隧道帷幕注浆施工工艺

《隧道帷幕注浆施工工艺》由会员分享，可在线阅读，更多相关《隧道帷幕注浆施工工艺（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、隧道帷幕注浆施工工艺隧道帷幕注浆施工工艺 隧道帷幕注浆施工工艺隧道帷幕注浆施工工艺 1.1.前言前言 2.2.工艺特点工艺特点 3.基本原理 4.施工工艺流程 5.主要作业程序 6.结束语 注浆技术是以堵水和加固岩土为目的的，实用性强，注浆技术是以堵水和加固岩土为目的的，实用性强， 应用范围广，在隧道及地下工程中，注浆技术主要用于软应用范围广，在隧道及地下工程中，注浆技术主要用于软 土地层的加固、富水断层破碎带的堵水加固等，由于围岩土地层的加固、富水断层破碎带的堵水加固等，由于围岩 软弱破碎，稳定性差，加之水的影响，采用一般的方法，软弱破碎，稳定性差，加之水的影响，采用一般的方法， 施工极其困

2、难，掘进速度慢，施工安全难以保证。在这种施工极其困难，掘进速度慢，施工安全难以保证。在这种 不良地质地段施工，采用深孔超前帷幕注浆全封闭固结止不良地质地段施工，采用深孔超前帷幕注浆全封闭固结止 水技术，是一种安全可靠的有效方法。水技术，是一种安全可靠的有效方法。 帷幕注浆技术是帷幕注浆技术是超前预注浆的一种，主要包括注浆工超前预注浆的一种，主要包括注浆工 艺、注浆材料和注浆设备。艺、注浆材料和注浆设备。 隧道帷幕注浆施工工艺隧道帷幕注浆施工工艺 1.1.前言前言 2.2.工艺特点工艺特点 3.基本原理 4.施工工艺流程 5.主要程序说明 6.结束语 （1 1）工作面和周边围岩均布孔，进行全断面

3、全封闭工作面和周边围岩均布孔，进行全断面全封闭 深孔注浆固结止水，在隧道开挖断面周边能形成一定厚深孔注浆固结止水，在隧道开挖断面周边能形成一定厚 度的堵水帷幕，对于水源保护要求高、以堵为主的隧道度的堵水帷幕，对于水源保护要求高、以堵为主的隧道 和地下工程尤为合适。和地下工程尤为合适。 （2 2）注浆孔深度大，注浆段长度）注浆孔深度大，注浆段长度20m20m以上，可减少以上，可减少 注浆与开挖工序的频繁倒换和作业循环次数，故能加快注浆与开挖工序的频繁倒换和作业循环次数，故能加快 进度。进度。 （3 3）主要用）主要用于于铁铁铁铁路、公路、水工隧道及其他地下工路、公路、水工隧道及其他地下工 程的富

4、水断程的富水断层带层带层带层带 和和软软软软弱弱围围围围岩施工岩施工。 隧道帷幕注浆施工工艺隧道帷幕注浆施工工艺 1.1.前言前言 2.2.工艺特点工艺特点 3.3.基本原理基本原理 4.施工工艺流程 5.主要程序说明 6.结束语 隧道帷幕注浆就是沿开挖轮廓线（含底部）按轴向隧道帷幕注浆就是沿开挖轮廓线（含底部）按轴向 辐射状布孔，按一定的间距，钻一些直径辐射状布孔，按一定的间距，钻一些直径7070160mm160mm 的孔（孔深为的孔（孔深为202050m50m），为了防止开挖面涌水，在开，为了防止开挖面涌水，在开 挖面中心也布孔。然后注入按一定比例配制而成的浆液挖面中心也布孔。然后注入按一

5、定比例配制而成的浆液 ，浆液渗透扩散到破碎带的孔隙中并快速凝固，与周围，浆液渗透扩散到破碎带的孔隙中并快速凝固，与周围 破碎岩块固结成具有一定强度的结石体，在隧道周边及破碎岩块固结成具有一定强度的结石体，在隧道周边及 开挖面形成一个堵水帷幕（加固区），切断地下水流通开挖面形成一个堵水帷幕（加固区），切断地下水流通 路，并和周围的岩体固结成一体，从而达到固结围岩和路，并和周围的岩体固结成一体，从而达到固结围岩和 止水，保持围岩稳定、增强施工安全的目的。止水，保持围岩稳定、增强施工安全的目的。 隧道帷幕注浆施工工艺隧道帷幕注浆施工工艺 1.1.前言前言 2.2.工艺特点工艺特点 3.3.基本原理基

6、本原理 4.4.施工工艺流程施工工艺流程 5.主要程序说明 6.结束语 图1 帷幕注浆施工工艺流程图 注浆参数设计 施工准备 钻机就位 钻 孔 埋设孔口管 注浆泵就位 管路连通试水 结 束 效果检查 注 浆 下注浆管 Y 补充注浆 N 浆液制备 超前地质预报 布 孔 隧道帷幕注浆施工工艺隧道帷幕注浆施工工艺 1.1.前言前言 2.2.工艺特点工艺特点 3.3.基本原理基本原理 4.4.施工工艺流程施工工艺流程 5.5.主要程序说明主要程序说明 6.结束语 帷幕注浆施工工艺流程图 注浆参数设计 施工准备 钻机就位 钻 孔 埋设孔口管 注浆泵就位 管路连通试水 结 束 效果检查 注 浆 下注浆管

7、Y 补充注浆 N 浆液制备 超前地质预报 布 孔 1 超前地质预报 在帷幕注浆施工前，应对不良地质体进行 详细的地质调查和超前探测，以便为制定施工 方案和确定注浆参数提供依据，因此，钻孔作 业前必须把超前地质预报作为一个工序纳入施 工过程，防止因地质不准引发各种风险，确保 施工安全是非常重要的首道工序。 1.1预报内容 预测工作面前方注浆段长范围地质构造和 岩性、地下水出露位置和水量大小，以及断层 围岩变化情况等。 1.2预报方法及步骤 超前地址预报可以按距离分三种形式分别施 作： （1）在加强掌子面常规地质素描的基础上 ，首先采用TSP-203地震探测系统进行长距离 （掌子面前方100m左右

8、）的超前探测，确定不 良地质范围和软硬岩层边界。 （2）根据TSP-203预报的不良地质层边界 前30m左右采用钻机进行水平超前钻孔和地质 雷达（GPR）进行超前探测，进一步验证不良 地质段的位置、规模和岩性。水平钻孔在开挖 断面的中心线上部和两侧中部各布置一孔，孔 深一般超出注浆段5m左右。钻机配备地质勘 测仪，直接记录相关的地质参数。 水平钻孔方法主要是采用钻眼排渣取样分 析，记录钻速、水质水量变化情况以及开挖后 的岩面观测素描，综合判断预报前方水文、地 质条件。 （3）采用水平钻孔和地质雷达超前探测后 ，如对前方的地下水情况仍有疑义时，再用红 外线探水仪对地下水储存状况进行进一步的确 认

9、。 以上的综合超前地质预报示意图，参见图 2所示。 图图2 2 超前地质预报示意图超前地质预报示意图 帷幕注浆施工工艺流程图 注浆参数设计 施工准备 钻机就位 钻 孔 埋设孔口管 注浆泵就位 管路连通试水 结 束 效果检查 注 浆 下注浆管 Y 补充注浆 N 浆液制备 超前地质预报 布 孔 2注浆参数设计 （1）注浆加固范围 隧道注浆加固范围按隧道埋深、地下水压 力和浆液固结体强度来确定，通常拱部为开挖 轮廓线外35m，边墙为开挖轮廓线外23m 。 （2）注浆段长 注浆段长一般应按钻孔设备的工作能力确 定，保证注浆后有一定的开挖长度（包括止浆 岩盘厚度），并满足 L=(35)D 式中：L为注浆

10、段长(m)，D为注浆加固范围。 （3）止浆墙厚度 止浆墙厚度应能满足注浆压力的要求，一般 按下式确定： B=(0.20.3)L （4）注浆孔间距 注浆孔的布设应满足注浆加固范围的要求， 在帷幕注浆设计中，注浆孔应全断面布设，注浆 孔间距一般应满足下式： a3 R 式中，a为注浆终孔间距（m），R为浆液扩散半 径（m）。 （5）浆液扩散半径 浆液扩散半径一般由现场根据试验确定，一 般取24m。 （6）浆液胶凝时间 浆液胶凝时间一般地段为3分钟，富水地段 为3050s。 （7）注浆终压 注浆终压为11.5MPa。 （8）注浆量 一般按注浆范围内围岩体积的5%左右考虑， 实注量由钻孔压水试验 确定。

11、 采用分段式注浆时，注浆量按下式计算： Q=R2hna（1） 式中， Q为注浆量，R为浆液扩散半径，h为注 浆段长，n为地层孔隙率，a为地层孔隙填率， 为浆液损失率（一般取1030）。 帷幕注浆施工工艺流程图 注浆参数设计 施工准备 钻机就位 钻 孔 埋设孔口管 注浆泵就位 管路连通试水 结 束 效果检查 注 浆 下注浆管 Y 补充注浆 N 浆液制备 超前地质预报 布 孔 3 施工准备 施工准备包括设备、人员进场及室内试验等 工作，其中室内试验尤为重要，应对选用的注 浆材料品种进行以下试验。 3.1主要材料介绍 注浆材料一般选用普通水泥、超细水泥、 超细水泥+水玻璃等。 （1）超细水泥 该水泥

12、平均粒径为4，最大粒径为10，比 表面积为8000，可灌入渗透系数较小的细砂中 。可灌性与化学浆液相近，结石强度大于化学 浆液，对地下水及环境无污染，称为绿色注浆 材料。 超细水泥浆的主要性能见表1。表中列出 了超细水泥的主要技术参数。 型号MC-20MC-18MC-15MC-12MC-10 比表面积(cm2/g)85008600900092009500 平均粒径(m)4.03.83.53.23.0 最大粒径(m)2018151210 凝胶时 间(h) 初凝4 终凝10 强度 (MPa) 抗折 3d4.95.05.56.06.2 28d7.17.28.08.59.0 抗压 3d32.033.0

13、35.038.040.0 28d55.058.064.073.083.0 表1 MC系列超细水泥主要技术指标 超细水泥的特点 结石强度高：由于超细水泥比表面积大，有 较高的化学活性，能较快地凝结固化，可获得 早期和后期强度。3d结石强度可达25MPa，3个 月强度可达62MPa，同期相比，比普通水泥强度 高20%左右。 凝胶时间短：在30s7min之间根据不同配 比，也可用添加剂进行调节。可单液压注，也 可与水玻璃配合进行双液压注。由于比表面积 大，为了使其在水中分散均匀，应采用高速搅 拌机拌和。 （2） 水泥水玻璃浆液（简称C-S浆） 这是工程中常用的材料，其料源广，价格 便宜，结石强度高，

14、结石率大，凝胶时间可控 ，无毒污染，是理想的注浆材料。其缺点是结 石体稳定性较差，特别在干燥地层条件下易风 化崩解，不适用于做永久性堵水加固材料。 水泥：选用425号以上的普通硅酸盐水泥， 质量应符合硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的 各项指标（GB178-85）标准。 水玻璃：选用出厂浓度4245，比重1.42 1.45，模数2.42.8的水玻璃原液。 浆液配合比：水灰比（W/C）为0.8；水玻 璃稀释浓度为2535；双液体积比（C/S）为1 ：0.50.7。 （3）超细水泥水玻璃双液浆的配制 根据预配制浆液的体积，分别计算出所需 要的超细水泥浆和水玻璃浆的体积，计算公式 如下： 缓凝剂 掺量 W

15、:MC时间 MC:S 1:11:0.81:0.71:0.51:0.3 1% 1:1 1d6.305.332.88 3d7.055.813.25 2:1 1d0.270.160.14 3d0.280.190.18 3:1 1d0.190.120.09 3d0.200.140.11 2.5% 1:1 1d0.500.300.190.11 3d0.580.400.430.40 2:1 1d0.350.160.130.06 3d0.350.250.200.060.02 3:1 1d0.320.130.08 0.03 3d0.320.160.11 超细水泥水玻璃双液浆结石体抗压强度（MPa ） 根据以上数据