注浆堵水方案

衡阳至炎陵高速公路 施工技术方案申报批复单施工技术方案申报批复单 承包单位 中铁十二局集团有限公司 合同号 10B 监理单位 湖南省交通建设工程监理有限公司 编 号 致监理工程师监理工程师 谭敏谭敏先生先生 现报上 衡炎高速公路 10B 合同段云阳山隧道涌水段注浆堵水的施工技术 工艺方案 和图表 见附件 请予审查和批准 附件 云阳山隧道 右线 洞身开挖 初期支护施工技术 工艺方案说明及图标 承包单位技术负责人 年 月 日 审定 转报 同意 附言 修改后再报 不同意 专业监理工程师 年 月 日 审定 转报 同意 附言 修改后再报 不同意 高级驻地监理 年 月 日 总监办意见 签 名 年 月 日 SJ23 衡炎高速公路云阳山隧道衡炎高速公路云阳山隧道 涌水段注浆堵水施工方案涌水段注浆堵水施工方案 编制 编制 审核审核 编制单位 中铁十二局集团公司编制单位 中铁十二局集团公司 衡炎高速公路衡炎高速公路 10B10B 标项目部标项目部 编制日期 编制日期 20082008 年年 3 3 月月 8 8 日日 云阳山隧道涌水段注浆堵水施工方案云阳山隧道涌水段注浆堵水施工方案 第一章第一章 编制依据及原则编制依据及原则 一 编制依据一 编制依据 1 湖南省衡阳至炎陵高速公路项目土建工程施工招标文件 施 工设计文件 图纸 勘察地质资料 施工合同及衡炎公司 总监办 下发的有关文件等资料 2 施工招标文件指定的设计规范 施工规范和相关专业的施工 规范 3 2008年2月26日衡炎高速公路工地会议纪要 4 通过现场调查 采集 咨询所获取的资料 5 本公司拥有的科技成果 工法成果 机械设备 管理水平 技术装备以及类似工程施工经验 6 设计文件及省政府对环境保护等方面的具体规定和要求 二 编制原则二 编制原则 1 根据工程实际情况 因地制宜地制定切实可行的施工方案 合理安排施工顺序 确保施工目标的圆满实现 2 合理布置施工现场平面 尽量减少工程消耗 降低生产成 本 3 积极采用 推广新工艺 新技术和新材料 增加产品的科 技含量 4 采用平行 流水施工方法和网络计划技术组织施工 进行 有序 均衡 连续的施工 第二章第二章 基本情况基本情况 隧道左洞于 2008 年 1 月 1 日开挖至 ZK73 970 ZK73 925 ZK73 970 段相继出现 4 条相互交错 相互连 通的裂隙 且沿裂隙出现大面积股状涌水 经实测最大日涌水量达 1987m3 d 右洞于 2008 年 1 月 25 日开挖至 YK73 050 YK74 025 YK74 050 段相继出现 3 条相互交错 相互连 通的裂隙 最大日出水量达 5940m3 d 涌水自拱顶沿裂隙倾泄而下 恶化了施工环境 隧道穿过亚粘土亚粘土地段后 随着隧道向前延 伸 原来与隧道走向相近的洞顶冲沟水流急剧减少 2007 年 12 月 份出现断流 08 年以来 尽管大气降水增加 隧道内裂隙涌水加大 洞顶冲沟水流仍然很小 现在掌子面前方地质预报 裂隙破碎带与断层节理裂隙发育 含丰富的裂隙水 围岩稳定性较差 推测围岩级别为 级围岩 施 工时采取必要的防护措施 为尽量减少对原有地下水环境的破坏 对于隧道围岩渗漏水区 域全部进行堵水处理 已支护地段左洞重点堵水区 ZK73 925 ZK73 970 右洞重点堵水区 YK74 025 YK74 050 压浆堵 水处理建议按设计院提供的方案实施 对大面积散水滴水地段选定注 浆堵水试验段 视试验段堵水效果再决定是否全面推广 第三章第三章 施工组织机构及资源配置施工组织机构及资源配置 一 组织机构一 组织机构 本着精干 高效 满足施工要求的原则 隧道左 右洞各设1个 注浆工班 设工班长1人 技术负责人1人 下设注浆管加工班 钻 孔班 注浆管安装班 压浆班 各班组成员各负其责 互相协调 注浆施工组织机构图见图3 1 图图 3 13 1 注浆施工组织机构图注浆施工组织机构图 二 劳动力配置二 劳动力配置 隧道左 右洞施工队安排专业的注浆队负责施工 在项目部的 统一安排部署下合理配置生产要素 高质量 高效率施工 左 右 技术负责人 李豪 环保负责人 肖莲飞 试验负责人 王火胜 测量负责人 黄发方 材料负责人 文俊平 安全负责人 肖莲飞 左 右洞注浆班 注浆管安装班 钻孔班 注浆管加工班 压浆 班 中铁十二局集团衡炎高速公路第 10B 合同段项目部 技术负责人 郭平 环保负责人 金干军 试验负责人 周成刚 环保负责人 肖莲飞 测量负责人 郑忠实 材料负责人 冯燕 安全负责人 金干军 洞注浆队各配置劳动力21人 用于对隧道涌水及渗水堵水工程施工 劳动力配置及职责劳动力配置及职责 序号工 种数量主要职责 1注浆管加工班2 人负责注浆管加工 2钻孔班8 人负责注浆孔的成孔 3注浆管安装班4 人负责注浆管的安装与封口 4压浆班7 人负责注浆 三 机械设备配置计划三 机械设备配置计划 序号机械名称规格 数量 台 备注 1双液注浆机80m3 min2 台 2发电机250KW2 台 3自卸汽车5T2 台 4水泥浆搅拌机700L2 台 5电动冲击夯TV80NK4 台浆液搅拌 6简易台车2 台钻孔与注浆 7气腿式凿岩机YT288 台钻孔 四 测试仪器配置四 测试仪器配置 项目部设置测量队 中心试验室 仪器设备配置按业主要求配 置 工地试验配置的质检 测量 试验仪器见下表 序 号 仪器名称型号规格单位数量 1水准仪DS 32台1 2 全站仪 SET 210 台1 3水玻璃浓度测定仪个1 第四章第四章 注浆堵水施工方案及施工工艺注浆堵水施工方案及施工工艺 一 堵水目的一 堵水目的 注浆充填围岩裂隙 封堵渗水通道 在隧道周围形成隔水保护 圈 防止地下水外泄并减轻隧道结构外水压力 最终使地下水在围 岩之外寻求通路并建立新的平和衡 使地下水位得以恢复并长期得 以保持 浆液固化后变成了岩块间的胶结材料 从而使围岩的力学 性质得到改善 抵御地压的能力增加 减小了作用在衬砌结构上的 永久荷载 二 施工方案及施工工艺二 施工方案及施工工艺 1 注浆孔定位 测量部门根据现场涌水及渗水情况 对涌水裂隙位置 长度及 走线进行测量 现场技术员做好注浆孔标记定位 并向注浆班下达 技术交底 1 注浆管制作 将外径为 42mm 壁厚为 3 5mm 的热轧无缝钢管每根按 3 5mm 制 作 钢管前端 10cm 加工呈锥形 尾部焊上 6 加劲箍 管壁周围钻 8mm 压降孔 但尾部 0 6m 不设压浆孔 孔距 10cm 呈梅花形布置 42热轧无缝钢管 6加箍筋 图图 4 14 1 钢花管大样图钢花管大样图 2 钻孔与安装 首先应沿边墙 拱部 隧底找准裂隙位置 沿裂隙涌水带为中 心布置钻孔 分两排呈梅花型布置 钢花管间距 1 2m 1 2m 采用 风钻钻孔 孔径 50mm 孔深 5m 由于边墙 底板涌水依然存在 钻孔顺序为从边墙往拱顶钻孔 成孔后立即安装注浆管 注浆管外 露长度一般不小于 30cm 以便连接孔口阀门和注浆管路 孔口段外 围裂隙用锚固剂封堵 孔口设置止浆塞 裂隙面垂直隧道轴线的外 围两排对称裂隙交叉钻孔 呈倒八字型 与隧道轴线斜交的裂隙的 钻孔尽量与裂隙面直交 为避免在注浆时发生串浆现象 应采取隔 孔钻孔 间距 2 4m 孔口堵塞后挂网喷射砼 等喷射砼达到强度后 注浆 其它孔随钻随注 3 压注顺序 采用分段注浆 把每条裂隙涌水带作为一个注浆循环向前推进 待喷射砼达到一定强度后开始从两边墙往拱顶顺序注浆 然后再底 板孔注浆 涌水集中处钻引水孔 然后施工外围排注浆孔注浆 再逐步向 内圈引水孔收缩压浆 即沿裂隙面钻孔注浆 4 注浆 a 注浆参数 1 水泥与水玻璃比为 1 0 36 2 水灰比 0 8 1 1 3 水玻璃浓度 35 波美度 模数 2 4 4 注浆压力 一般为地下水静水压力的 2 3 倍 考虑到岩 层裂隙阻力 初始压力 0 5MPa 终压 2 0MPa 5 注浆扩散半径 0 8 6 注浆速度 钻孔出水量大于 50L min 时 注浆速度取 80 100L min 钻孔出水量 0 50L 100min 时 注浆速度取 60 80L min B 凝胶与凝结时间控制 为满足浆液扩散半径的要求 采用凝结时间为 一般地段 3 分 钟 富水地段 1 2 分钟 施工控制分以下三种 水灰比固定 水玻璃浓度不变 变换双浆比例 当水玻璃溶 液所占比例由小变大 凝胶时间则由长到短 初 终凝由慢到快 水玻璃浓度不变 双浆比例固定 变换水灰比 当水灰比由 小到大 凝胶时间则由短到长 初 终凝由快到慢 水灰比不变 双浆比例固定 变换水玻璃浓度 当水玻璃浓 度由高到低 凝胶时间则由短到长 初 凝由快到慢 C 作业方式 注浆方式采用前进式可全孔一次压入式 钻孔过程中未涌水的 就一钻到底 全孔一次压入式注浆 在钻孔过程中如发现有水 即 停止钻孔 采取注一段钻一段的前进式注浆 直至达到设计段长位 置 d 注浆量 根据设计图纸每米注浆量为 0 4m3 每孔注浆量为 2 m3 实际 注浆量应根据实际情况进行调整 e 注浆施工 1 试泵 开泵前先将三通转芯阀调到回浆位置 待泵吸水正常时 将三 通回浆口慢慢调小 泵压徐徐上升 当泵压达到预定注浆压力时 持续二 三分钟不出故障 即可结束 2 压水试验 用 1 5 2 倍于注浆终压对系统进行吸水试验检查 检查管路系 统能否耐压 有无漏水 设备状态是否正常 使设备充分热身 试 运转时间为 20min 压水也能冲洗岩石裂隙 扩大浆液通路 增加 浆液冲塞的密实性 核实岩石的渗透性 3 浆液配制 水泥浆液水灰比为 0 8 1 1 1 按此水灰比用高速拌浆机拌合 水泥浆液 在浓水玻璃中加水稀释 边加水边搅拌 并用玻美计测试其浓 度 施工中采用的水玻璃波美度为 35 将配制好的化学浆液和水泥浆液各送入搅拌式储浆桶内备用 4 注浆 安装止浆塞后插入注浆管 连接注浆管路 先注浆 5 6 孔现场 试验做为充分掌握围岩的渗透性 空隙率 地下水量 水压 对注 浆过程中怎样选定浆液的配合比 胶结时间和注浆量提供数据 浆 液凝固后在相邻试验孔间钻孔检查 依据检查结果确定是否调整注 浆参数及钻孔间距 注浆由低压到终压 稳定 5 分钟后停止注浆 注浆 结束标准以两个指标衡量 一个是注浆压力 另一个是注浆量 当注浆压力达到设计终压 双液浆吸浆量小于 10L min 稳定 5 分 钟即可结束 如果是其它情况 按下述 6 注意事项 进行处理 按总注浆孔的 5 设检查孔 检查孔满足漏水量小于 0 2 0 4L min m 时结束全段注浆 f 泄压处理 注浆时发现周围漏浆泄压 立即停止注浆 待用锚固剂封堵漏 浆口后再注浆 如浆液扩散半径太大 注浆压力长时间上不来时 则采用间歇注浆法 在浆液中参速凝剂浆将浆液凝结时间调整为 30 50s 注浆 1 5min 停 40s 待原注入浆液变稠后再注 如此 反复 则原来的泄浆通道逐渐变小并最终堵塞 5 注浆效果检查 a 观察已注浆段是否还存在涌水现象 b 在相邻两孔中钻孔至设计孔深 做压水试验 漏水量应小于 0 2 0 4L min m 6 注意事项 a 工作面跑浆的处理 工作面跑浆系浆液在泵压作用下 通过 止浆岩帽的裂隙和喷射混凝土封闭层与岩帽的间隙流出 采用间歇 注浆 加大浆液浓度或限制进浆量进行处理即可 b 串浆 注浆过程中 浆液从其它钻孔内流出 其主要原因是 浆液通过岩层裂隙与其它钻孔导通 当发生串浆时 可对串浆孔进 行同时灌注 也可用阀门或塞子将串浆孔暂时封闭 待灌注孔结束 后 再对串浆孔进行扫孔或清洗 c 注浆量异常变大 注浆孔穿透了大的导水裂隙所致 为防止 浆液扩散过远 应采用浓浆慢速或间歇灌注 d 注浆时应经常观察洞身变化 围岩动态 发现异常情况 应 立即停止注浆或调整注浆压力 e 注浆量应根据现场确定 注意做好施工记录 f 注浆结束后 拆卸各注浆器件 全部清洗干净 并对注浆泵 进行检查保养 第五章第五章 质量 安全与环保控制措施质量 安全与环保控制措施 一 质量控制措施一 质量控制措施 1 钻孔严格按技术交底要求施工 沿裂隙的内圈孔顺着裂隙面 钻孔 相应外围孔按相同角度钻孔 2 钻孔必须经检查达到深度后方能下管 3 浆液严格按参数确定的配比搅拌 4 注浆时要防止漏浆 二 安全控制措施二 安全控制措施 1 注意裂隙面钻孔时可能存在的掉块 2 台车上钻孔小心坠落 3 风动钻机管路连接应牢靠 避免脱开出伤人 4 注浆机附近严禁站人 注浆管路应畅通 不得堵塞 避免 浆液喷甩出伤人 图图 4 24 2 注浆工艺流程图注浆工艺流程图 搅