浆）3扩散半径/m124环向间距/m235纵向间距/m126布孔方式全环梅花型布置7注浆终压23 (MPa)8注浆速度2050 (L/min)注：1、B加固厚度（m）。2、D快挖断面宽度（m）。2材料选择径向注浆作为工程结构的一部分，它起到加固堵水和抗水压的作 用，因而在选择径向注浆材料时一定要综合考虑注浆材料的耐久性、 高强性以及收缩性和无污染性。目前国内外常用的注浆材料可基本分为水泥基浆液和非水泥基 浆液。水泥基浆液是指以水泥为基本主要材料所配制的

5、浆液。常用的 有普通水泥单液浆、超细水泥单液浆、以及目前新推广应用的HSC 浆和TGRM浆。非水泥基浆液是指水泥基浆液以外的其它注浆材料， 例如普通水泥-水玻璃双液浆、改性水玻璃、环氧树脂等。对于非水 泥基浆液的耐久性，只要经过充分化学反应，生成凝胶的不易再继续 发生反应的化合物时则浆液本身已具有耐久性，在动水压作用下，劈 裂脉之间的夹层泥、砂被水逐渐冲击，形成“渗透一流水一涌水”， 从而形成大量破坏，涌水的发展将浆液主脉冲出。因而，只要地层注 浆机理是劈裂作用，如果产生渗透水后置之不理，就有可能产生这一 破坏现象，解决或避免这一破坏现象的主要方法是加密注浆孔数，加 入钢管形成支护构架，采用超

6、细型材料形成主脉下渗透，注浆过程中 采用低压力，小流量使主脉厚度减小。这样只要能形成网络状结构体 系，支护后实施径向补强注浆，真正做到初支不渗漏，二衬无水，不 使水形成动水，那么地层越不容易被破坏。径向注浆应尽量采用高浓度浆液配比，以提高浆液的抗压和抗剪 能力，减少浆液的收缩率。同时在选择浆液配比时，又要充分考虑浆 液的可注性和可操作性要求，根据以往注浆施工经验和室内浆液试配结果，径向注浆材料配比参数如表7-2所示。表7-2径向注浆材料配比表序 号浆液名称原材料要求宜选择配比（水灰比）1普通水泥单液浆（简称C浆）PO32.5R以上普通硅酸盐水泥0.6:1 0.8:1 22超细水泥单液浆（简称M

7、C 浆）MC-20细度以下超细水泥0.6:1 0.8:13HSC单液浆（简称HSC浆）HSC材料1:14TGRM单液浆（简称T浆）TGRM-H型材料1:1采用选择的配比参数配制浆液进行室内试验。试验结果如表7-3 所示。表7-3径向注浆材料性能试验结果表材料名称普通水泥单液浆超细水泥单液浆HSC单液浆TGRM单液浆原材料名称PO32.5R普硅水泥MC-20超细水泥HSC材料TGRM-H材料浆液配比（水灰比）0.6:10.8:10.6:10.8:11:11:1凝结时间初凝16h24h1h20min2h30min30min终凝21h48h9h12h30min30min抗压强度（MPa）8h10.1

8、1d4.412.36.43d7.11.58.91.312.88.37d113.920.57.016.89.628d20.51024.217.119.912.490d2317.829.223.620.713.8抗折强度（MPa）8h1.81d1.42.01.93d2.30.82.80.71.02.37d3.31.83.62.41.32.328d5.03.05.64.11.33.190d5.74.45.14.91.11.8试件收缩 率-3.34%-6.3%-1.79%-6.7%2.2%0.42%注：1.初凝时间以浆液不流动为止，终凝以浆液有强度、固化，可以脱模为止。2.试件胀缩 率正值指试件膨胀，

9、负值指试件收缩。径向注浆材料性能特点及施适应范围见表7-4。表7-4径向注浆材料性能特点及施工范围材料名称优点缺点使用范围普通水泥单液浆胶时间长，具有 较长的可注期。 注浆时能够得到 较大的注浆量和 注浆加固范围。具有极高的抗压、 抗剪强度，能得到较 好的径向注浆加固效 果。单价低。初凝时间长，易被 地下水稀释，影响其 凝胶化性能和强度， 因而不宜在水压高、 水量大的条件下采 用。颗粒粗，在微小裂 隙条件下注浆困难。收缩率较大，不宜 在对防水等级要求很 高的条件下采用。适用于水量小、低水 压、宽裂隙的地质条 件下径向注浆。超细水泥单液浆凝时间较长，具 有良好的可注 期，能够得到大 的注浆量和注

10、浆 加固范围。固结体抗压、抗剪 强度极高，能得到最 好的注浆加固效果。颗粒细，在地层 中，特别是砂层中能 得到其它浆液终凝时间较长，受 地下水稀释影响，对 其凝胶化性能会产生 影响，因而在水压高、 水量大条件下会有一 定的浆液损失。单价高。略有收缩性，不宜 采用大水灰比进行注 浆加固施工。适宜于各种地层的径 向注浆加固。HSC浆和TGRM浆具有较好的抗分 散性、能有效地控制 注浆区域，适宜在水 流量大的条件下注浆 施工。早期强度高，对抑 制地层变形有较好的效果。具有膨胀性，注浆 后堵水效果好，不会 产生渗透水现象。度大，初凝时间 短，易堵管。粘度大，在微小 裂隙和小空隙率 地层中注入困 难。适

11、宜于水量大的径向注浆堵水施工3注浆方式径向注浆采用全孔一次性注浆方式进行施工。当地层裂隙不太发育时，径向注浆管可采用自进式锚杆，或钻孔后下入注浆花管进行注浆施工；当地层裂隙比较发育时，或在断层破 碎带及风化槽段，径向注浆要求很高，因而宜采用TSS管（即单向袖 阀式注浆管）结构，以减少或防止注浆施工中串浆的发生，从而提高 径向注浆加固效果。4注浆工艺径向注浆采用注浆花管（必要时采用TSS管）进行全孔一次性注 浆。注浆管采用巾42mm、6=3mm焊接钢管加工制作。注浆顺序宜 按两序孔进行，即先跳孔跳排注单序孔，然后注剩下的二序孔。这样， 通过实施约束型注浆模式，实现挤压密实的注浆目的。径向注浆施工 工艺流程如图7-3所示。5注浆结束标准控制一序孔注浆结束标准以定量定压相结合为原则进行控制。注浆施 工过程中，以定压为第一控制原则，如果长时间注浆压力不上升，应 将注浆材料调整为HSC单液浆，然后按定量标准进行注浆控制；二序 孔注浆结束标准以必须达到设计注浆终压为原则进行控制。根据地勘报告反映，场地内无地表水体通过，岩层中主要以季节 性地表雨水和层间裂隙水为主。根据现场反映，基础施工时场地内确无地表水，只