鹅峰山隧道注浆堵水施工技术.doc

鹅峰山隧道注浆堵水施工技术夏 洋(中铁十一局建安公司 湖北省襄樊市 441000) 【摘要】修建隧道工程在使我们的交通发生质变的同时，也改变了山体地下水资源的自然平衡，从而影响到地表植被及农作物的生长，这也越来越多的引起社会各界的关注。本文介绍了温福客运专线鹅峰山隧道注浆堵水施工技术。【关键词】隧道 注浆堵水 技术1、工程概况鹅峰山隧道出口DK74+350DK73+800段550m根据设计院现场地质确认及超前地质预报的成果，围岩级别主要为级和级，地质主要为流纹质熔结凝灰岩，青灰、灰白色，凝灰结构，块状构造，围岩节理发育，岩性破碎，节理面光滑平整，有明显错动，局部可见压性擦痕，断层裂隙带岩石有强风化现象，地下水为构造裂隙水，较发育，地下水主要沿节理面涌出，裂隙交汇处往往形成股水，流速达106.5m3/h。隧道上方附近有几座寺庙和农家的生活用水以及农田灌溉全部依靠鹅峰山地下水，若不采取注浆堵水，保护地下水资源，势必将对寺庙和农家生活用水以及农田灌溉造成影响，对鹅峰山隧道附近自然环境造成一定程度的影响。2、堵水方案选择根据客运专线隧道“防、排、堵、截相结合，因地制宜，综合治理”的防排水原则，该段宜采取“以堵为主，限量排放”的注浆堵水方案，拟采用“开挖后加固圈3m全断面径向注浆”。3、注浆技术参数 3.1、注浆孔布置注浆孔按浆液按扩散半径R=2.0m计算布设，注浆孔按梅花型布置，孔口环向间距约180cm，孔底环向间距约250cm，纵向间距260cm。单孔注浆深度3.0m，全断面布置注浆孔25个，注浆总长75m，平均每延米注浆孔9.6个，注浆总长28.8m。详见图1-注浆正面布置图，图2-注浆平面布置图，图3-注浆纵断面布置图。注浆孔采用风机钻孔，方向为隧道断面径向，孔径为52mm，比小导管外径大2mm。钻孔孔位最大允许偏差为50mm，钻孔偏斜率最大允许偏差为0.5%，即150mm。3.2、小导管设计参数 小导管采用50mm(外径)，壁厚3.5mm的热轧无缝钢管，钢管长100cm。小导管安设在孔口，用锚固剂锚固牢，外露10cm以便于注浆操作。小导管孔口处焊接闸阀式止浆阀。 图1-注浆正面布置图图2-注浆平面布置图图3-注浆纵断面布置图3.3、注浆压力 注浆压力采用经验公式计算：初 压：P1=P0+(13)0.1=1.3Mpa正常压力：P2=P0+(35)0.1=1.5Mpa 终 压：P3=P0+(58)0.1=1.7Mpa式中，P0为静水压力，估计水头高120m，P0=1.2Mpa,(18)为储备压力系数，取最小值，分别为1、3、5。注浆初期选择：P1P3=1.31.7Mpa作为参考使用值，转入正常注浆后，根据注浆中的具体情况再加以修正，选择合适的注浆压力。3.4、注浆材料及设备 鹅峰山隧道围岩主要特征为破碎、节理发育、地下水发育，因此选择结石强度高、结石率大、凝胶时间可控，无毒无污染的水泥水玻璃双液浆。主要注浆材料和设备如下： 水 泥：安徽海螺， PO 42.5；水玻璃：浓度，35Be(玻美度)；模数：n=2.42.6； 缓凝剂：厦门宏发缓凝剂。 注浆机：KBY-50/70双液注浆机3.5、浆液配制3.5.1、水泥浆配制： 水泥浆要有充分的可溶性和一定的结石强度，根据地层裂隙情况，经现场确定合理的水灰比，并在施工过程中依情况变化不断进行调整。基本配制方法如下： 水灰比(重量比)：=Ww/WC 水泥体积：Vc= WC /c= WC /3 (水泥密度c=2.7kg/dm3=3 kg/dm3) 水的体积：Vw= Ww /w= Ww (水密度w=1kg/m3=3 kg/m3) 水泥浆体积：Va= Vc+ Vw 配制一定体积水泥浆所需水泥及加水重量： WC =cVa/(1+c)=3 Va/(1+3) Ww =WC 缓凝剂：掺量为水泥重量的1%需要注意的是缓凝剂的加料顺序、搅拌及放置时间：加料顺序：水缓凝剂溶液水泥搅拌时间：不小于5min放置时间：不宜超过30min3.5.2、水玻璃液制： 水玻璃出厂浓度一般为5060Be,而注浆使用的浓度为35Be,因此须稀释后方能使用： 稀释加水量：V水=V原(原-配)/(配-水) 稀释后的水玻璃体积：V配=V原+V水3.6、浆液配比 经现场试验初步确定：水灰比(重量)=0.81水泥浆：水玻璃浆(体积比)=1 0.8缓凝剂：水泥重量的1%3.7、注浆量计算 单孔浆液注入量根据扩散半径及岩层裂隙率按下式计算： =R2L=2235%0.9=1.7m3 式中：R浆液扩散半径，取R=2.0m L单孔深度，取L=3.0m 围岩裂隙率，破碎带取=5% 浆液在裂隙内的有效充填系数，取=0.93.8、主要工程数量(见表1)表1-主要工程数量表项 目单 位数 量备 注每 环每延米注浆钻孔(52)m/孔75/2528.8/9.6孔口管(50钢管)m/根25/259.6/9.6热扎无缝钢管止 浆 阀个259.6闸阀式注 浆 量m342.516.3水泥-水玻璃双液浆4、注浆工艺及质量控制4.1、注浆施工工艺流程(祥见图4) 4.2、质量控制措施4.2.1、钻孔孔位最大允许偏差为50mm，钻孔偏斜率最大允许偏差为0.5%，即150mm。4.2.2、小导管安设在孔口，外露10cm以便于注浆操作，用锚固剂锚固牢，必要时可在小导管附近及工作面补喷混凝土。4.2.3、压水试验：注浆之前检查机械运行情况、管路密封情况、进浆管的进浆情况。试验压力不低于1.31.5倍的终压，即2.22.6MPa。压水试验进行三次，每次5min，试验完成后，把水放掉。施工准备钻孔、清孔浆液配制、制作钢花管安装固定钢花管水玻璃浆水泥浆注 浆压力流量达到要求？否结 束是图4-开挖后加固圈3m全断面径向注浆工序流程图4.2.4、注浆顺序：沿隧道轴线由低到高、由下往上、先注边墙，后注隧道拱部，最后注底板孔；由少水处到多水孔，先注无水孔，后注有水孔；在股水处或流量大的地方，先四周后中间。4.2.5、单孔注浆结束条件：达到终压后并稳定10min，且注浆量不小于设计注浆量的80%、进浆速度为开始进浆速度的1/4。4.2.6、注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化情况，分析注浆情况，防止堵管、跑浆、漏浆。做好注浆记录，包括孔位、孔径、孔深、浆液配比、注浆压力、注浆量等，以便于分析注浆效果。4.2.7、注浆效果检查：注浆后在分析资料的基础上采用压水试验和现场观察法检查注浆效果。当初期支护表面有线状出水或面状渗水，或者压水试验