全断面帷幕注浆.doc

3.1)隧道全断面超前(帷幕)预注浆施工工艺超前全断面帷幕注浆施工工艺流程见图11-3-18“隧道全断面帷幕预注浆施工工艺流程图”。测量放线、标注钻孔位置钻机就位固定钻固定孔口的锚杆孔开 孔安设孔口管采取前进式分段注浆配置浆液钻孔注浆至设计深度钻孔检查注浆效果是否符合注浆结束标准配置浆液否结束钻孔注浆是施工准备止浆墙施工超前地质预报注浆台车就位超前帷幕预注浆施工工艺流程图3.2.2)钻孔注浆施工方法3.2.2.1)止浆墙施工(1)止浆墙的设置要求:当超前地质预报预测出工作面前方水压较大或围岩破碎，需要进行全断面帷幕注浆时，为防止承压水和受压浆液从工作面漏出，并保证能用最大的注浆压力把浆液注入含水层的裂隙中，使之沿裂隙有效地扩散，在工作面设置2米厚止浆墙。(2)止浆墙施工基面清理:在准备施工止浆墙的预定位置清理围岩，把隧道周边破碎岩石、浮碴清理干净，尤其是底板，要清理到硬底。用风镐向周边围岩开挖沟槽，深度1.01.2m。当围岩破碎，虚碴很深或节理裂隙发育、导水性强时，可用风钻向岩体深处打注浆孔，埋设的注浆管，用早强水泥加固周边岩体。然后再开挖沟槽，使之符合止水墙的要求。(3)浇筑止浆墙:浇筑材料选用P.O4.25普通硅酸盐水泥、中砂和粗石子。当突水点位置较小，止水墙体积受到限制时，可在止浆墙体内架设钢筋，增加强度，减少体积，浇筑过程中要求边浇混凝土边振动捣实，使墙体与围岩充分结合，薄弱环节预埋注浆管，墙体浇筑完毕，通过预埋注浆管注CS双液浆或者早强水泥，加固墙体。(4)止浆墙外侧隧道围岩的加固:止浆墙浇筑完毕，待混凝土强度达到设计值75%以后时才能注浆，为保证注浆加固和堵水的成功，在等强期间，还要对止浆墙体附近一定范围内的隧道围岩进行加固，加固范围视围岩体裂隙发育情况而定，一般两侧各1520m。在此范围内，每23m划分一个断面，每断面在隧道周边布置712个注浆孔，用风钻打眼造孔，直径为42mm的注浆管，用双液浆或者早强水泥加固围岩。3.2.2.2)钻孔注浆施工(1)施工准备:钻孔前按照设计及钻机所在位置，计算出各钻孔在工作面上的坐标，放样出注浆孔的准确位置，开孔前保持钻机前端中点与掌子面钻孔位于同一轴线上，固定钻机，保证钻杆中心线与设计注浆孔中心线相吻合，钻机安装应平整稳固，在钻孔过程中也应检查校正钻杆方向。超前注浆孔的孔底偏差应不大于孔深的1/40孔深，固结注浆和注浆检查孔的孔底偏差应不大于孔深的1/80孔深，其它各类钻孔的孔底偏差应小于1/60孔深。(2)开孔:钻机采用低压力、慢钻速，采用120钻头开孔，钻深3m，退出钻杆。(3)孔口管安装:钻孔3m后安装孔口管，孔口管是一端焊有法兰盘的钢管，长度根据需要确定，一般为2m。孔口管的作用：安装压力器；测量钻孔出水压力及涌水量；安装注浆栓塞；出现孔口涌水时及时关闭。孔口管安装及防突装置示意图见图 “孔口管卡盘盘根式防突装置示意图”。孔口管的安装范围：全部注浆钻孔孔口。孔口管的安装方法：安设孔口管前，先在钢管上缠绕麻丝，用钻机强力推入孔中并用膨胀螺栓加固，以免测量水压或注浆时钢管冲出孔外，影响注浆和危及人身安全。所有钻孔均应采用湿钻法钻孔：钻进过程中如遇特殊情况，则应分析原因后会同有关单位共同制定处理方案，若钻进中钻孔遭堵塞，则应重钻。若涌水量及涌水压力较大时，在出水孔附近24m范围内钻12个分流孔，以减少涌水压力，方便注浆或直接注浆后再钻进。孔口管卡盘盘根式防突装置示意图钻孔过程检查和钻孔保护：所有钻孔都必须检查设计孔深并在钻孔过程中详细记录孔位、孔深、水压、出水量等，经监理工程师检查后开始进一步钻孔或进行注浆。对所有钻孔，均应妥加保护，直到验收合格开始注浆为止。钻孔冲洗和压水试验：一般情况下，超前注浆孔不需要清洗，对涌泥的超前注浆孔也不宜清洗，应根据现场情况会同监理后再采取相应措施。冲洗一般采取风水联合冲洗或用导管通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗；裂隙冲洗方法根据不同地质条件，通过现场试验确定。压水试验应在裂隙冲洗后进行，采用“简易压水”、“单点法”、“五点法”进行压水试验。简易压水试验应在裂隙冲洗后进行，压力为80的注浆压力，该值若超过1Mpa时，采用1Mpa；压水20min，每隔5min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率表示。单点法、五点法试验和基岩固结注浆检查孔的试验按规范(DL/T5148-2001)相应要求执行，其中检查孔的数量应不少于注浆总孔数的5。(4)制浆:施工前应对不同水灰比、不同掺和料和不同外加剂的浆液进行下列项目的试验：浆液配制程序及拌制时间；浆液密度或比重测定；浆液流动性或流变参数；浆液的沉淀稳定性；浆液的凝结时间，包括初凝和终凝时间；浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性。一般情况下，制浆参数如下：水泥-水玻璃双液浆：水泥浆与水玻璃浆液体积比1:0.5，凝胶时间13分钟。并加入缓凝剂及速凝剂来调整凝胶时间，可调范围为十几秒到几十分钟。双液浆的配制：水泥浆的配制同上，水玻璃浆的配制在搅拌桶内加一定量的清水，再放入一定量的浓水玻璃，搅拌均匀即可。两种浆液通过注浆机在混合器处混合后进入地层。为保证浆液质量，制浆材料准确计量，水泥、缓凝剂、速凝剂等固相材料采用重量称量法，水、水玻璃采用体积称量法。其中水、水泥、水玻璃称量误差不应大于2%，外加剂称量误差不应大于1%。严格按顺序加料，有外加剂的浆液中，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。掺有缓凝剂的水泥浆必须在30分钟内用完。各类浆液必须搅拌均匀，测定浆液密度和黏滞度等参数，并做好记录。纯水泥浆液的搅拌时间，30s3min，浆液通过二级搅拌桶时过筛，从开始制备至用完的时间小于4小时。拌制超细水泥浆液时，应加入减水剂和采用高速搅拌机，高速搅拌机搅拌转速应大于1200r/min，搅拌时间应通过试验现场确定。细水泥浆液的搅拌，从制备至用完的时间宜小于2h。确保浆液的良好性能。(5)钻孔注浆:采用前进式分段注浆，安设孔口管的孔位采用90mm钻头成孔，注浆孔前段安设108mm套管，1151孔套管长3米。套管段采用120mm钻头成孔，后续注浆段采用90mm钻头成孔。通过孔口管钻进310m后，停止钻孔，进行注浆施工，之后每钻进57m，再注浆，如此循环下去，直至完成该孔的钻孔及注浆施工。注浆方式示意图见“前进式注浆方式示意图”。 前进式注浆方式示意图注浆顺序:从外圈向里圈注浆。每环注浆孔先施工奇数编号注浆孔，然后施工偶数编号注浆孔同时作为检查孔，如果不能达到标准，则另设检查孔。注浆结束标准:注浆结束标准以定压和定量为主，注浆压力达到设计终压，并且注浆速度小于5L/min超过20min时，即可结束本孔注浆。当注浆过程中长时间压力不上升，并且达到设计注浆量时，应缩短浆液的凝胶时间，并采取间歇注浆措施，控制注浆量。当设计孔全部达到结束标准并注浆效果检查合格时，即可结束本循环注浆。3.3)注浆效果检查注浆效果检查采用钻孔检查法，根据注浆状况，确定检查孔位置。对检查孔进行钻孔检查，检查孔钻深为开挖段长度以内并预留3m段。根据检查孔涌水量来决定是否须补设注浆孔。如果每孔每延米涌水量大于0.15L/min或局部孔涌水量大于3L/min的追加钻孔注浆，再次压注直到达到设计要求为止。3.4)人员、设备配套和预注浆进度安排永龙隧道是一条大断面的公路隧道。该隧道注浆堵水规模大，施工组织成立专业化注浆作业班组，钻孔注浆的机械配置数量充足，机械性能优、功效高。3.4.1）注浆施工人员安排成立钻孔注浆作业队，具体人员配备及职责分工见表11-3-4“隧道钻孔注浆作业队人员配置及职责分工表”。表11-3-4隧道钻孔注浆作业队人员配置及职责分工表 分工人员人数(个)职责职责副经理1负责注浆施工协调工作隧道注浆工作钻孔班长3负责钻孔施工实施隧道注浆工作注浆班组组长3负责注浆施工实施隧道注浆工作技术负责人1负责注浆施工方案制定隧道注浆工作技术人员2负责注浆施工技术指导隧道注浆工作试验工程师2负责注浆施工浆液配置隧道注浆工作质检工程师1负责注浆施工质量控制隧道注浆工作司钻工12负责注浆施工钻孔作业隧道注浆工作技工15负责注浆施工作业隧道注浆工作合计403.4.3）注浆进度安排注浆进度计划：全断面帷幕注浆（注浆段长30m，开挖22m）60天/循环，顶水注浆5天/循环。全断面帷幕注浆进度计划安排见表11-3-5“全断面帷幕注浆进度计划安排表”。 表11-3-5全断面帷幕注浆进度计划安排表工序名称工期(d)备 注施工准备、止浆墙施工5各工序平行作业。测量放线、标定孔位1钻机、注浆台车就位1钻孔注浆施工20注浆效果检查3合计 30303.5）主要技术措施(1)钻孔过程中，如遇到钻出水量明显增加时，则停止钻进，尽量减少钻注施工过程中水量排出，安设注浆管注浆。(2)注浆前先进行注浆现场试验，注浆参数通过现场试验在实际施工中根据具体情况及时调整，以获得较好的注浆加固效果。(3)配制浆液严格按照制浆要求按顺序投料，不得随意增减数量；水泥在倒入搅拌桶前捡去其中的水泥纸及包装线，要在倒入口安装一用滤网加工的过滤筛。(4)水泥浆搅拌好放入储浆桶后，在吸浆过程中不停搅动，防止浆液离析，影响配比参数。(5)注浆泵吸浆头用纱网包裹，并间隔一定时间提起吸浆头晃动，防止浆液堵塞吸浆头。(6)注浆管路连接完毕后，先压水检查注浆管路的密闭性，各种连接连接牢固，防止高压下脱开伤人。(7)注浆开始时，先打开进浆阀，再关闭泄浆阀，注浆结束时，先打开泄浆阀，再关闭进浆阀，待泄压后拆卸注浆管路。(8)注浆过程中遇到突然停电时，要立即用高压水冲洗净管内的浆液，与洞外联系后如停电时间较长时，注浆管全部拆下冲洗，注浆泵也要拆洗，将搅拌机中浆液放入储浆桶后清洗搅拌机。(9)注浆过程中，若地层吸浆量很大，注浆压力长时间不上升，可通过调整浆液配比，缩短浆液凝胶时间，以达到控域注浆目的。(10)注浆过程中，如注浆压力突然上升，立即停止注浆工作，打开泄浆阀泄压，查明原因后再决定该孔是否继续注浆，如系管路堵塞，清除故障后继续注浆，如管路未堵塞，接管注浆时仍旧出现压力突然上升，可结束该孔注浆。(11)注浆过程中，如发生串浆现象，可关闭该串浆孔继续注浆，但若发生频繁时，应加大钻孔与在注浆孔的间隔或同钻同注，减少串浆现象。(12)注浆过程中，如跑、漏浆现象严重时，可通过间歇注浆或通过调整浆液配比缩短凝胶时间的方法进行封堵，但若无效时，可暂停该孔注浆。(13)注浆过程中，要保持注浆管路畅通，防止因管路堵塞而影响注浆结束标准的判断。(14)严格按照设计注浆段长进行分段注浆，不得任意延长分段长度，必要时可进行重复注浆，以确保注浆质量。严格进行注浆效果检查评定，符合要求时才能结束注浆作业。当未达到注浆结束标准时，进行补孔注浆。(15)施工中应做好排水准备工作，以防止施工中大量涌水形成危害；准备好抢险材料，做好抢险准备工作。