隧道拱顶衬砌空洞注浆方案

注浆方案 西安铁路工程集团一公司 1 隧道拱顶初衬空洞注浆方案隧道拱顶初衬空洞注浆方案 一 一 工程概况工程概况 212 国道东侧 起讫里程为 DK194 412 5 DK195 668 全长 1255 5m 设计 为客货共线双线隧道 隧道 DK194 412 5 DK194 942 173 位于 R 3504 598m 的右转曲线 DK194 942 173 DK195 155 771 位于直线上 DK195 155 771 至 出口位于 R 3500m 的左转曲线上 隧道内线路坡度自 DK194 412 5 至出口为 12 8 的单面下坡 工点范围内无断层经过 但受区域构造作用影响 隧道出口 处发育一揉褶 受揉褶影响 板岩夹砂岩较为破碎 岩体完整性较差 洞身地段 DK195 180 DK195 270 处为第三系砂岩夹泥岩与泥盆系板岩夹砂岩不整合接触带 其接触带较为破碎 二 原因原因 因兰渝公司在对隧道二衬质量无损检测出古子山隧道出口拱顶 DK195 468 DK195 478 段二衬与初支间有脱空现象 为了处理空洞 对二衬进行注浆压实 三 三 处理方案处理方案 1 用地质雷达对 DK195 469 DK195 478 段拱顶衬砌详细测出空洞范围 并 做标记 2 2 施工体系及施工组织施工体系及施工组织 为确保衬期支护的防水效果 严格按照以下防水系统的几方面进行施工班组 的足见和劳力组织 喷料级配 配比控制 喷层厚度及密度 初衬渗水处理 超前小导管注浆 初衬背后注浆 防 水 系 统 初 衬 施 工 周边土体处理 初衬施工缝处理 注浆方案 西安铁路工程集团一公司 2 3 3 初衬施工初衬施工 1 初衬防水 控制用料级配和水灰比 选择好施工工艺 做养护 减少其收缩变形缝 提 高喷射混凝土的密实性 确保喷射混凝土的防水效果及质量 为做到喷射混凝土 不裂不渗 具体施工时采取以下有效措施 材料控制 喷射混凝土使用材料主要有水泥 砂 米粒 石 水 对这些材料质量都应 严格控制 其中石子最大粒径不大于 15mm 其砂石最佳级配见下表 砂石级配表 粒径 mm 0 150 30 61 22 55 010 015 0 量 5 710 1517 2223 3135 4350 6073 82100 外加剂的合理选用 为了提高喷射混凝土的早期强度和防水性能 喷射混凝土时 添加一定数量 的外加剂 外加剂的品种和用量也直接影响喷射混凝土防水效果 必须合理选择 A 速凝剂的选用 为了提高喷射混凝土的早期强度 须在喷射混凝土中添加一定数量的速凝剂 结合工程所处的环境和以往的实践经验 采用以矾为主要原料生产的 782 型速凝 注浆方案 西安铁路工程集团一公司 3 剂 掺量为水泥用量的 3 5 重量比 B 防水剂的运用 普通喷射混凝土是非匀质材料 内附许多孔隙 水泥在硬化过程中会产生收 缩变形 多余水份的蒸发会给混凝土内部留下孔隙 因此在普通喷射混凝土中掺 FS 1 防水剂 使混凝土有足够的强度 有效地抵抗收缩开裂和减少混凝土内部的 细小裂缝 使其具有较强的自防水能力 对受喷面进行处理 A 当受喷面有渗水 滴水或涌水时 先进行治水 根据现场情况 治水 采用堵 采用注浆堵水 排 采用埋管引水 结合的方法 从而保证喷射混凝 土不带水作业 不改变喷射混凝土的配合比 B 对岩壁集中出水地带先采用预埋导水管 带丝扣 待初衬达设计强度 后 地下水随开挖进行重新分布后进行注浆堵漏处理 C 在岩石地段要用高压水冲洗受喷面 除掉岩粉 以保证喷射混凝土与 围岩粘结 从而提高喷射混凝土与围岩的粘结力及抗渗能力 施工工艺 采用湿喷法 湿喷法喷射混凝土的拌料拌和均匀 水灰比能准确控制 有利 于水泥的水化反应 因而混凝土的匀性好 密实度高 抗压 抗渗强度较高 而 且粉尘 回弹较小 施工选用 TK 961 型喷湿机进行喷射混凝土施工 在施喷过程中 先喷 3 5cm 厚混凝土后 同时架设钢架和钢筋网 再分 层喷至设计厚度 以保证喷混凝土的密实性 以前隧道施工经验表明 渗水多发 生在格栅钢架上下部分连接的节点处 施工中采取以下措施 A 凿除拱脚处的全部回弹料和碴土 凿成仞角状 并在施喷前用高压风水冲 洗连接面 B 环向施工缝应超前格栅钢架前端 10cm 并喷射形成斜面 以便清洗施工缝 处的污物 如图 注浆方案 西安铁路工程集团一公司 4 C 严格控制钢架安装位置 上齐扣紧全部节点的螺栓 否则应进行焊接 初支背后注浆 施工过程中 在拱部每米埋设 3 根注浆管 待初支每施工 3 5m 后进行一次 注浆 隧 道 中 线 预埋煮浆管 注浆方案 西安铁路工程集团一公司 5 四 初衬堵漏施工四 初衬堵漏施工 根据目前施工情况及现场实际 广林区间初衬注浆及基面处理防水施工具体 方法如下 一 施工方法总述 1 施工原则 围岩与初衬共同作用防水 以防为主 应地制宜 综合治理的原则 初期 支护喷射砼设计厚度为 100mm 300mm 喷砼为 C20 抗渗等级 S6 在全 强风化 的地层中应向初期支护背后松弛的围岩内压注水泥浆 形成 1 2m 厚的止水环状 帷幕 与初期支护喷砼一同形成第一道防水线 使初期支护能最大限度止水 2 施工顺序 划分防水区域 设置防水止浆帷幕 注浆先上部 后下部 由面到点 由浅 及深 150 200m2m2m 帷幕注浆管 环项间距1 2m 拱部钻孔 变墙部位钻孔 拱部注浆 隧道回填部分土石方开挖 仰拱部位 注浆孔钻设 仰拱初衬破损部位处理 边墙 仰拱部位注浆 初衬集中出水点处 理 仰拱部位防水砂浆抹面处理 二 各步施工方法详述 1 有格栅钢架地段 注浆方案 西安铁路工程集团一公司 6 类围岩地段上下断面为砾岩 全风化的粉砂岩 残积土和粉质粘土 下断面 强 中风化岩粉砂岩 多为中等富水区 裂隙呈网状连通 初期支护施工时严格控 制砂石质量和配合比 1 防水分区的设置 在施工区域的端头 富水区 渗漏严重地段 两端 及每 100 50m 根据情 况设置防水分区幕墙 防水幕墙沿隧道环向设置 即沿法线方向设置两环钻孔 孔距 1 0m 孔深 2 5m 2 钻孔及注浆 1 钻孔及预埋注浆管 拱部 拱顶及 30 度法线方向设置钻孔 孔深 120cm 纵向孔距 2 0 2 5m 边墙 上下断面分界上下各 1 0m 处钻设孔位 纵向孔距 2 0 3 0m 孔深 100cm 两侧交错设置 仰拱部位 拱底上 50cm 处 及拱墙衔接处 设置孔位 孔深 60cm 两 侧交错设置 注浆方案 西安铁路工程集团一公司 7 50 临时路面 5 5 5 5 隧 道 中 线 1000500 3 3 4 2 1 1 1 1 1 1 4 2 3 3 注降浆孔位置及编号 2 4 2 4 说明 括号外为钻孔编号钻孔顺序 括内为注浆顺序 预埋注 32 的钢管作为浆管 钢管尾部 40mm 范围内设置丝扣 装入孔 内后采用锚固锚固 待强度达到后安装控制阀准备注浆 具体如下图所示 接注浆管 2 注浆 岩 体 注浆方案 西安铁路工程集团一公司 8 注浆管路系统的试运转 设备就位后 用 1 5 2 倍的注浆终压对系 统进行吸水试验检查 并接好风 水 电 检查管路系统能否耐压 有无漏水 检查管路连接是否正确 检查设备 机具性能是否正常 进行试运转 时间一般 为 20min 注浆浆液 用水泥浆 为实现连续注浆 配备 1 2 个贮浆桶 a 注浆材料及配比水泥 采用活性高 出厂日期不超过 3 个月的 525 以上普通硅酸盐水泥 水泥浆 浓度 水 饮用水 水温不低于 6 PH 值在 5 8 之间 b 注浆配比 浆液水灰比为 1 25 1 0 8 1 0 注浆顺序 先压注无水孔 后压注有水孔 根据降水漏斗的原理 从拱顶顺序向下压 注 如遇串浆或跑浆 则间隔一孔或几孔压注 相邻孔内流浆后及时堵塞继续压 注浆液 确保达到预定压力 注浆压力的控制 注浆压力由注浆泵的油压控制调节 控制在 2 0 2 5Mpa 为防止压浆速度 过大 造成升压过快返浆 漏浆 进行间歇性反复注浆 4 施作顺序 为防止串浆 钻孔 注浆按上 下 左右孔错开顺序进行 注浆终孔后及 时关闭止浆阀 注浆停止 2 天后 根据隧道的渗漏情况分区域重点注浆 3 基面处理 对内轨顶面线上 50cm 以下边墙部位及仰拱采用防水砂浆进行抹面处理 其 余部位的有突及凹陷部分补喷混凝土 外露锚杆及锚管头割除清理 并用防水砂 浆抹面 待仰拱回填土石开挖后 将破损部位清除干净 及时采用防水砂浆回填 注浆方案 西安铁路工程集团一公司 9 防水砂浆配合比 水泥 砂 1 2 5 水灰比 0 6 0 65 2 无格栅钢架地段 本地段为 围岩 以地下裂隙水为主 局部地段节理发育 夹杂砂 碎 石 透水性强 堵漏顺序 先拱部 后边墙 后隧底 初期支护堵漏方法如下 1 集中出水点的堵漏 水量小且出水范围集中的部位采用堵漏剂堵漏 水量大且或出水范围三乱的 部位采用深孔注浆堵漏 2 堵漏剂堵漏 将出水部位松弱混凝土层凿除后 采用布片或棉纱填塞减小水压后 按堵漏 剂说明操作堵水 3 深孔注浆堵漏 A 集中出水点注浆孔的布设于出水点四周 1 0m 范围内 孔深 2 0m 孔布 设具体如下图所示 100cm 100cm100cm 集中出水点 100cm B 注浆 a 注浆材料及配比水泥 采用活性高 出厂日期不超过 3 个月的 525 以上普通硅酸盐水泥 水泥浆 浓度 1 25 1 0 8 1 0 水玻璃 出厂浓度 42 45Be 模数 2 4 2 8 水玻璃原浆 然后稀释成 35Be 使用 注浆方案 西安铁路工程集团一公司 10 水泥浆与水玻璃体积比 1 1 1 0 6 缓凝剂 采用 Na2HPO4 掺量 2 5 2 0 若出水较大 先期可不加缓凝剂 水 饮用水 水温不低于 6 PH 值在 5 8 之间 b 注浆控制参数 注浆压力 终压力 2 3Mpa 注浆持续 5 6min 单孔注浆扩散半径 R 0 8 1 8m 有效扩散半径 R 60 80cm 单孔注浆量 以终孔压力控制 c 注浆过程中 可根据水量适当调整缓凝剂掺量及水玻璃浓度 以调整胶 结时间 d 水玻璃设计浓度的配置 稀释时用下式计算加水量 V水 d原 d配 d配 1 V原 V水 应加入水的体积 d原 原来水玻璃比重 d配 要配成水玻璃比重 V原 原来水玻璃体积 L 配制配制1m1m3 3低浓度水玻璃的加水量和高浓度水玻璃的用量低浓度水玻璃的加水量和高浓度水玻璃的用量 原水玻璃浓度Be 45505152 原水玻璃比重d 1 4501 5261 5431 559 预制水玻 璃浓度 Be 预制水玻 璃比重d 水 L 水玻 璃 L 水 L 水玻璃 L 水 L 水玻 璃 L 水 L 水玻 璃 L 251 208538462605395617383629371 301 261420580504496582418534466 351 318294706395605415585432568 361 330277723372628392608410590 371 342240760350650370630389611 381 355211789325675346654366634 391 368182818302698322678343657 401 381153847276724298702319681 注浆方案 西安铁路工程集团一公司 11 原水玻璃浓度Be 53545556 原水玻璃比重d 1 5711 5931 6111 630 预制水玻 璃浓度 Be 预制水玻 璃比重d 水 L 水玻璃 L 水 L 水玻璃 L 水 L 水玻 璃 L 水 L 水玻 璃 L 251 208639361650350660340670330 301 261548452560440572428586414 351 318449551464536480520495505 361 330428572443557460540476524 371 342407593423577440560457543 381 355385615402598420580437563 391 368362638379621400600417583 401 381340660357643379621396604 4 隧底仰拱清理 隧底回填碴土清除后 将仰拱冲洗干净 将出水点周围的松弱喷砼凿除 找 出围岩裂隙 钻孔埋管 32 钢管 尾部带丝扣 先透水然后再补喷砼或浇注防 水砼使仰拱再次全部封闭 待砼强度达到 60 以上后 拆除钢管末端的软管 采 用环氧水泥砂浆封堵钢管 对于出水点散乱的面渗或面流 设钻注浆 按深孔注 浆堵漏技术进行堵漏 五 施工小结五 施工小结 1 初期支护施工过程中确保材质 配比 厚度及搅拌的均一性 从而确保