某隧道右洞注浆止水总结

某隧道右洞注浆止水总结地质情况说明某隧道穿越某山，山体走向N30°E，为四川盆地东部平行岭梳状褶皱山地形。顶部灰岩溶蚀后成为槽谷，但两侧为挺拔山脊，组合成“一山两岭”和“一山三岭”的特有形态。地貌属侵蚀构造中低山河侵蚀岩溶地形。山顶部为岩溶隆脊山地，两侧为单面山峰状中低山。隧道穿越某背斜，背斜两翼须家河（T3xj）和珍珠冲（J1xh）分布区。某背斜出露地层主要有三叠系雷口坡组、嘉陵江组、须家河组、侏罗系上统珍珠冲组。其中须家河、雷口坡组分布最广，第四系主要分布于背斜北西翼缓倾斜坡及隧道进出口地段。YK5+415里程段岩性为灰岩、白云岩、泥灰岩、岩溶角砾岩,以灰岩为主.硬质岩(Rb=68.7MPa)。中-厚层状,受地质构造影响较严重,节理较发育,呈块状砌体结构及块碎石状镶嵌结构,岩体较完整-较破碎。位于处断层下盘,属岩溶中等较强发育带,位处水平径流带,富水性好,地下水影响严重,其溶隙、溶孔、溶穴发育,层间一般结合差。洞室开挖后,地下水一般呈股状、大股状产出,遇岩溶管道,溶洞将产出较大涌水或突水。Vp=2516-3687(m/s)。围岩稳定性较好,但遇到溶缝和溶洞堆积物稳定性差。第二章我部治水工作一、止浆岩盘方案2006年07月21日，隧道掌子面挖掘发现涌水，由于水量不是很大，遂决定采取挂网喷浆装孔口管的方式对掌子面进行加固，并准备注浆止水。先在掌子面打入锚杆（φ25螺纹钢），杆长2m，打入岩盘1.5m，全断面挂钢筋网喷射混凝土，目的是为了封闭掌子面，防止岩盘由于内压过大而崩裂，形成止浆岩盘。之后对止浆岩盘外围以大仰角和外插角钻孔，安装孔口管，准备深孔预注浆。但就在安装孔口管此时，由于内压过大，挂网喷浆层发生开裂，涌水从喷射混凝土中流出，左侧尤为明显，水量相当大，此方案失败。二、止浆墙方案设备：QS100B潜孔钻，配备φ76mm和120mm钻头；3SNS-A注浆泵，压力0~10MPa，注浆管耐压12MPa；ZJ-400制浆机，容量400L；YJ-400储浆桶，容量400L。材料：普通硅酸盐水泥，河砂，水玻璃，麻筋。2006年7月24日，决定采用止浆墙方案对掌子面进行注浆止水。先在掌子面打入若干锚杆，锚杆长3m，打入2m，外留1m。止浆墙设计厚度1.5m，在支模的同时将孔口管固定到位，并利用孔口管将止浆岩盘的涌水引出，防止涌水影响混凝土浇注质量。孔口管为φ108无缝钢管，端部焊有法兰盘，便于以后安装其他设备。孔口管安装位置如下：2006年07月26日，经过约30小时，止浆墙浇筑完毕，并已达到初期强度，可以钻孔注浆。据观察，第33号孔涌水量比较大。首先用潜孔钻通过孔口管对岩盘进行钻孔，打出水后安装注浆管进行注浆。由于我方注浆机使用不合理，压力表经常损坏，不久所有压力表均损坏，不能读取注浆压力，工人只是凭经验注浆，导致注浆压力经常过大，注浆很不稳定，注浆管摆动很大。直接导致止浆墙内部压力过大，孔口管和施工缝窜浆严重。2006年07月28日，掌子面左侧后方约5m处初衬开裂，有小量涌水，裂缝宽度最大处约1cm，长度约1m，由拱脚向上发育，拱脚喷射混凝土少量崩落，基岩裸露。2006年07月31日，由于止浆墙浇筑时下挖基础过浅，基础清淤不干净，由上自下的注浆将水大量压入下部，注浆压力过大等原因，止浆墙不能承受水压，出现漏浆，初期衬砌发生了开裂，浆液大量从裂缝中涌出。工人用木楔，钢筋，绵纱将裂缝塞住，通过减小注浆压力，加砂和麻筋等方法堵漏，但效果并不是很好，原因是对浆液浓度控制和注浆压力控制不够好。由于止浆墙底部漏浆严重，遂将部分孔口管接长后，在止浆墙底部重新浇筑了一个高1.5m，宽1m的混凝土台阶，但由于内部水压过大，于2006年08月04日台阶右下部出现裂缝，台阶与老止浆墙的施工缝连接不够牢固，出现小股冒水，并夹杂有气泡。基础右下部基础被涌水掏出一空洞，洞里夹杂有窜浆的地下水以约1L/s的速度涌出，右下部第12号孔φ200mm孔口管满管排水，水量相当大。2006年08月07日，对止浆墙右下部新浇筑一长约1.5m，宽约80cm，高约50cm的混凝土台阶进行堵漏加固。由于止浆墙多处漏浆，遂采取双液注浆处理，注浆后立即注入了一定量的水玻璃，试图用水玻璃加速浆液凝固。但由于注浆方法不当，各处窜浆非常严重，最后进行加固的台阶基础被涌水冲出一洞，发生管涌，工人用棉纱、石块等填补，涌水、漏浆依然严重。止浆墙施工缝漏浆，部分孔口管窜浆，注入水玻璃后，无任何改善。注浆止水失败。第三章XX院注浆止水工作设备：杭钻SGZIIIA地质钻机，配备φ110mm、φ91mm、φ51mm地质取样钻头、φ56硬质合金钻头；3SNS-A注浆泵，压力0~10MPa，注浆管耐压12MPa；ZJ-800制浆机，容量800L；YJ-800储浆桶，容量800L。材料：普通硅酸盐水泥，粉煤灰、河砂，水玻璃，麻筋，糠壳。XX院对注浆泵进行了改进，对出浆口增加了一稳压罐，回浆管上安装了压力表，压力表下部装有一油封，用于对浆液进行隔离，防止浆液堵塞压力表。注浆孔空位布置图：孔深及钻孔角度表：孔号孔深（m）与水平方向夹角角与垂直方向夹角角孔号孔深（m）与水平方向夹角角与垂直方向夹角角I-1319°（向上）0°II-6328°（向下）15°（向右）I-2319°（向上）2°（向右）II-73215°（向下）13°（向右）I-3317°（向上）6°（向右）II-83215°（向下）9°（向右）I-4313°（向下）10°（向右）II-93215°（向下）4°（向右）I-5311°（向下）11°（向右）II-103215°（向下）0°I-6311°（向下）11°（向左）II-113215°（向下）0°I-7313°（向下）10°（向左）II-123215°（向下）4°（向左）I-8317°（向上）6°（向左）II-133215°（向下）9°（向左）I-9319°（向上）2°（向左）II-143215°（向下）13°（向左）II-13215°（向上）0°II-15328°（向下）15°（向左）II-23213°（向上）7°（向右）II-16324°（向下）17°（向左）II-3328°（向上）13°（向右）II-17320°15°（向左）II-4320°15°（向右）II-18328°（向上）13°（向左）II-5324°（向下）17°（向右）II-193213°（向上）7°（向左）XX院进场后，先搭建了临时工作平台，用彩条布将工作场地顶部做了临时防水处理，之后将设备吊装到位。钻机经过工人大致搬运到位以后，通过机器自身实现左右水平移动和垂直面内的俯仰转动定位，钻机通过自身的绞盘固定在我方早先的孔口管上。3台钻机同时工作，用φ110mm或φ91mm地质取样钻头在止浆墙上钻深2m的孔，用于安装孔口管。孔口管为φ89mm镀锌钢管，有1.5m和2m两种长度，根据实际钻孔情况选择安装。孔口管安装方法为先在孔内塞入半干水泥，孔口管上缠上一定长度的无纺布作为与孔的密封材料，但经XX院人员介绍，用生麻的密封效果更好，但成本更高。孔口管安装约12小时以后，水泥基本已达到设计强度，可以开始钻孔。钻孔主要使用的是φ51mm硬质合金钻头，此钻头对岩石为切削式钻进，对于较软弱的岩石钻孔效果较好，遇到坚硬岩石和钢筋，钻头磨损会很严重，甚至损坏，若遇坚硬岩石和钢筋要使用金刚石钻头以磨碎的方式钻进。钻孔过程中，我方也曾使用潜孔钻协助钻孔，但与XX院的地质钻机相比，潜孔钻钻头易堵塞，堵塞后需将钻头完全拔出，更换或清理以后才能继续钻孔，浪费了较多时间，而地质钻机由于钻头结构相当简单，加入高压水作位冲洗剂以后，不易堵塞；当潜孔钻遇到较大的内部水压以后就不能继续钻孔，而地质钻机遇到较大的内部水压以后，可以卸下外部高压水供给钻杆，岩层内的高压水能通过钻杆排出，一方面作为钻孔冲洗剂，一方面又可以起到减压的作用，钻孔能继续进行。当钻孔有较大水涌出或出现较严重窜浆时，即可停止。之后在孔口管上安装阀门和注浆管开始注浆。制浆浓度按照800L制浆机18包水泥/缸的水泥配合比配置水泥，刚开始注浆时，在储浆桶内加入1/3~1/2桶清水，将浓浆稀释成稀浆后再注浆，目的是用稀浆将岩体内的水挤开，使稀浆很快扩散到裂隙中，为下一步注浓浆打基础。当注了1~3桶稀浆后，改注浓浆。注浆压力根据内部水压大小设计，此次注浆一般压力控制在0.5~2MPa，个别时候达到4MPa，压力通过回浆管和注浆泵挡位控制，由专人负责调节，目的一方面是为了防止注浆压力过大使岩盘内部过渡挤压而更加破碎，造成窜浆加剧；另一方面是为了防止出现爆管等危险情况。注浆时若出现较小窜浆，可根据实际情况，在浆液中加入适量河砂即可；若出现较大窜浆，就需要考虑减小注浆压力，浆液中加入河砂、麻筋、糠壳等惰性材料，通过浆液在岩盘内部裂隙的沉积来止住窜浆。这种方法通常比较见效，窜浆会在短时间内被止住，其关键在于注浆压力的控制和浆液配合比的控制，XX院是按照经验对注浆压力和掺料量进行控制，若掺入料过多，则容易造成堵管、堵孔，过少则起不到止窜浆的目的。若窜浆过于严重，则需要暂停注浆，用生麻、棉纱、钢筋等对窜浆部位进行封堵，对孔口管安装阀门进行关闭，之后再继续注浆。若窜浆范围继续扩大，则需要在浆液中加入水玻璃进行双液注浆，迅速对窜浆进行控制。对于要吸浆的孔，只要制浆速度能跟上，就可以加速一直注，压力一般控制在1~3MPa，直到快注满为止，再减速慢注或进行间歇式注浆，直到注满。对于吸浆比较困难的孔，则需要进行间歇式注浆，控制压力在0.5~2MPa慢注，注到压力突然上升时停止5~20分钟，维持压力，使浆液在岩盘内扩散，压力减小以后再继续注浆，控制压力依然维持在0.5~2MPa。如此重复，直到注满为止。在因各种原因停止注浆的时候，每隔一段时间要打开回浆管回浆，防止孔和管道堵塞。对于注浆效果的检查，可在注浆后立即打开回浆管，观察回浆管出水，若在很短时间内出清水，则说明岩盘内可能有流动的水已将浆液冲走；若回浆浆液变稀或出浑水，则说明岩盘内可能存在静止的水；若回浆后没有水，则说明可能是堵孔或已注满。当注浆后8~12小时，浆液已达到设计强度，可以继续钻孔注浆，钻孔还是按照钻出大水或出现严重窜浆为止，但是钻孔时要避免对正在注浆的孔间隔太近的孔钻孔，避免出现窜浆。此次YK5+414注浆止水循环，钻至9m左右，有较大水涌出，约90L/min；钻至18~22m处出大水，随水流冲出的岩石为钙质灰岩