隧道注浆堵漏施工方案

PAGEPAGE12目录TOC\o"1-3"\u一、编制依据1二、工程概况12.1施工概况12.2水文地质12.2.1基岩裂隙水12.2.2松散层孔隙水12.2.3地下水对建筑材料的腐蚀性2三、施工方案23.1渗漏水区段统计23.2施工准备23.3阻水注浆施工23.3.1孔位布置23.3.2钻孔23.3.3注浆方式33.3.4压力的控制及浆液配比、浆液的变换33.3.5注浆结束标准43.3.6注浆工艺流程43.4水泥-水玻璃浆液配比试验43.4.1注浆材料性能特点：53.4.2材料基本成份、性能、适用范围参数表：53.4.3注浆材料浓度表：53.4.4注浆浆液配置：5四、资源配置64.1人员配置64.2设备配置6五、施工进度计划7六、质量控制措施7七、安全控制措施8八、文明施工及环境保护8一、编制依据（1）实施性施工组织设计；（2）区间隧道设计蓝图；（3）《铁路隧道工程施工质量验收标准》、《铁路隧道施工规范》、《地下铁道工程施工及验收规范》；（4）区间隧道初支过后渗漏水情况及2011年3月4日“区间隧道二衬前涌水问题的解决方案”会议纪要；（5）我公司类似的施工经验。二、工程概况2.1施工概况TBM区间隧道左右线掘进完毕后，将转入二衬施工，由于区间隧道局部节理发育、岩体松散不完整，导致区间隧道渗水较多，局部有较大出水点，掘进期间出现的涌水情况在初支过后仍然无法控制。为满足设计及规范要求，在铺设防水板之前须对渗漏及出水点及时进行注浆堵漏处理。2.2水文地质区间隧道沿线经过丘堡、沟谷相隔，无统一地下水位。局部地下水主要为松散层孔隙水以及基岩裂隙水。基岩裂隙水主要存在于风化裂隙中，地下水源于大气降水以及城市给排水管网渗漏水补给，填土厚度小的地段水量有限，填土厚度较大段水量相对较大，而且随季节有所变化。雨季松散层孔隙水量相对较大。地下水主要以潜水形式存在。区间隧道围岩级别为IV级，岩性为砂岩、泥质砂岩、砂质泥岩，岩体整体性较好，呈大块状砌体结构。2.2.1基岩裂隙水含水层主要由砂岩层组成。基岩中地下水主要集中在砂岩或砂质泥岩的裂隙中，由于岩层中构造裂隙总体不发育，不利于地下水赋存和接受补给，基岩中地下水水量有限，呈脉状分布。由于地下水主要由大气降水补给，水量受季节和气候影响明显。2.2.2松散层孔隙水主要分布于第四系松散层中，该类型地下水水量大小受地貌和覆盖范围、厚度、透水性制约，受季节、气候影响大。由于沿线经过地段丘陵与沟谷相见，土层中无统一地下水位。在土层裸露区接受大气降水补给，在有条件的切割区排泄。2.2.3地下水对建筑材料的腐蚀性通过勘查中钻孔取水样并进行水质分析，根据分析结果统计，地下水对建筑材料无腐蚀性。根据重庆地区经验，土层对混凝土类建筑材料无腐蚀性。三、施工方案3.1渗漏水区段统计首先对各区间洞室内的各渗漏水区段进行仔细统计，然后将现场统计资料进行整理归类，进行合理分段来进行处理。渗漏水区段统计见附表。3.2施工准备在进行施工前，作好注浆设备、材料、人员进场，以及详细的技术交底等准备工作。3.3阻水注浆施工3.3.1孔位布置布孔依据地下水情况、岩层裂隙状态、浆液有效扩散半径、注浆孔密度和偏斜率等条件具体而定。根据各渗漏水区段围岩破碎程度、节理裂隙发育程度情况，为能有效的堵水防漏，施工时注浆孔主要布置于边、拱出水附近，孔位等距进行布设。对于出水部位面域较大时，可视现场情况适当进行加密注浆孔。径向布孔参数：Ⅳ级围岩阻水灌浆孔排距2米，梅花型布置，深入围岩3.5米，孔径42mm；其他各级围岩灌浆的位置根据出水点的分布随机确定。3.3.2钻孔径向加固注浆钻孔结合本工程中的机具等设备，施工中采用φ40mm合金钻头。径向注浆钻孔采用等长钻孔，钻孔时宜垂直岩壁司钻，眼深3.5m/孔。钻孔时严格按照孔眼方向、结构布置要求进行，严禁造成钻孔的过大偏斜而影响注浆质量。为防止串浆，钻进时司钻者须保证孔与孔之间的平行性。(1)钻孔结构标准：钻孔结构要力求简单、不过多改变钻孔直径。钻孔时易尽可能使孔径大些。因孔径越大，钻孔与岩层接触面大，揭露岩石裂隙的机率也越多，对注浆越有利。(2)钻孔技术要求：①按照技术要求准确定出孔位，开孔时轻加压、慢速、大水量，防止把孔开斜，钻错方向。②钻进，钻进一定深度，安装孔口管。③钻孔时应防止压弯钻具甩打孔壁，造成塌孔或断杆事故。④钻孔中如遇破碎带，可停止钻进，先行压浆，再继续钻进。⑤钻孔结束后进行钻孔冲洗，冲净孔内岩粉、杂质。⑥灌浆前用压力水进行裂隙冲洗，直至回水清净时止，冲洗压力可为灌浆压力的80%，压力大于1MPa时，采用1MPa。3.3.3注浆方式本工程注浆施工，结合目前机具设备及钻孔涌水情况、裂隙发育程度及岩石破碎程度等，注浆施工采用分段下行式注浆：注浆孔钻进一段压一段，由外向里反复交替，直至全深。另外，为防止浆液串孔影响注浆效果，在注浆顺序上按照隔孔灌浆的方式逐次施作。分段下行式注浆优点是上段注浆后，下段注浆获得复压，堵水效果较好。尤其是在岩层破碎或裂隙极发育的条件下采用。3.3.4压力的控制及浆液配比、浆液的变换注浆过程中，合理地选择与控制注浆压力，选用合宜的浆液，适时地变换浆液配合比，并使它们之间很好地配合，是保证注浆质量的重要因素。(1)压力的控制注浆压力大小影响注浆效果，其大小决定于涌水压力（开挖工作面静水压力、突水的动压力）、裂隙大小和粗糙程度、浆液的性质和浓度、要求的扩散半径等。一般压力越高，浆液充填饱满，结石体强度高、不透水性好，并能增大扩散半径以减少注浆孔数。但压力过高，会使裂缝扩大，浆液流失过远以及工作面冒浆等。根据目前隧道内已揭露的围岩，洞内出水点部位多是破碎，节理裂隙较发育，注浆时采用分级升压法较为适宜。注浆时，将压力分为几个阶段，逐级升到最终规定值。施工时先使用最低一级的压力压注，初始压力采用0.5Mpa。随着浆液的不断注入，单位吸浆量减少到一定限度（下限），则将压力升高一级，当单位吸浆量又减少到下限，再升高一级压力；如此直到在规定压力下，终压确定为1.5Mpa。压至单位吸浆量减少到结束标准时即结束注浆。另外施工中具体注浆压力大小可依据实际岩层裂隙大小而定：(2)浆液浓度的变换由于各孔段裂隙大小、分布情况和疏密程度都不一样，每一注浆段中各种宽度的隙裂所占的比例也不相同。为适应大小不同的裂隙，灌浆浆液按由稀到浓的原则，逐级改变。一般是先压稀浆后压浓浆。先将较细的裂隙压注密实。浆液浓度的变换，是在同一浓度下注浆持续30min后，或压入量达到300L以上，而注浆压力、吸浆量均无显著改变时，即可加浓一级，若吸浆量大于30L/min时，可逐级变浓，若加浓后压力显著增大，或吸浆量突减，均说明浓度变换可能不当，应立即换原来浓度。(3)浆液变换在局部漏水比较集中的出水点采用水泥—水玻璃双液浆进行封堵为主，主要使用于漏水量较大的地段和已施工段漏水比较集中的地方，配合比一般采用1：0.5～1:1，必要时根据实际情况进行调配。3.3.5注浆结束标准注浆结束标准，采用两个技术指标来表示，一是最终吸浆量；另一是达到预定设计压力（即终压）时的持续时间。在施工中结束标准采用：注浆压力达到设计终压；吸浆量不大于0.4L/min，稳定约10min即可结束。3.3.6注浆工艺流程3.4水泥-水玻璃浆液配比试验3.4.1注浆材料性能特点：①浆液在受压的岩层中具有良好的渗入性。即在一定的压力下，能渗透到一定宽度的裂隙或空洞中去；②浆液凝结成结石后，具有一定强度和粘结力；③为便于施工和充分发挥浆液效果，浆液应具有良好的流动性；④浆液具有良好的稳定性，避免过早产生沉淀，影响浆液的压注。3.4.2材料基本成份、性能、适用范围参数表：浆液名称：水泥水玻璃双液浆粘度注入最小粒径(mmm)渗透系数（cm//s）凝胶时间抗压强度（Mpaa）注入方式扩散半径适用范围主要成份材料来源15～140(ss)110-2～10--4十几秒～几十分10～20双液浆200～300基岩裂隙和工作面面预注浆水泥、水玻璃易3.4.3注浆材料浓度表：项目裂隙含水岩层中注注浆涌水量(L/minn)200～500500～10000浆液起始浓度（水水灰比）1:1～0.8::10.8:1～0..6:1水玻璃浓度(Bee/)3535水泥浆与水玻璃体体积比1：1～1：0.81：0.8～1：0..6凝固时间(minn)2～31～2注：1.水灰比为质量比，外加剂用量为占水泥质量的百分数。2.破碎岩层无水时，采用水泥浆掺入外加剂的浆液较适宜，水灰比多为0.8：1～0.6：1。3.浆液浓度为起始浓度，可在注浆过程中根据实际情况改变。3.4.4注浆浆液配置：水泥、水玻璃浆液具有料源丰富，结石体抗压强度可达10～20Mpa，结石率可达100%，结石体渗透系数为10-3cm/s。无毒、不污染环境，可灌性好，易于配制，注浆设备简单。浆液的凝固时间，可以准确调节，可控制浆液的扩散范围。加入少量（小于3%）的磷酸或磷酸氢二钠，浆液即缓凝；加入少量（小于15%）白灰或增加浆液温度，浆液即速凝。（1）浆液配置：水泥—水玻璃浆液的配方应综合考虑凝结时间、结石体强度以及施工操作等因素，在施工中根据实际情况进行调制。水泥—水玻璃浆液组成及配置参下表：水泥—水玻璃浆液组成及配置表原料规格要求作用用量比例主要性能水泥425号普通硅酸酸盐水泥主剂11．凝胶时间可控制制在几秒至几几十分钟范围围内；2.抗压强度为55～20MPaa。水玻璃模数：2.4～33.4浓度：35Be//主剂0．5～1Ca(OH)2工业品速凝剂0.05～0.22Na2HPO4工业品缓凝剂0.01～0.003（2）影响浆液凝结时间的因素：①水泥品种和有效时间：含硅酸三钙多的水泥和存放时间短的水泥活性高、凝结时间短。②水泥浆的水灰比：水灰比越小，凝结时间越短。③水玻璃浓度：采用35Be/，浓度越低凝结时间越短。④水泥浆和水玻璃的体积比：在1：0.5～1:1的范围内，水玻璃用量越少，凝结时间越短。⑤温度：温度越高，凝结时间越短。四、资源配置4.1人员配置施工期间施工人员配置详见下表：施工期间人员配置表序号工种单位数量备注1管理人员个22搅拌司机个23司钻工个44注浆工个25普工个6材料运输搭设脚手手架6电工个1合计174.2设备配置施工期间设备配置表序号机械设备名称单位数量备注1注浆机台1配套管路和各种配配套压力表2搅拌机台13风钻把44注浆芯管根25灌浆塞个若干6施工台架台若干每管隧道至少一台台五、施工进度计划由于本工程工期紧、任务重，二衬工期压力巨大。因此，尽快完成区间注浆堵漏是确保二衬节点工期的前提。我部通过科学的施工组织并依靠丰富的施工经验对注浆施工进度进行合理的规划，具体如下表：序号区间（左右线）时间工期(天)备注1五红区间左线2011.3.111～3.1772红黄区间左线2011.3.110～3.1663黄红区间左线2011.3.115～3.2274黄红区间右线2011.3.117～3.2475花大区间左线2011.3.117～3.2376花大区间右线2011.3.222～3.2877大冉区间左右线待TBM掘进通过后后视情况而定定8冉光区间左右线六、质量控制措施1、施工前召开质量分析会议，组织质量教育，严格执行“三检”制度，加强技术交底工作，实行工序质量监控。一是监控工序活动的条件，即“人、机、料、法、环”必须符合质量要求；二是监控工序活动效果质量。2、加强质量检查，包括质量自检、互检、专业检查等，对整个施工过程技术人员进行全程旁站。3、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和规范要求，不合格材料不得进场使用，确保工程质量。4、配备好施工机具和计量工具以满足施工要求，建立健全各种资料、原始记录、作为评价本施工工序质量的重要依据。七、安全控制措施1、搭设脚手架时严格按技术交底进行施做，确保牢靠，施做顶部护栏并满铺踏步板，进行注浆作业时人员须佩戴好“安全三宝”；2、注浆时，操作人员必须佩戴好劳动保护用品，做好自身的保护措施，防止注浆时压力过大反弹伤人。3、注浆时严格按操作规程施工，防止注浆管爆管伤人。4、选用经验丰富的施工人员进行作业，定期召开安全教育会，把安全工作落到实处。5、施工中所用机械、电器设备、支架，必须达到国家安全防护标准，一切设备