隧道注浆施工工艺及质量控制要点

京沈京冀客专VII标段二工区黄雅明隧道注浆施工工艺及质量控制要点注浆技术在近几十年来获得迅猛发展，注浆施工技术已在多个领域得到了很大的发展。隧道径向注浆主要解决隧道内涌水量大、降低排水压力、保护地表周围生态环境，提高围岩承载力为目的；通过孟村隧道一号斜井的实际施作效果来看，它能有效的改善围岩的稳定性，提高围岩承载力，达到堵水的目的，从而达到确保施工安全、施工工期，改善施工环境的目的。注浆技术在近几十年来获得迅猛发展，注浆施工技术已在多个领域得到了很大的发展。隧道径向注浆主要解决隧道内涌水量大、降低排水压力、保护地表周围生态环境，提高围岩承载力为目的；通过孟村隧道一号斜井的实际施作效果来看，它能有效的改善围岩的稳定性，提高围岩承载力，达到堵水的目的，从而达到确保施工安全、施工工期，改善施工环境的目的。一、简介2.1技术要求：（1）隧道洞口500m范围暗挖段拱墙采用防寒径向注浆填充围岩裂隙，封堵地下水，达到不渗水状态，以防止冻害发生。（2）在水量丰富，导水性好的断层破碎带等地段围岩自稳能力较差，施工过程中可能产生突水、突泥，可采取超前周边注浆。（3）在一般地段裂隙水较发育、围岩涌水量超过允许排放量、施工中围岩可自稳时，宜采用开挖后围岩径向注浆等措施。（4）注浆前应进行压水试验，据此修正注浆参数。二、施工工艺2.2施工程序及工艺流程：2.2.1径向注浆施工程序：施工准备→钻孔下注浆管→注浆→逐孔检查注浆效果→补充注浆→结束达到设计要求未达到设计要求施工准备钻孔下注浆管径向注浆配制浆液补充注浆单孔注浆效果检查结束径向注浆施工工艺流程图2.2.2超前周边前进式分段注浆施工程序：

施工准备→封闭工作面施作止浆墙→开孔、安设孔口管→分阶段钻孔注浆。超前周边前进式分段注浆施工工艺流程图2.2.2超前周边后退式分段注浆施工程序：施工准备→封闭工作面施作止浆墙→开孔并安设孔口管→钻孔并顶入注浆管→设置止浆塞→分阶段注浆超前周边后退式分段注浆施工工艺流程图3.1拱墙防寒径向注浆和全环径向注浆3.1.1注浆管的制作孔口管按设计制作长1.0m，采用φ50mm，壁厚3.5mm的热轧无缝钢管。3.1.2测孔定位注浆范围为开挖轮廓线外3m，注浆孔按浆液扩散半径2m设计，孔位布置如下：孔口环向间距约200cm,孔底环向间距约280cm，纵向间距200cm，注浆孔呈梅花形布置。拱墙防寒径向注浆正面布置图全环径向注浆正面布置图注浆平面布置图注浆纵断断面布置置图3.1.3钻孔、扫扫孔、安安管、注注浆按设计位置置、孔径径、孔深深钻孔（（采用风风钻开孔孔，钻头头直径52mm），并钻钻完全部部注浆孔孔后，进进行清孔孔。用锤子把把孔口管管打入孔孔内，应应埋设牢牢固，并并安装好好止浆塞塞。注浆浆前应进进行压水水试验，，据此修修正注浆浆参数。。注浆过程程中应加加强洞内内外观察察，发生生窜浆，，围岩、、支护结结构、地地表出现现异常情情况时，，应调整整注浆工工艺或方方案。钻孔注浆浆顺序应应由下往往上、由由少水处处到多水水处，隔隔孔钻注注。设计注浆浆参数为为：A、水泥浆浆液水灰灰比：1:1；B、注浆压压力1.0～1.5MPa；3.1.4注浆结束束标准单孔结束标准准：a.注浆压力力逐步升升高至设设计终压压，并稳稳定10分钟；b.注浆量不不小于设设计注浆浆量。全段结束束标准：：a.所有注浆浆孔均已已符合单单孔结束束条件，，无漏浆浆现象；；b.浆液有效效注入范范围大于于设计值值。3.2超前前周边注浆3.2.1注浆孔位位布置超前周边边预注浆浆就是要要使浆液液扩散到到注浆深深孔周边边预注浆浆范围内内的所有有岩层裂裂隙中，，所以注注浆孔的的布置要要以浆液液扩散不不出现空空白为原原则，据据此根据据设计注注浆孔数数量以隧隧道中轴轴为中心心呈伞形形布置。。超前周周边注注浆纵纵断面面布置置图超前周周边注注浆横横断面面布置置图分段前前进式式注浆浆示意意图分段后后退式式注浆浆示意意图3.2.2注浆方方式注浆顺序为为先内内圈孔孔后外外圈孔孔，先先无水水孔后后有水水孔。。同一一圈孔孔间隔隔施工工。裂裂隙发发育破破碎难难以成成孔的的岩层层、注注浆可可采用用分段段前进进式注浆；；围岩局局部破破碎，，但可可以成成孔的的岩层层，注注浆可可采用用分段段后退退式注浆。。3.2.3注浆参数1、注浆浆开孔孔直径径110mm，长度度为3m，孔洞洞剩余余部分分直径径为91mm，详见见图10注浆钻钻孔结结构图图；2、单孔孔有效效扩散散半径径为3.0m；3、注浆浆范围围为隧隧道开开挖轮轮廓线线外5m；4、注浆浆压力力：注注浆压压力是是注浆浆的主主要参参数，，它对对浆液液的扩扩散范范围，，岩层层裂隙隙充填填的密密实程程度及及注浆浆效果果的好好坏起起着决决定性性的作作用，，所以以必须须有足足够的的注浆浆压力力克服服静水水压力力和地地层阻阻力，，方能能达到到注浆浆目的的，岩岩石地地层注注浆压压力应应根据据水文文地质质条件件合理理确定定，宜宜比静静水压压力大大0.5MPa至1.5MPa。注浆钻钻孔结结构图图5、浆液液的注注入量量：指指单孔孔注入入量，，假设设浆液液在地地层中中均匀匀扩散散。公式为为：Q=πR2Lnαη式中：：Q—单孔孔注浆浆量（（m3）；R—浆液液扩散散半径径（m）取3m；L—注浆浆孔长长（m）；n—地层层的裂裂隙（（％）），取取2～3%；α—浆浆液在在岩石石裂隙隙中的的充填填系数数，视视岩石石情况况取0.3～0.9；η—浆浆液消消耗率率，取取1.1。6、注浆浆材料料:水泥浆浆液；；水泥泥采用用425号普通通硅酸酸盐水水泥，，水泥泥浆水水灰比比=0.8～1:1。3.2.4封闭作作业面面施作作止浆浆墙为防止未未注浆浆段地地下水水涌向向作业业面及及注浆浆时跑跑浆，，注浆浆起始始处掌掌子面面前方方5m范围采采用φφ42mm,壁厚3.5mm的钢花花管进进行注注浆形形成止止浆岩岩盘。。钢花花管长长5m,间距1.5m,梅花形形布置置。掌掌子面面挂网网喷射射20cm厚C25混凝土土封闭闭，钢钢筋网网直径径φ8mm，网格格间距距20×20cm。后每每一循循环注注浆长长度为为30m，开挖挖25m，保留留5m长止浆浆岩盘盘。设止浆浆墙时时，止止浆墙墙施作作位置置及结结构形形式根根据现现场情情况和和堵水水方式式确定定，厚厚度5m。止浆浆墙应应嵌入入岩体体并设设置适适量的的径向向锚杆杆，施施工时时在周周边预预埋注注浆管管并注注浆填填充空空隙。。钻孔孔注浆浆施工工应在在止浆浆墙强强度达达到设设计的的75%以上后后进行行。3.2.4埋设孔孔口管管固结牢牢固密密实，，保证证不漏漏浆、、不窜窜浆的的孔口口管是是决定定注浆浆效果果好坏坏的重重要因因素，，其埋埋设方方法：：先用用钻机机（钻钻头直直径110mm）钻3m深，再再将φφ108孔口管管插入入，外外露20～30cm，管壁壁与孔孔口接接触处处用麻麻丝填填塞，，再向向孔口口管内内注水水泥浆浆固结结。孔孔口管管起着着导向向作用用，钻钻孔安安装时时要控控制好好外插插角度度。3.2.5钻孔根据用用途，，选用合适的的钻机机。先根据据设计计图孔孔位、、钻孔孔参数数，在在工作作面上上放出出钻孔孔位置置，并并用油油漆标标定。。调整整钻杆杆的仰仰角和和水平平角，，移动动钻机机，将将钻头头对准准所标标孔位位。注浆钻钻孔作作业应应符合合下列列要求求：1、钻孔顺序宜宜根据据注浆浆目的的合理理安排排。2、注浆长度和和深度度应按按设计计要求求并视视水文文地质质情况况合理理安排排。3、钻机安安装应平稳稳，钻钻杆中中心线线与设设计注注浆孔孔中心心线应应吻合合，钻钻孔作作业中中应经经常检检查、、校正正钻杆杆方向向。钻钻孔孔孔底偏偏差值值应符合下表的规定。注浆钻孔孔底偏差标准

项目注浆孔检查孔其他孔允许偏差≤1/40L≤1/80L≤1/60L4、应根根据水水文、、地质质情况况明确确孔口口管的的埋设设时机机，并并做好好施工工记录录。孔孔口管管和注注浆管管宜在在钻孔孔2m后安装装；涌涌水量量大、、压力力高的的地段段应先先设置置带闸闸阀的的孔口口管。。设置置止浆浆墙时时，孔孔口管管埋入入止浆浆墙深深度根根据最最大注注浆压压力确确定。。3.2.6注浆施施工准准备泵站的布置置：泵站布置应应考虑虑紧凑凑、操操作方方便、、有利利于通通风防防尘，，并尽尽量靠靠近工工作面面，场场地狭狭窄时时可采采用移移动式式泵站站。管管路连连接可可参照照图8进行连连接。。压水试试验：：注浆施工应通过过压水试验验测定岩层层的吸水性性和渗透性性，同时冲冲洗钻孔，，检查止浆浆塞效果和和注浆管路路是否有跑跑、漏水现现象。3.2.7制浆选用JQ350水泥浆搅拌拌机作为制制浆设备，，为了保证证浆液的均均匀性和在在注浆间隙隙时不沉淀淀，另自行行加工搅拌拌储浆桶两两台，容量量1立方米，采采用立式电电动机和摆摆线针轮式式减速器，，用支架倒倒立于储浆浆桶上，通通过联轴节节将动力直直接传给搅搅拌轴。为为了方便吸吸浆，在储储浆桶外侧侧设两个以以上取浆口口，以保证证大流量注注浆时浆液液的供应。。根据选定浆浆液的配比比参数拌好好浆液，其其中水泥浆浆拌好后用用1×1mm网筛过滤，，放入搅拌拌机进行二二次搅拌，，确保浆液液均匀。3.2.8注浆注浆采用KBY系列列双液注浆浆泵（适用用单、双液液注浆），，注浆泵的的最大压力力能达到设设计压力的的1.5～2.0倍。（设计计压力根据据水文地质质条件确定定，比静水水压力大0.5MPa～1.5MPa）。注浆作业应符合合下列要求求：（1）注浆材料料按照配合合比准确计计量，严格格按顺序加加料，拌合合后的浆液液应经筛网网过滤后方方可进入注注浆机。（2）注浆应设设置止浆塞塞，止浆塞塞可采用气气囊、水囊囊或橡胶止止浆塞，并并能承受注注浆终压的的要求。（3）注浆过程程中应做好好施工记录录，包括孔孔位、孔径径、孔深、、浆液配合合比、注浆浆压力、注注浆量、跑跑浆、窜浆浆等内容。。当注浆施工中中出现异常常情况时，，应采取下下列方法进进行处理：：（1）钻孔过程程中遇见突突泥、突水水情况，立立即停钻，，并进行注注浆处理。。（2）局部漏浆浆跑浆可用用麻丝填塞塞裂隙、调调整浆液配配合比、缩缩短凝胶时时间、浅孔孔注浆固结结等方式处处理。（3）注浆压力力突然升高高，应暂停停注浆，检检查管路是是否堵塞、、压力表有有无故障。。（4）进浆量大大、压力长长时间不升升高时，可可采用加大大浆液浓度度，降低注注浆压力、、添加纤维维材料或间间歇等方法法处理。3.2.9注浆结束标标准单孔结束标准：：a.注浆压力逐逐步升高至至设计终压压，并稳定定10分钟；b.注浆量不小小于设计注注浆量的80%；c.进浆速度为为开始进浆浆速度的1/4。全段结束标准准：a.所有注浆孔孔均已符合合单孔结束束条件，无无漏浆现象象；b.浆液有效注注入范围大大于设计值值。3.2.10注浆后效果果检查1、钻孔检查查法：按总注浆孔的5%至10%设置检查孔，检检查孔应在均匀匀布置的原则下下，结合注浆资资料分析布设，，检查孔应无涌涌泥，涌沙，不不塌孔；渗水量量应少于0.2L/（min·m）或少于设计涌涌水量，否则予予以补注；2、钻孔取芯法：通过钻孔取芯观察地地层的注浆加固固效果；3、压水试验法：对检查孔进行压水水试验，当吸水水量大于1L/（min·m）时，必须进行行补充注浆。四、质量控制及检检验4.1质量控制1、注浆过程中应应根据地质和设设计要求等控制制注浆压力。2、注浆结束后后应检查其效果果，不合格者应应补浆。检查合合格后注浆钻孔孔及检查孔应封封堵密实。3、注浆所采用用水泥的检验应应符合《通用硅硅酸盐水泥》（（GB175））的规定。4、浆液配合比比设计应根据试试验确定并符合合设计要求。5、注浆效果符符合设计要求。。检查孔的设置置和日均出水量量应符合设计要要求。6、注浆孔间距距、孔深及钻孔孔偏斜率允许偏偏差应符合规定。7、单孔注浆压力达到设设计要求值，持持续注浆10min且进浆速速度为开始进浆浆速度的1/4或进浆量达到到设计进浆量的的80%及以上上时注浆方可结结束，浅孔达到到设计终压。8、初期支护背后后注浆应在初期期支护混凝土强强度达到设计强强度的100%后进行。9、注浆压力、注注浆量、进浆速速度等注浆参数数应符合设计要要求，每台注浆浆设备必须配备备压力表及流量计。4.2质量检验1、注浆所用原材料质量