周边超前帷幕注浆技术样本

1、（二）周边超前帷幕注浆技术1 施工设计为了防止海底一般地段隧道开挖以后，围岩本身存在的裂隙和在隧道应力场重新分布以后产生细小裂隙，在应力的诱导作用下，造成扩张，裂隙通道被海水软化，地下水渗漏，隧道开挖施工前必要时对隧道开挖轮廓线周边进行帷幕注浆封堵。周边帷幕注浆断面布置见图7-1所示。图7-1周边帷幕注浆断面布置见2 注浆参数选择注浆范围：隧道开挖轮廓线外5m范围，注浆段长 : 每循环长 20m, 开挖 17m,注浆压力 ： 1.52MPa,注浆材料 ： 超细水泥、 水玻璃3 周边帷幕注浆实施原则周边帷幕注浆主要适用于节理、 裂隙发育、 富含地下水的 地层中 , 它的主要目的是封堵基岩裂隙水

2、, 以及爆破震动可能引 起的裂隙张开 , 施工时根据超前钻孔以及掌子面围岩渗漏状况确 定是否采用全断面或周边帷幕注浆。（ 三 ） 地层固结径向注浆 注浆方案选择的合理与否对施工速度和施工进度会造成很大 影响。实施全断面超前预注浆要占用掌子面 , 这样掌子面就开挖缓 慢 , 而实施开挖后径向注浆基本不会对掌子面开挖形成影响 , 因 而当施工环境适合径向注浆时应选择径向注浆措施。确定实施径向注浆方案条件的当前最可靠方法是超前探孔。 经 过利用超前探孔 , 判定水流方向 , 测算总涌水量 , 确定裂隙发育 段和裂隙发育度 , 从而判析出前方地层在开挖后是否能够自稳 , 是否存在着大量涌水、 涌砂的可

3、能 , 是否能保证涌出水量不会对 施工造成太大的影响 , 并确定在开挖施工完成后是否能对涌水量 进行控制。径向注浆适用于当前方地层为富水岩体裂隙构造时只要总涌水量不超过30m3/h,那么将不会对正常开挖施工造成太大影响完全能够经过米取径向注浆措施进行注浆堵水。1设计参数径向注浆是在隧道开挖完成后实施的，它垂直于开挖轮廓线环向布设© 42注浆钻孔。注浆钻孔呈梅花型布置，开孔间距1.5m, 排距3m。根据围岩状况，当围岩条件较好时，可不安设注浆小导 管，直接采用TSS止浆系统进行注浆施工；当围岩条件较差时， 应进行注浆小导管的安设，利用注浆小导管进行注浆施工，加固围岩，以达到抗水压要求。

4、径向注浆设计如图7-2所示。图7-2注浆孔横断面布设图径向注浆设计参数见表7-1所示表7-1径向注浆设计参数表序号名称设计参数1加固厚度B=0.20.5D 或 5m2注浆材料普通水泥单液浆、超细水泥单液浆、HSC浆（或TGRM浆）3扩散半径/m124环向间距/m235纵向间距/m126布孔方式全环梅花型布置7注浆终压23( MPa)8注浆速度2050( L/min)注：1、 B加固厚度（m）。2、 D快挖断面宽度（m）。2材料选择径向注浆作为工程结构的一部分，它起到加固堵水和抗水压的作用，因而在选择径向注浆材料时一定要综合考虑注浆材料的 耐久性、 高强性以及收缩性和无污染性。当前国内外常见的注

5、浆材料可基本分为水泥基浆液和非水泥基浆液。水泥基浆液是指以水泥为基本主要材料所配制的浆液。常见的有普通水泥单液浆、超细水泥单液浆、以及当前新推广应用的HSC浆和TGRM。非水泥基浆液是指水泥基浆液以外的其它注 浆材料，例如普通水泥-水玻璃双液浆、改性水玻璃、环氧树脂 等。对于非水泥基浆液的耐久性，只要经过充分化学反应，生成凝 胶的不易再继续发生反应的化合物时则浆液本身已具有耐久性，在动水压作用下，劈裂脉之间的夹层泥、砂被水逐渐冲击，形成” 渗透t流水t涌水”，从而形成大量破坏，涌水的发展将浆液主脉 冲出。因而，只要地层注浆机理是劈裂作用，如果产生渗透水后置 之不理，就有可能产生这一破坏现象，解

6、决或避免这一破坏现象 的主要方法是加密注浆孔数，加入钢管形成支护构架，采用超细 型材料形成主脉下渗透，注浆过程中采用低压力，小流量使主脉 厚度减小。这样只要能形成网络状结构体系，支护后实施径向补强 注浆，真正做到初支不渗漏，二衬无水，不使水形成动水，那么 地层越不容易被破坏。径向注浆应尽量采用高浓度浆液配比，以提高浆液的抗压和抗剪能力，减少浆液的收缩率。同时在选择浆液配比时，又要充分考虑浆液的可注性和可操作性要求，根据以往注浆施工经验和室内浆液试配结果，径向注浆材料配比参数如表7-2所示表7-2径向注浆材料配比表序 号浆液名称原材料要求宜选择配比（水灰比）1普通水泥单液浆（简称C浆）P O32

7、.5R以上普通硅酸盐水 泥0.6:1 0.8:1 22超细水泥单液浆（简称MC 浆）MC-20细度以下超细水泥0.6:1 0.8:13HSC单液浆（简称HSC浆）HSC材料1:14TGRM单液浆（简称T浆）TGRM-H型材料1:1采用选择的配比参数配制浆液进行室内试验。试验结果如表7-3所示。表7-3径向注浆材料性能试验结果表材料名称普通水泥单液浆超细水泥单液浆HSC单液浆TGRM单液浆原材料名称P -O32.5R普硅水泥MC-20超细水泥HSC材料TGRM-n材料浆液配比（水灰比）0.6:10.8:10.6:10.8:11:11:1凝结时间初凝16h24h1h20mi n2h30mi n30

8、mi n终凝21h48h9h12h30mi n30mi n抗压强度（MPa）8h10.11d4.412.36.43d7.11.58.91.312.88.37d113.920.57.016.89.628d20.51024.217.119.912.490d2317.829.223.620.713.8抗折强度（MPa）8h1.81d1.42.01.93d2.30.82.80.71.02.37d3.31.83.62.41.32.328d5.03.05.64.11.33.190d5.74.45.14.91.11.8试件收缩 率-3.34%-6.3%-1.79%-6.7%2.2%0.42%注：1.初凝时间

9、以浆液不流动为止 ，终凝以浆液有强度、固化，能够脱模为止。2试件胀缩率正值指试件膨胀，负值指试件收缩。径向注浆材料性能特点及施适应范围见表7-4。表7-4径向注浆材料性能特点及施工范围材料名称优点缺点使用范围普通水泥单液浆 胶时间长，具有 较长的可注期。 注浆时能够得到 较大的注浆量和 注浆加固范围。 具有极高的抗压、 抗剪强度，能得到较 好的径向注浆加固效 果。 单价低。 初凝时间长，易被 地下水稀释，影响其 凝胶化性能和强度， 因而不宜在水压咼、 水量大的条件下采 用。 颗粒粗，在微小裂 隙条件下注浆困难。 收缩率较大，不宜 在对防水等级要求很 高的条件下采用。适用于水量小、低水 压、宽裂

10、隙的地质条 件下径向注浆。超细水泥单液浆 凝时间较长，具 有良好的可注期， 能够得到大的注 浆量和注浆加固 范围。 固结体抗压、抗 剪强度极高，能得到 最好的注浆加固效 果。 颗粒细，在地层 中，特别是砂层中能 得到其它浆液 终凝时间较长，受 地下水稀释影响，对 其凝胶化性能会产生 影响，因而在水压 高、水量大条件下会 有疋的浆液损失。 单价高。 略有收缩性，不宜 采用大水灰比进行注 浆加固施工。适宜于各种地层的径 向注浆加固。HSC浆和TGRM浆 具有较好的抗分 散性、能有效地控制 注浆区域，适宜在水 流量大的条件下注浆 施工。 早期强度高，对抑 制地层变形有较好的效果。 度大，初凝时间 短，易堵管。 粘度大，在微小 裂隙和小空隙率 地层中注入困 难。适宜于水量大的径向注浆堵水施工具有膨胀性，注浆 后堵水效果好，不会 产生渗透水现象。3 注浆方式径向注浆采用全孔一次性注浆方式进行施工。当地层裂隙不太发育时，径向注浆管可采用自进式锚杆 ，或 钻孔后下入注浆花管进行注浆施工；当地层裂隙比较发育时，或在断层破碎带及风化槽段，径向注浆要求很高，因而宜采用 TSS 管（即单向袖阀式注浆管）结构，以减少或防止注浆施工中串浆 的发