堵水注浆在引汉济渭工程岭南TBM施工段的应用研究.pdf

水利水电技术第4 8 卷2 0 1 7 年第2 期 堵水注浆在引汉济渭工程岭南T B M 施工段的应用研究 蒋于波1 ，赵伟1 ，刘福生2 ，邢阿龙1 ( 1 四川二滩国际工程咨询有限责任公司，四川成都6 1 0 0 7 2 ； 2 陕西省引汉济渭工程建设有限公司，陕西西安7 1 0 1 0 0 ) 摘要：引汉济渭工程岭南( 秦岭南部) T B M 施工段为反坡施工，隧洞突涌水全部通过大功率水泵逐 级抽排至洞外。受排水设施布设、隧洞空间、电力供应、工程投资等因素影响，以及T B M 掘进段和 施工支洞长度均较长的客观条件，突涌水对施工的干扰、影响尤为巨大，特别是较大集中突涌水，对 人员、设备安全会造成极大威胁。为保证施工安全的同时T B M 掘进正常进行，针对该施工段突涌水 处理制定了“以堵为主、堵排结合”的原则，采取常规双液浆堵水注浆和特殊材料堵水注浆相结合的 方式，对集中涌水点进行封堵。结果表明，在8 个涌水量大、涌水点集中的段落进行堵水注浆，涌水 段落实际封堵率超过了9 9 ，满足事先制定的封堵标准。该方法可为同类工程T B M 施工提供借鉴。 关键词：引汉济渭工程；岭南；涌水；堵水注浆；T B M 施工 d o i：1 0 1 3 9 2 8 j cn k iw r a h e 2 0 1 7 0 2 0 1 2 中图分类号：T V 6 7 2 1文献标识码：C文章编号：1 0 0 0 0 8 6 0 ( 2 0 1 7 ) 0 2 0 0 6 7 0 7 S t u d yo na p p lica t io no fw a t e r - b lo ck in gg r o u t in gt oL in g n a nT B M co n s t r u ct io ns e ct io no f H a n j ia n g - t o - W e ih e 础V e rV a U e yW a t e rD iv e r s io nP r o j e ct J I A N GY u b 0 1 ，Z H A OW e il，L I UF u s h e n 9 2 ，X I N GA lo n 9 1 ( 1 S ich u a nE r t a nI n t e m a t io n a lE n g in e e n gC o n s u lt in gC o ，L t d ，C h e n g d u6 1 0 0 7 2 ，S ich u a n ，C h in a ； 2 H a n j ia n g t o W e ih e R iv e rV a lle yW a t e rD iv e r s io nP r o j e ctC o n s t m ct io nC o ，L t d - ，S h a a J lx i P m v in ce ，x ia n7 1 0 1 0 0 ，S h a a n 】【i，C h in a ) A b s t r a ct ：I h er e v e r s es lo p eco n s t m ct io nis 印p lie dt o “n g n a n ( S o u t ho fQ iI llin gm o u n t a in s ) T B Mco n s t m ct io ns e ct io no fH a n j ia n g t o W e ih e R iV e rV a lle yW a t e rD iV e r s io nP r o j e ct ，inw h icha llt h eg u s h in gw a t e rf 而mt h et u n n e lisd is ch a r g e do u tw it hla 唱e p o w e rw a t e rp u m p ss t e pb ys t e p U n d e rt h eim p a ct sf m mt h ef a ct o r so ft h ea r r a n g e m e n to ft h ed r a in in gf a cilit ie s ， s p a ceo ft h e t u n n e l， p o w e rs u p p ly ，p r o j e ctin v e s t m e n t ， e t ca sw e Ua st h eo b j e ct iv eco n d it io n so ft llelo n g e rT B Me x ca v a t io ns e ct io na n dt h e co n s t m ct io na d it s ，山ein t e d e r e n cea n dim p a ctf 南mt h eg u s h in gw a t e ro nt h eco n s t m ct io na r eq u it ela r g e ， e s p e cia llyt lela r g e co n ce n t r a t e dg u s h in gw a t e rca ng r e a d yt h r e a t e nt h es a f e t ie so fw o r k e r sa n de q u ip m e n tt h e r e in I no r d e rt oe n s u r et h eco n s t m ct io n s a f e t ya n dt h es m o o t he x ca v a t io no fT B M ， aco n s t n J ct io np r in cip leo f “m a in lyb la ck in ga n dco m b in in gb lo ck in gw it hd r a j n in g ”is m a d ef o rt h et r e a t m e n to ft h eg u s h in gw a t e ro ccu r r e dint h a tco n s t m ct io ns e ct io n ，f o rw h icham o d eo fco m b in in gt h eco n v e n t io n a l d u a l s lu n yw a t e r _ b lo ck in gg m u t in gw it hs p e cia l m a t e r ia l g r o u t in gisa d o p t e df o rb lo ck in gt I leco n ce m r a t e dw a t e rg u s h in gp o in t T h er e s u lts h o w st h a tt h ew a t e r b lo ck in g g r o u t in g sa r ec撕e do u tf b r8s e ct io n sw it hla r g ew a t e rg u s h in ga n dco n ce n t I a t e dg u s h in g p o in t s ，f b rw h icht h ea ct u a lb lo ck e dL a t e sa I o v e r9 9 ， t h u sm e e tt h eb lo ck in gs t a n d a r dm a d eb e f b r e h a n d T h em e t h o dca n p r o v id ear e f e r e n cef o rT B Mco n s t r u ct io no ft h es im ila rp 玎o j e ct K e y w o r d s ：H a n j ia n g t o W e ih e R iv e rV a lle yw a t e rD iv e r s io nP r o j e e t ；s o u t ho fQ illlin gM o u n t a in s ；w a t e rg u s h in g ；w a t e r - b lo ck in g g m u t in g ；T B Mco n s t m ct io n 收稿日期：2 0 1 6 - 1 2 - 2 6 基金项目：国家重点研发计划项目( 2 0 1 6 Y F c0 4 0 1 8 0 5 ) ；2 0 1 3 年陕西省科技统筹创新工程计划项目( 2 0 1 3 K T Z B 一0 3 一0 1 一0 1 ) 作者简介：蒋于波( 1 9 8 4 一) ，男，工程师，主要从事水利水电工程管理和技术研究。E m a il：a u q 蛳h c 1 6 3 co m 耽把rR 盯o “惴4 牲JH y d 即。俐E 喈f ”硎馏f 4 8N o 2 蒋于波，等堵水注浆在引汉济渭工程岭南T B H 施工段的应用研究 0引言 引汉济渭工程岭南T B M 施工段属于反坡施工， 施工期的隧洞涌水、施工用水等废水排放需全部通 过大功率水泵逐级抽排至洞外处理。由于隧洞在开 挖过程揭露出的整体涌水量大，超出原设计文件 多，若继续沿用全部抽排的方式解决隧洞涌水排 放，则需要增加的排水设施较多，一方面隧洞可提 供布设的空间有限、可提供的电力供应有限，另一 方面将大大增加工程投资，同时也将加大突发停 电、抽排水设施故障等情况下作业人员安全、T B M 设备被淹风险。由于隧洞最大埋深约20 0 0m ，地 下水位线高，隧洞上覆层为自然保护区，参照类似 工程采取地基降水 的方式不适用，因此，通过堵 水注浆旧1 对洞内涌水进行有效封堵，减少涌水量是 可采取的最优措施。 经过老一辈水利工作者的摸索、实践，对水工 隧洞注浆已是较为成熟、相关经验也较为丰富的施 工工艺，相关的控制措施和方法也较为完善，但这 些工艺和方法主要是在混凝土浇筑后、无外水压力 或渗水量不大的情况下进行实施。针对T B M 掘进段 的大流量、有压涌水的堵水注浆，可借鉴的类似工 程较少，采用传统的固结灌浆、帷幕灌浆、劈裂灌 浆、接缝灌浆等工艺处理的效果较差，无法达到有 效封堵的目的。 引汉济渭工程岭南T B M 施工段结合T B M 法施工 特点，受空间限制和进度考虑，较难在T B M 设备段 落对涌水进行有效处理J ，同时隧洞涌水的初期涌 水量都很大，很难封堵住”J ，并且工程属于引水工 程，涉及人畜饮用、工农业生产等，对水质要求较 高，不能采用化学注浆的方式HJ ，因此提出了在出 露T B M 配套设备后进行堵水注浆，通过采取常规双 液浆堵水注浆 6J 和特殊材料堵水注浆工艺相结合的 方式对隧洞涌水实施封堵，并按照“以堵为主、堵排 结合、限量排放” J 7 的原则，缓解隧洞抽排水压力、 降低隧洞施工风险。 1 工程、水文地质概况 引汉济渭工程是针对陕西省关中地区缺水问题 提出的省内跨流域南水北调工程的骨干调水线路， 而秦岭隧洞是该工程的重要组成部分，将汉江流域 调出水量自流送人渭河流域关中地区。隧洞为明流 洞，全长8 1 7 7 9k m ，最大埋深约20 0 0m ，设计流 量7 0m 3 s ，隧洞平均坡降l24 7 4 ，采用“钻爆法+ 2 台T B M 法”施工，T B M 法施工断面为圆型，开挖直 径8 0 2m 。 T B M 施工段岭南工程为引汉济渭工程秦岭隧洞2 个T B M 法施工标段中的反坡施工标段，由3 4 支洞进 入主洞下游19 4 2m 开始，标段全长1 82 7 5m ，由 T B M 辅助洞室( 7 6 5m ) 和T B M 掘进施工段( 1 75 1 0 m ) 组成。其中T B M 掘进段分为第一掘进段98 8 0m 和第二掘进段76 3 0m ，两掘进段中设置T B M 检修洞 进行中间检修，由4 4 支洞进入主洞开挖形成。其中 T B M 法施工段前2k m 为试掘进段落。具体段落划分 如图1 所示。 工程位于秦岭岭脊高中山区及岭南中低山区，地 形起伏。高程范围10 5 0 24 2 0m ，洞室最大埋深约 20 0 0m 。主洞施工段地下水为基岩裂隙水，水量较 丰富，受大气降水补给。 T B M 施工段岭南工程地表水较发育。主要为萝 卜峪沟、木河、东木河，为常年流水沟，水量较大， 水量随季节性变化较大，夏季有山洪暴发，水质良 好，对混凝土无侵蚀性。 T B M 施工段岭南工程设计正常涌水量为611 3 m 3 d ，最大涌水量为1 22 2 6m 3 d 。通过设计文件， 计算出全隧洞出水情况( 见表1 ) 。 图1标段主洞及支洞布置( 单位：m ) 水利水电技术第4 8 卷2 0 17 年第2 期 表1 标段设计涌水量 蒋于波，等堵水注浆在引汉济渭工程岭南T B H 施工段的应用研究 长度 本段正常本段最大全隧正常全隧最大延米正常延米最大 桩号涌水量涌水量涌水量涌水量出水量 出水量 m m 3 d 一1m 3 d 一1m 3 d 一m 3 d 一1 m 3 ( d m ) - 1m 3 ( d m ) 一1 K 2 8 + 0 8 5 K 2 8 + 8 8 07 9 51 6 43 2 81 6 43 2 8O 2 0 6O 4 1 3 K 2 8 + 8 8 0 _ K 4 4 + 0 0 01 51 2 033 5 867 1 635 2 270 4 J 4O 2 2 2O 4 4 4 K 4 4 + 0 0 0 一K 4 6 + 3 6 023 6 025 9 151 8 261 1 31 22 2 61 0 9 82 1 9 6 2 涌水情况、堵水注浆总体考虑 2 1 试掘进段落隧洞涌水情况 T B M 施工段岭南工程在T B M 试掘进施工过程 中，隧洞涌水较为频繁且涌水量大，多为集中涌水， 尤其是2 0 1 6 年2 月掌子面出现的单点涌水量8 6 0m 3 h ， 在T B M 仅完成18 9 0m 掘进长度的情况下，全隧涌 水量已达4 50 0 0m 3 d ，已布设的抽排水设施远不能 满足抽排需求，严重威胁作业人员和T B M 设备安全。 T B M 试掘进段主要涌水如表2 所列。 表2T B M 试掘进段主要涌水情况 序 里程 涌水量 号m 3 h 一1 出水情况简述 lK 2 9 + 4 5 0 K 2 9 + 4 6 51 2 0 左侧边墙股状压力水 起拱线及边墙散水、股状压 2K 2 9 + 9 3 5 K 2 9 + 9 5 61 0 0 力水 3K 2 9 + 9 9 5 K 3 0 + 0 1 01 8 0左右侧边墙股状压力水 4K 3 0 + 0 2 3 K 3 0 + 0 3 51 9 6 拱部股状压力水、大面积散水 5K 3 0 + 0 3 6 K 3 0 + 0 5 03 0 右侧边墙股状压力水 6K 3 0 + 0 5 8 K 3 0 + 0 6 54 7 全断面散水、局部股状压力水 7I ( 3 0 + 0 8 3 l( 3 0 + 0 9 02 0 拱部、右边墙股状压力水 左边墙线性滴水、右边墙股 8I 3 0 + 1 4 0 I ( 3 0 + 1 4 6 8 5 状压力水 左边墙局部股状水、拱部股 9K 3 0 + 1 6 8 K 3 0 + 1 7 l 3 5 状水 区域性全断面散水、线性滴 1 0K 3 0 + 1 8 1 K 3 0 + 1 9 13 3 水、股状压力水 1 lK 3 0 + 1 9 8 K 3 0 + 2 1 82 9 右侧裂隙压力水、股状压力水 1 2K 3 0 + 2 5 1 K 3 0 + 2 5 57 9 全断面散水、左侧股状压力 左侧、右侧岩壁股状压力水， 1 3K 3 0 + 2 9 7 K 3 0 + 3 0 21 2 3 全断面散水 1 4I ( 3 0 + 3 8 1 ( 单点)8 6 0 掌子面大股压力涌水 2 2 堵水注浆总体考虑 鉴于T B M 掘进段的实际涌水情况已呈现出量大、 点多、有压的特点，根据设计单位预测，这一特性在 后续掘进段内仍将持续。为降低因此造成的洞内作业 人员、设备安全风险，同时确保施工进度，减轻工期 压力，按照以堵为主、堵排结合、限量排放的原则， 使隧洞整体涌水量得到有效控制，并保持一定的富余 水利水电技术第4 8 卷2 0 1 7 年第2 期 抽排水能力，以应对突发涌水，最终确定了在不影响 T B M 掘进施工的基础上，采用专业堵水注浆公司进 行水泥水玻璃常规堵水注浆和特种堵水灌浆材料堵水 注浆的方案。 根据围岩涌水情况，在涌水量稍小、水压低的 段落采用水泥水玻璃常规堵水注浆，对于涌水量 大、水压大的段落和出水点采用特种堵水灌浆材料 堵水注浆。考虑每一段落存有一定的散状、线性涌 水，确定了堵水注浆实施后封堵率达到8 0 以上的 目标。 3 堵水注浆的实施 3 1 水泥水玻璃注浆堵水施工 利用风钻的方式施钻灌浆孔，连接灌浆管路、注 浆系统后实施堵水灌浆施工。布孑L 位置的选取根据实 际围岩节理裂隙状况结合围岩渗涌水情况现场确定施 做梅花形注浆孔，钻孔采用凿岩风钻施钻，环向间距 控制在1 1 5m 之内，纵向间距控制在1 5m 之内， 孔深3 5m ，然后利用注浆泵进行跳孔间隔压浆旧J ， 实施挤密型注浆措施，以达到灌浆堵水的效果，工艺 流程为：孔位确定一钻孔一安装注浆管一浆液拌制 一注浆一闭浆一封口。 3 1 1 注浆孔布设 注浆孔按浆液扩散半径R = 1 2m 计算布设，注 浆孔梅花型布置，环向纵向( 1 3m 1 5m ) ，单 孔注浆深度3 5m ，注浆孑L 采用地质钻机加手风钻 造孔，方向为隧道断面径向，钻孔深度3 5m ，钻 孔直径5 0m m 。钻孔孔位最大允许偏差1 0 0m m ， 钻孔偏斜率最大允许偏差为2 。 3 1 2 注浆管连接 注浆管路连接方式及孔口封堵是否合理直接关系 到注浆施工的实施效果。借鉴类似项目灌浆施工经验 的基础上，结合本工程自身实际情况，采用成套注浆 管路，在成孔内安装膨胀型封口器达到封口止水作 用，后端连接注浆管与注浆泵对应连接。 3 1 3 浆液拌制 水泥浆液配制。水泥浆要有充分的可溶性和一定 蒋于波，等堵水注浆在引汉济渭工程岭南T B H 施工段的应用研究 表3 水泥净浆配合比 材料名称及比例( 质量比) 每立方水泥用量每立方用水量理论净浆重 实际净浆重 序号水灰比备注 水泥水 k gk gk g m 。k g m _ 3 110 88 9 4 8 97 1 5 9 1O 816 1 0 815 9 0浓浆 2 1l7 5 9 0 47 5 9 0 41 0 15 1 8 0 7 14 9 6浓浆 表4 双液浆配合比( 水泥净浆、水玻璃浆液) 材料名称及比例( 体积比) 水泥净浆比例每立方水泥净每立方水用水 比例凝胶时间2 8d 强度波美度 序号 水泥净浆水玻璃浆液 ( 水泥：水) 浆用量k g玻璃浆液量k g ( 质量比) SM P a ( o B 6 ) 111 1 ：O 8 8 0 5 45 9 81 3 53 04 72 7 2111 ：17 5 9 O5 9 81 2 73 74 22 7 31l0 8 ：l7 1 7 75 9 8I 2 04 23 52 7 4 1 l O 6 ：16 7 2 05 9 81 1 26 23 42 7 511 O 5 ：16 4 7 25 9 81 0 86 73 42 7 611O 4 ：1 6 2 1 1 5 9 81 0 4 9 0 3 O2 7 的结石强度，根据地层裂隙情况，由试验室确定合理 的配合比。 水泥浆液制浆采用现场制浆，按照配合比进行拌 制，搅拌时间不小于3m in ，当浆液放置时间超过4h 后废弃，重新拌制；当水泥浆液温度超过4 0 后， 直接废弃，并对造成原因进行分析，制定后续相关措 施。 施工用水直接使用洞内涌水( 经检测满足施工用 水) ，若部分洞段不能满足灌浆使用，则从洞口水箱 ( 水泵从河道抽水至水箱) 通过管路引送至注浆工作 面，确保注浆用水充足且符合J G J6 3 2 0 0 6 规范的 相关要求。 水玻璃配制。水玻璃运至现场后须稀释后方能使 用。 稀释加水量 啄= y 素( P 原一J 9 配) ( p 配一p 水) ( 1 ) 式中，为水玻璃体积；p 原为水玻璃密度；J 9 配为 配合比密度；p 水为水的密度。 稀释后的水玻璃体积 = + ( 2 ) 式中，为水玻璃体积；为稀释加水体积。 水泥浆及双液浆配比。水泥浆液比采用水泥：水 ( 质量比) = 1 ：1 、1 ：0 8 。 水泥净浆配合比及水泥一水玻璃双液浆配合比如 表3 、表4 所列。 注浆数量。注浆数量控制：根据注浆设计预案、 现场地质预报资料并根据注浆试验确定，单孔注浆量 见下式 Q = 7 r R 2x 忍x d x ( 1 + 卢) ( 3 ) 式中，Q 为注浆量；R 为扩散半径；为注浆段长； 坨为围岩裂隙度；a 为填充率；届为损失率。 各参数选择如表5 所列。 表5 地质参数、注浆参数选取 序号围岩地质条件裂隙度n 填充率损失率 l 裂隙带 2 5 7 0 8 05 1 0 2 断层破碎带 1 0 2 07 0 8 05 1 0 因注浆的目标体为石英岩、花岗岩，裂隙度n 取 5 ，填充率口取7 0 ，损失率口取lO 。由此计算 理论单孑L 注浆量为0 8 7m 3 。 3 1 4注浆 根据隧洞围岩特征选择结石强度高、结石率大、 凝胶时间可控的水泥一水玻璃双液浆。 注浆压力 P7 P ( 3 5 ) P ( 4 ) P = P7 + 0 5 1 5 ( 5 ) 式中，P 为设计注浆压力( 终压值) ；P 为注浆处静水 压力。根据设计图纸要求，灌浆压力为1 5 3 0 M P a ，渗水孔视现场的情况控制在2 0 3 0M P a 。 3 1 5注浆结束 单孑L 结束标准：当达到设计终压，注入率小于1 L m in 时，继续注浆2 0m in 即可结束。 全段结束注浆标准： ( 1 ) 所有注浆孔均已符合单孔结束条件，灌区内 无股状出水。 ( 2 ) 注浆后段内涌水量不大于5 1 0m 3 ( d m ) 。 根据注浆堵水施工经验，浆液扩散半径一般为1 2m ，考虑灌浆范围搭接后，隧洞渗涌水带断面注 水利水电技术第4 8 卷2 0 1 7 年第2 期 浆终孔交圈如图2 所示。 图2 渗涌水裂隙带注浆断面终孔交圈 3 2 特种材料注浆堵水施工 根据工程岩性以石英岩、花岗岩为主，确定了 “先拱墙再仰拱、先无水孔再小水孔、遇集中出水则 预留”的总体原则。对于无水孔及出水量小的孔及时 进行灌注，涌水量大的集中出水孔段预留作为该部位 的引排孔，待该孔周边加固完善后再进行封堵( 后续 阶段) 。若预留孔段与周边出水孔存在深层水力联 系，将该出水孔预留，待后续阶段进行封堵处理。 施工顺序为：无渗水孔段灌注结束一小渗水孔 段灌注结束一集中出水点灌注一质量检查。对于渗 涌水洞段，地下水主要通过裂隙面及次生裂隙面涌 出，基本原理是通过钻孔直接于裂隙面的分流钻孔进 行导流分压，迫使大部分水流改道，然后表面封堵裂 隙，再通过由浅而深灌注分流孔充填裂隙，最后进行 随机加密封堵。其施工流程：钻孔分流一嵌缝一集 中引流一灌浆封堵引排孔一随机加密封堵。 3 2 1 钻孔分流 针对现有涌水洞段堵水灌浆，钻孔间排距0 5 1 0m ，梅花型布置，目的是要穿越更多的通道，开 孔大小根据出水量大小确定，一般为西3 8 1 1 0 ，孔 向尽量与主要裂隙面或围岩节理相交，钻孔角度原则 上不确定，要尽可能多的穿越裂隙，起到分流裂隙水 的作用，钻孔深度一般不小于5m ( 具体需根据现场 实际情况确定) 。 分流的作用是穿越裂隙水，对其进行降压和分 流。根据涌水量、水压大小，在裂隙两侧施作合适的 钻孔，根据水量、压力大小自由浅人深，每处渗水布 置适当的1 4 排分流孔，此分流孔可同时作为后期 的灌浆孔，如图3 所示。 3 2 2 嵌缝 在施作完成引排孔后，主裂隙涌水量、水压将逐 步下降，随后用专用的嵌缝材料及工艺对主裂隙及其 水利水电技术第4 8 卷2 0 1 7 年第2 期 蒋于波，等堵水注浆在引汉济渭工程岭南T B H 施工段的应用研究 地下水管道 图3 裂隙水分流孑L 示意 点 I 排孔 影响范围内的次生裂隙进行嵌堵。 3 。2 3集中引流 将引排孔作为灌浆孔，从先拱顶后边墙的顺序进 行堵水灌浆，使裂隙水向已施作好的集中排放孔流 出，进行集中引流灌浆。 3 2 4 引排孔封堵 灌浆材料如图4 所示。特种堵水材料配合比如表 6 所列，具体根据现场试验确定。 图4 堵水专用灌浆材料 表6 灌浆堵水浆液配比 序号灌注浆液 浆液配比 适用情况 特种堵水水：水泥：特A ：特C = ( 0 5 针对雨林状、小股 1 材料1 2 1 ：l：O 0 5 ：O 1 O 2 5 状渗涌水的处理 特种堵水水：水泥：砂：特A ：特B ：特c水量较大、针对 2 材料2 = 0 5 ：1 ：1 ：O 0 5 ：O 2 5 ：O 2 5主通道 注：表中特种堵水材料中的配比仅为堵水灌浆代表性掺量配比，具 体需根据现场封堵处理情况酌情调整。 特种堵水灌浆材料主要性能为：良好的抗水流 稀释性能和抗水流冲击性能；浆液的凝结时间可 控、可调；浆液凝胶后具有一定的抗冲强度和黏结 强度。 灌浆压力。灌浆初压O 5 1M P a ，终压暂定1 5 2 M P a ，需大于出水压力的1 5 倍，现场根据灌浆 实际情况进行相应调整。 灌浆顺序。灌浆按照无水向有水、先两端后中 间、由外及里顺序进行，同一圈孔由上向下间隔灌 注。 灌浆结束标准。灌浆达到以下指标后可结束单孔 注浆，否则应补充注浆：灌浆结束时的注入率小于 7 1 蒋于波，等堵水注浆在引汉济渭工程岭南T B H 施工段的应用研究 ：、抬in ；害、灌浆压力逐步升高到设计终压，并持 4 堵水注浆效果评价 续灌浆5m in 以上。 。 一一一“一1 一 ” 封孔。灌浆封堵由浅孔( 离裂隙近的孔) 开始灌 浆，向深孔( 离裂隙远的孔) 推进，灌浆浆液采用防 扩散、可控胶凝时间的特种浆液，过程中所有引排 孔阀门打开，观察串浆孔的情况，所串浆液达一定 浓度后关闭串浆的孔。通过由浅而深的灌注，逐步 将浆液由裂隙口向深部堆积填充，达到封堵裂隙的 目的。 合格标准。检查方式采用表观检查。在堵水灌浆 完成后，可按每2 0m 长渗水洞段的残余渗漏水总量 不大于3 0L s ，单点集中出水点不大于0 5L s 。具 体可根据现场堵水灌浆实际情况进行调整。 3 2 5 随机加密封堵 引排孔封堵完毕后，若存在渗水部位则进行随机 加密钻孔和堵水灌浆封堵，直至封堵满足要求。 单孔结束标准：当达到设计终压，当注入率小于 1L m in 时，继续注浆2 0m in 即可结束。 全段结束注浆标准： ( 1 ) 所有注浆孔均已符合单孔结束条件，灌区内 无股状出水。 ( 2 ) 注浆后段内涌水量不大于5 1 0m 3 ( d m ) 。 根据T B M 试掘进段围岩涌水的特性和各个涌水 点的具体情况，在T B M 试掘进确定先对8 个涌水量 大、涌水点集中的段落进行了堵水注浆。在对各段落 的涌水、堵水注浆情况进行统计，涌水段落实际封堵 率超过了9 9 ，满足事先制定的封堵标准。 各段落堵水注浆成果及堵水效果如表7 、表8 所 列，堵水注浆前后典型对比如图5 所示。 5 结语 图5 堵水注浆效果前后对比 根据引汉济渭工程T B M 施工段岭南工程T B M 试 掘进段8 段堵水注浆的现场实际情况，结合堵后的实 际效果，显示只要注浆方式得当、注浆参数合理，对 表7 各段落堵水注浆成果 完成孔数实际钻孑L 段长 纯水泥注浆 特材用量k g 单位注入量 工程部位水泥用量 ，令 m k g m - 1 k g 水泥砂特材A特材B特材C 魁O + 0 2 3 飚O 十0 3 52 1 8l0 2 5 5 078 3 9 4 23 64 1 9 7 13 64 1 9 7 ll8 3 4 4 09 “O 5 091 1 0 5 04 3 1 6 K 3 0 + 1 4 0 _ K 3 0 + 1 4 67 93 1 2 1 22 3 8 4 41 91 4 1 8 01 91 4 1 8 09 5 7 0 947 8 5 4 547 8 5 4 56 2 0 9 K 2 9 + 9 9 5 K 3 0 十0 1 0 2 5 311 1 0 4 537 6 0 8 1 5 42 3 7 5 4 5 42 3 7 5 427 1 1 8 81 35 5 9 3 9 1 35 5 9 3 95 2 2 3 K 2 9 + 9 3 5 K 2 9 十9 5 6 2 2 610 3 4 4 533 1 0 6 65 62 8 1 0 45 62 8 1 0 428 1 4 1 01 40 7 0 3 01 40 7 0 3 05 7 6 1 K 2 9 + 4 5 0 K 2 9 + 4 6 52 1 99 9 9 6 338 3 0 9 64 49 6 0 6 64 49 6 0 6 622 4 8 0 0ll2 4 0 2 0ll2 4 0 2 04 8 8 l K 3 0 + 0 3 6 K 3 0 十0 5 07 73 3 5 7 56 8 3 5 82 06 0 2 1 42 06 0 2 1 410 3 0 1 151 5 0 5 451 5 0 5 46 3 4 0 K 3 0 + 0 5 8 一K 3 0 + 0 6 57 33 7 0 9 47 2 5 2 01 58 1 3 “1 58 1 3 6 47 9 0 7 039 5 3 4 039 5 3 4 04 4 5 9 K 3 0 + 0 8 3 K 3 0 + 0 9 04 61 9 6 0 1l0 2 5 6 581 5 8 1 481 5 8 1 44 0 7 9 020 3 9 5 020 3 9 5 04 6 8 5 表8 各段落堵水注浆封堵成果 堵水效果 工程部位 封堵前段落涌水量封堵后段落涌水量封堵率封堵前全隧排水量封堵后全隧排水量 备注 m 3 h 一1L h 一1m 3 d 一1m 3 d 一1 K 3 0 + 0 2 3 一K 3 0 + 0 3 51 9 68 09 9 9 6 4 37 5 0 3 71 1 7 封堵前后全隧排水量统计 K 3 0 十1 4 0 I 3 0 + 1 4 68 5 2 09 9 9 82 92 9 82 92 3 6 数据为该段封堵前后7d 排 K 2 9 + 9 9 5 K 3 0 + 0 1 01 8 0 5 69 9 9 72 92 9 82 60 2 l 水量的平均值。 K 2 9 + 9 3 5 K 2 9 + 9 5 6 1 0 04 09 9 9 62 92 3 62 37 8 7 随着T B M 掘进，存在部分 K 2 9 + 4 5 0 K 2 9 + 4 6 5 1 2 06 59 9 9 52 63 9 82 38 2 8 新的涌水点出露，原有涌 K 3 0 + 0 3 6 K 3 0 + 0 5 0 3 01 29 9 9 62 23 4 22 38 0 2水点也存在衰减，故全隧 K 3 0 + 0 5 8 一K 3 0 + 0 6 54 72 59 9 9 52 30 2 72 46 7 3 排水量不能准确的反映堵 水效果，仅作参考。 K 3 0 + 0 8 3 一K 3 0 + 0 9 02 01 09 9 9 52 47 8 82 34 9 6 水利水电技术第4 8 卷2 0 17 年第2 期 于隧洞集中、散装涌水是可以进行有效封堵的，但注 浆方式和参数不是固定的，需根据涌水情况以及围岩 节理发育程度、节理走向进行动态调整以得出合适的 施工参数，以便使封堵效果达到最佳。 通过此次T B M 试掘进段堵水注浆的施工实例， 得到以下几点结论： ( 1 ) 在造孑L 阶段，由于隧洞围岩强度较高( 最高 超过2 0 0M P a ) ，采用手风钻开孔难度较大，需采用 地质钻机，待开孔3 0 4 0 时，再用手风钻接应， 可有效解决开孑L 难的问题。 ( 2 ) 由于T B M 掘进段在隧洞底部设置有仰拱预 制块用以安装轨道供T B M 后配套行走和机车运行， 每段堵水注浆前，需提前在仰拱块两侧以上0 5m 高 度范围先施工2 排纵向浅层封堵孔，防止地下水通过 纵向裂隙向隧洞底板扩散，增加注浆堵水难度。同 理，在涌水洞段两端也需各布置2 排浅层封堵孔，防 止地下水通过裂隙向两端延伸和扩散。 ( 3 ) 对T B M 掘进段较大流量的突涌水采用常规 双液浆堵水注浆和特殊材料堵水注浆相结合的方式是 可行的，但需要注意注浆方式的选择、注浆参数的确 定应随各洞段的实际出水情况而灵活变化。尤其需要 摸清出水水压、裂隙走向，从而保证堵水效果达到预 期效果。 此次T B M 试掘进段堵水注浆的过程中仍存在一 些问题：一是先期对本标段的实际地质情况、涌水特 ( 上接第6 6 页) ( 3 ) 自制一种实验室装置可用于模拟免振滑模施 工，试验时装置参数为滑模移动速度为0 2 5m m in 左右，混凝土填充量为滑模装置竖向高度的6 0 8 0 ，滑模配重为2 8 6k g 左右。 参考文献： 1 K u D E RK ，s H A HSP R h e o lo g y e x t r u d e dce m e n t _ b a s e dm a t e r i a ls J A cIM a t e r ia lsj o u m a l，2 0 0 7 ，1 0 4 ( 3 ) ：2 8 3 2 9 0 2 V O I G TT ，M A L O N NT ，S H A HsP G r e e na n de a r lya g eco m p r e s s iv es t r e n 昏ho f e x t n ld e dce m e n tm o r t a rm o n it o r e dw it hco m p r e s s io n t e s t sa I ldu lt r a s o n ict e ch n iq u e s J ce m e n ta J ldco n cr e t er e s e a r ch ， 2 0 0 6 ，3 6 ( 5 ) ：8 5 8 8 6 7 3 s O u ALz ，L A R u Eo ，V o R o B I E VE ，e ta 1 E s t im a t io no fn o c s i2 einh ig h lyco n ce n t r a t e dca lciu mca r b o n a t es u s p e n s io no b t a in e db y f ilt r a t io nw ilhd is p e r s a n t J c0 1 lo id sa 1 1 ds u r f a ce 8A ，2 0 0 6 ，2 7 4 ( 1 3 ) ：1 1 0 4 B u S cA L LR ，w H I T ELR O nt h eco n s o lid a t io no fco n ce n t r a t e d s u s p e n s io n sI ：t h et h e o r yo fs e d im e n t a t io n J J o u m a l 0 fch e m ica l 水利水电技术第4 8 卷2 0 1 7 年第2 期 蒋于波，等堵水注浆在引汉济渭工程岭南T B H 施工段的应用研究 性等摸索不足，导致堵水注浆进度偏慢，一定程度上 制约了T B M 掘进；二是因特殊注浆材料属专利范围， 现场不具备特殊注浆材料的检测条件，委外检测需时 较长，对现场指导意义不及时；三是工程地温偏高， 受现场高温高湿等作业条件和特殊注浆材料的影响， 作业人员的皮肤均有一定程度的过敏、红肿情况。针 对这些问题，如何采取更为有效的检测手段和劳动保 护措施，需要进一步研究。 参考文献： 1 郭小刚引江济汉工程干渠地基降水设计 J 水利水电技术， 2 0 1 6 ，4 7 ( 8 ) ：6 3 6 5 2 任臻，刘万兴灌浆的机理与分类 J 工程勘察，1 9 9 9