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1、超前周边预注浆施工作业指导书1.适用范围适用于新建福州至厦门铁路隧道工程超前周边预注浆施工。2.作业准备2.1内业技术准备作业指导书编制后，在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，掌握有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前的技术培训，考试合格后持证上岗。2.2外业技术准备施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集已完成。修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。施工所需电力线路架设已完成，满足机械所需电力供应，并配备适合备用的柴油机。用全站仪等准确放样。3
2、.技术要求3.1隧道通过断层、围岩破碎带段落时，应根据设计图结合施工现场情况，采用综合超前地质预报，探明掌子面前方的地质情况，判明是否存在高压富水区，具有较大规模，较大可能的涌水、突水或岩体结构性能软弱，开挖后极可能导致掌子面失稳诱发突水、突泥的段落。3.2在岩溶地区可能存在较大空洞，注浆量有时会比预计的多出数倍，因而施工现场必须备足够的注浆材料方可开始注浆，以免造成停工，堵塞岩石孔隙，影响注浆效果。为保证注浆质量，处理注浆过程中的突发事件，注浆作业人员应进行专业培训，未参加培训人员不得上岗作业。3.3根据地质预测、预报，选择注浆范围、注浆材料及注浆顺序。4.施工程序与工艺流程4.1隧道富水地
3、段及可能涌水、突水地段的超前预报为了更详细地了解隧道地质条件，更准确、有效地对隧道富水段地下水采取措施，在施工中需结合物探、探孔等手段进行超前预测预报。预报分长距离预报、中距离预报、短距离预报开展工作。4.1.1长距离预报采用工程地质法，根据地面测绘和其它基础资料对隧道的地质界线、地质构造、围岩级别、赋水构造、富水规模以及其它特殊工程地质问题进行长距离、宏观预测，预测距离在掌子面前方100m以上。4.1.2中距离预报在长距离预报的基础上采用TSP203（地震波勘探）对掌子面前方30m100m范围内的不良地质体的位置、规模、性质作较为详细的预报，粗略的预报围岩级别和地下水情况，其探测贯穿隧道施工
4、全过程。4.1.3短距离预报短距离超前预报是对掌子面前方30m左右范围的地质情况作较为准确的预报。超前小导管注浆固结岩体深孔超前全封闭周边注浆固结围岩综合超前地质预报微承压水地段（涌水量小于10L/s）高压富水地段（涌水量大于10L/s）微震动控制爆破开挖环向止水周边超前水平钻探测涌水量测涌水压力注水试验注浆液配合比设计与试配注浆设计锚喷支护施作围岩与支护间空隙压浆结构衬砌混凝土浇筑施工缝、沉降缝施作与质量监控衬砌结构背后注浆隧道渗漏水检查隧道渗漏水处理隧道开挖止水与防水隧道结构防水排导系统施作图1隧道富水及涌水、突水地段施工程序图红外遥感技术主要采用HY-303红外线探测仪及掌子面编录预测法
5、。预报对象主要是针对掌子面前方可能出现的岩层，已经临近的不良地质体的性质、位置、岩溶裂隙、地下水的活动规律、地下水的压力、储量等含水构造。掌子面及其附近揭示的不良地质体向掌子面前方延伸的情况和围岩类别。选择在隧道掘进时处于地质复杂区段中断续进行。超前探孔在长期预报、中期预报以及红外线遥感预报的基础上再采用超前探孔进行验证。正洞设4个超前探孔，可利用第四排注浆孔作为超前探孔。根据长期预报、中期预报、红外线探测及掌子面开挖揭示的地质情况，在部分地质条件复杂地段施作超前钻孔时，其中一个探孔需取岩芯，以利对掌子面前方地质条件分析、判断。超前探孔探测长度一般为30m左右，相邻两环探孔之间应搭接5m。施工
6、中间可根据现场实际情况对钻孔长度作适当调整，但不应短于25m。施工中地质灾害临近警报在上述多种预测预报工作基础上，将多项预测预报手段所得的资料进行综合分析与评判，相互印证，并结合掌子面揭示的地质条件、发展规律、趋势及前兆进行预测、判断。4.2地下水处理原则与排水量控制标准隧道断层带及部分地段地下岩溶水发育，且与地表连通性好，如果由于隧道施工引起地下水长期流失，将导致地表失水，影响地表生态环境。对这部分地下水采取以堵为主，限量排放的处理原则。通过对隧道断层带及地层地下水实施有效封堵后，洞壁平均出水量不大于2m3/m.d。4.3地下水封堵方案采用注浆封堵地下水，分为超前预注浆、补注浆两种注浆堵水方
7、案。采用超前探孔探测到地下水如满足封堵标准须优先采用超前预注浆进行封堵，禁止在探测出水且超出封堵标准的条件下不封堵而开挖掘进。4.3.1超前预注浆分为深孔周边预注浆和超前局部注浆两种方式。根据超前地质预报综合评判，当掌子面前方存在较大范围的高压富水区、具有涌水、突水可能，或水压相对较低但围岩差、岩体结构性能弱、开挖将导致岩壁失稳诱发涌突水者，采用超前周边预注浆；超前探孔2/3出水，且总量10m3/h，采用超前周边预注浆。掌子面超前探孔出水总量2m3/h，则实施超前局部注浆。4.3.2补注浆隧道经超前预注浆或经超前探孔探水满足开挖条件实施开挖后，如洞壁出水没达到允许排放标准，或排水量达到了允许排
8、放标准，但仍有个别出水点呈股状或线状出水，则采取补注浆对地下水进行封堵。4.4深孔周边预注浆止水深孔周边预注浆注浆是通过在掌子面钻注浆孔，再向孔内压注水浆液，浆液挤出开挖断面及其周围一定范围内的岩缝中的水，保证围岩的裂隙被具有一定强度的浆体充填密实，并与岩体固结成一体，形成止水深孔周边预注浆。4.4.1深孔周边预注浆工艺和作业要点注浆工艺流程见图2“深孔周边预注浆工艺流程图”。注浆段长和注浆孔的布置根据钻机性能，选用每循环注浆段长25米；深孔周边预注浆就是要使浆液扩散到注浆深孔周边预范围内的所有岩层裂隙中，所以注浆孔的布置要以浆液扩散不出现空白为原则，据此根据设计注浆孔数量以隧道中轴为中心呈伞
9、形布置。见下页图3“深孔周边预注浆纵断面布置图”、图4“深孔周边预注浆钻孔布置图”。注浆方式采用分段前进式注浆或全孔一次压入式注浆。当钻孔过程中未遇见泥夹层或涌水，就一钻到底，全孔一次压入式注浆；在钻孔过程中遇到泥夹层或涌水，立即停止钻孔，采取注一段钻一段的分段前进式注浆，直至终孔。注浆参数的选择每循环注浆长度25m，单孔有效扩散半径2.5m左右，终孔间距2.0m；注浆范围为：衬砌外3m。注浆方式：如果出水量较小且成孔容易，用一次性注浆方式或分段后退式注浆；如果成孔困难，则采用分段前进式注浆。注浆压力：注浆压力是注浆的主要参数，它对浆液的扩散范围，岩层裂隙充填的密实程度及注浆效果的好坏起着决定
10、性的作用，所以必须有足够的注浆压力克服静水压力和地层阻力，方能达到注浆目的，注浆压力取静水压力的23倍。浆液的注入量：指单孔注入量，假设浆液在地层中均匀扩散。公式为：Q=R2Ln式中：Q单孔注浆量（m3）； R浆液扩散半径（m）取2.5m； L注浆孔长（m）； n地层的裂隙（），取24%； 浆液在岩石裂隙中的充填系数，视岩石情况取0.30.9； 浆液消耗率，取1.1。止浆岩盘一个止浆岩盘止浆效果的好坏，将直接关系到深孔周边预注浆成功与否。根据注浆段围岩情况预留不同厚度的止浆岩盘：一般取4m左右，这样既确保注浆效果，又避免每个注浆循环浇筑混凝土作为止浆墙这道工序，可以加快施工进度。埋设孔口管固结
11、牢固密实，保证不漏浆、不窜浆的孔口管是决定注浆效果好坏的重要因素，其埋设方法：先用YQ-100型冲击式钻机钻4.0m深，再将108孔口管插入，外露2030cm，管壁与孔口接触处用麻丝填塞，再向孔口管内注双液浆固结。孔口管起着导向作用，钻孔安装时要控制好外插角度。钻孔根据不同用途，选用ZYG150全液压钻机及YQ100风动钻机。YQ100风动钻机主要用于开孔，安孔口管。先根据设计图孔位、钻孔参数，在工作面上放出钻孔位置，并用油漆标定。调整钻杆的仰角和水平角，移动钻机，将钻头对准所标孔位。将棱镜放在钻杆的尾端，用全站仪检查钻杆的姿态，并进行调整。根据探孔预测结果，决定是否采用孔口管。对探孔预测水压
12、较高（P1.0MPa）、且水量较大（Q20m3/h）的区域，采用孔口管注浆，否则采用止浆塞止浆方式注浆。当采取后退式分段注浆时，可采用钻机直接钻孔至设计深度。当采取前进式分段注浆时，采取钻一段注一段的方式，直至设计孔深。钻孔按先外圈、后内圈的顺序进行。内圈钻孔可参照外圈钻孔的顺序，后序孔可检查前序孔的注浆效果。逐步加密注浆一方面可根据钻孔的情况调整注浆参数，另一方面如果钻孔情况证明注浆效果已达到设计要求，即可进行下一圈孔的钻进，减少钻孔的工作量，加快施工进度。钻孔时，还要严格作好钻孔记录，包括孔号、进尺、起讫时间、岩石裂隙发育情况、出现涌水位置、涌水量和涌水压力。施钻过程中，若单孔出水量小于3
13、0L/min，可继续施钻；若单孔出水量大于30L/min，立即停钻进行注浆。转入下一钻孔注浆设计测量放孔（用油漆标注在掌子面上）钻机平台固定就位钻机平台及俯仰角确认固定开口、安装孔口管安装灭尘器钻孔注浆孔深确认压水试验注浆是否已完成本循环钻孔及注浆钻注浆效果检查孔是否满足注浆质量标准安装供风系统接通动力电源安装灭尘供水系统否设计补注浆钻孔位置及深度是结束否否是图2深孔周边预注浆工艺流程图图3深孔周边预注浆纵断面布置图图4深孔周边预注浆钻孔布置图制浆选用JZ350叶片式搅拌机作为制浆设备，为了保证浆液的均匀性和在注浆间隙时不沉淀，另自行加工搅拌储浆桶两台，容量1立方米，采用立式电动机和摆线针轮式
14、减速器，用支架倒立于储浆桶上，通过联轴节将动力直接传给搅拌轴。为了方便吸浆，在储浆桶外侧设两个以上取浆口，以保证大流量注浆时浆液的供应。根据选定浆液的配比参数拌好浆液，其中水泥浆拌好后用11mm网筛过滤，放入叶片立式搅拌机进行二次搅拌，确保浆液均匀。注浆准备注浆管路按下页图5“注浆管路连接图”所示联接，通过压水检查注浆管路的密封性，同时冲洗岩石裂隙，扩大浆液通路，增加浆液冲塞的密实性。图5注浆管路连接图注浆顺序先注外圈，后注内圈，同一圈由下而上间隔施作。注浆速度当钻孔涌水量50L/min时，注入速度80150L/min；当涌水量50L/min时，注入速度3580L/min。注浆结束标准全部注浆
15、孔注浆完成后，在主要出水点附近设至少5个检查孔，测孔内涌水量或进行压水实验，若满足设计要求，则可以开挖，否则进行补注浆。单孔结束标准：注浆压力逐步升高至设计终压，并继续注浆10min以上;注浆结束时的进浆量小于20L/min；注浆结束时的进浆量小于20L/min；检查孔涌水量小于0.2L/min；检查孔钻取岩芯，浆液充填饱满。全段结束标准：所有注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏注现象；注浆后检测涌水量小于1m(3)/m.d；浆液有效注入范围大于设计值；预测岩体经注浆后可在开挖后保证洞壁稳定。4.4.2开挖后径向补注浆止水围岩结构整体性较好且涌水量较小地段及深孔周边预注浆局部效果不满意地段，采取在隧道开挖轮廓线外设置环向止水注浆深孔周边预。即隧道开挖后，沿隧道开挖轮廓线设置间距为60cm、长为350cm小导管径向全断面环形布设，采用纯水泥浆注浆，水压较大地段采用特种浆液注浆固结围岩止水。注浆设计参数：浆液单孔有效扩散半径为2.0m。注浆加固有效半径:衬砌开挖轮廓外3.5
