超前注浆加固课件PPT

1、施工准备施工准备实施性施工组织设计实施性施工组织设计地层预加固及施工辅助措施地层预加固及施工辅助措施开挖开挖 初期支护初期支护 现场监控量测现场监控量测 是 否 符 合是 否 符 合控制标准控制标准防水层防水层二次衬砌混凝土结构二次衬砌混凝土结构结束结束是是（修改施工方案）（修改施工方案）（加强初期支护施工辅助措施）（加强初期支护施工辅助措施）（改变开挖步骤，程序）（改变开挖步骤，程序）（修改支护参数）（修改支护参数）否否浅埋暗挖法修建隧道施工程序(1)(1)全断面法：全断面法：开挖顺序：隧道断面一次成形开挖顺序：隧道断面一次成形适用范围：整体性好的稳定围岩适用范围：整体性好的稳定围岩施工特点

2、：施工特点：(2)(2)台阶法：台阶法：开挖顺序：隧道断面两步开挖（先上后下）开挖顺序：隧道断面两步开挖（先上后下）影响台阶长度因素：影响台阶长度因素：A.A.初期支护形成闭合断面时间要求初期支护形成闭合断面时间要求B.B.上台阶开挖、支护、出渣等机械设备对场地要求上台阶开挖、支护、出渣等机械设备对场地要求不同台阶法特点：不同台阶法特点：A.A.长台阶法：长台阶法：稳定围岩（上台阶不超过稳定围岩（上台阶不超过50m50m或或5 5倍洞跨），平行或交替作业倍洞跨），平行或交替作业B.B.短台阶法：短台阶法：稳定较好围岩（上台阶稳定较好围岩（上台阶1 11.51.5倍洞径），平行或交替作业倍洞径）

3、，平行或交替作业C.C.超短台阶法：超短台阶法：稳定性差围岩（上台阶稳定性差围岩（上台阶3 35m5m），只能交替作业），只能交替作业工序简单（速度快、效率高）、工作面宽敞（运输、通风、排水通畅）工序简单（速度快、效率高）、工作面宽敞（运输、通风、排水通畅）浅埋暗挖法的施工工法(3)(3)分部开挖法分部开挖法：分布开挖逐步成形：分布开挖逐步成形施工辅助措施 超前小导管注浆；超前小导管注浆； 开挖面深孔注浆开挖面深孔注浆 管棚超前支护；管棚超前支护； 喷射混凝土封闭开挖工作面；喷射混凝土封闭开挖工作面； 设置临时仰拱或临时支护；设置临时仰拱或临时支护； 地表注浆加固；地表注浆加固；超前小导管超前

4、小导管超前管棚超前管棚超前深孔注浆超前深孔注浆技术发展n一是隧道工作面的稳定性指标，即隧道在开挖过程中围岩一是隧道工作面的稳定性指标，即隧道在开挖过程中围岩不发生局部坍落或塌垮，内空变位量在容许范围内且其达不发生局部坍落或塌垮，内空变位量在容许范围内且其达到稳定的时间不能过长；到稳定的时间不能过长；n二是地表下沉量指标，即隧道在施工过程中地表下沉量应二是地表下沉量指标，即隧道在施工过程中地表下沉量应控制在容许值范围内。控制在容许值范围内。大量的工程实践表明：在第四纪软土中利用浅埋暗挖法在第四纪软土中利用浅埋暗挖法修建城市各类隧道，为保证隧道开挖工作面的稳定以及修建城市各类隧道，为保证隧道开挖工

5、作面的稳定以及控制地表沉降，对地层采取预加固处理措施是浅埋暗挖控制地表沉降，对地层采取预加固处理措施是浅埋暗挖法过程中不可缺少的重要一环。法过程中不可缺少的重要一环。浅埋暗挖法隧道施工的安全性评价指标：隧道注浆施工分类 在常见的浅埋暗挖法隧道注浆施工中按照开挖施工的先后顺序主要分为2大类，即：第第1 1类为在隧道开挖施工之前对即将开挖的土类为在隧道开挖施工之前对即将开挖的土( (岩岩) )体进行注浆加固称为超前预注浆；体进行注浆加固称为超前预注浆；第第2 2类为在隧道开挖施工之后对隧道周围土类为在隧道开挖施工之后对隧道周围土( (岩岩) )体进行环向打孔注浆加固称为径向补偿注浆。体进行环向打孔

6、注浆加固称为径向补偿注浆。超前小导管注浆超前小导管注浆是城市隧道浅埋暗挖法施工中必须采用的超前小导管注浆是城市隧道浅埋暗挖法施工中必须采用的超前注浆预加固处理方法。超前注浆预加固处理方法。优点优点：能配套使用多种注浆材料，施工速度快，施工机能配套使用多种注浆材料，施工速度快，施工机械简单，工序交换容易；械简单，工序交换容易；缺点缺点：注浆加固范围小注浆效果不均匀注浆加固范围小注浆效果不均匀超前小导管注浆目前小导管的设计长度一般为目前小导管的设计长度一般为2 22.5m2.5m。小导管注浆工法是。小导管注浆工法是浅埋暗挖隧道的常规施工工艺，浅埋暗挖隧道的常规施工工艺，在地层较稳定、无特别风险源在

7、地层较稳定、无特别风险源的情况下可大量采用。的情况下可大量采用。 对于开挖断面较大的双线隧道或跨度较大的渡线隧道，因对于开挖断面较大的双线隧道或跨度较大的渡线隧道，因注浆小导管加固范围有限，故一般采用开挖面深孔注浆。注浆小导管加固范围有限，故一般采用开挖面深孔注浆。 对于对于7070100m100m2 2断面的隧道可布置断面的隧道可布置12181218个注浆孔，其中个注浆孔，其中15m15m左右的长孔布置左右的长孔布置611611个，个，5m5m左右的短孔布置左右的短孔布置6767个，并个，并采用隔孔注浆的方法。采用隔孔注浆的方法。开挖面深孔注浆工法开挖面深孔注浆深孔注浆注浆工艺注浆材料双双重

8、重管管注注浆浆水水平平旋旋喷喷注注浆浆水水平平袖袖阀阀管管注注浆浆TGRMTGRM前前进进式式注注浆浆 改改性性水水玻玻璃璃浆浆普普通通水水泥泥单单液液浆浆水水泥泥水水玻玻璃璃双双液液浆浆超超细细水水泥泥浆浆双重管注浆（WSS）n双重管注浆技术双重管注浆技术是采用双重管钻是采用双重管钻机钻孔至预定深机钻孔至预定深度后从中空的钻度后从中空的钻杆内进行后退式杆内进行后退式注浆，注浆材料注浆，注浆材料采用水泥采用水泥水玻水玻璃双液浆。璃双液浆。双重管注浆（WSS）优点：优点：实现了长距离的深孔注浆，相对于传统的小导管注实现了长距离的深孔注浆，相对于传统的小导管注浆工艺扩大了注浆加固范围：浆工艺扩大了

9、注浆加固范围：缺点：缺点：该工法采用钻杆注浆，钻杆与注浆孔之间必然会存该工法采用钻杆注浆，钻杆与注浆孔之间必然会存在间隙，注浆时极易造成浆液回流，既浪费材料也不能保证在间隙，注浆时极易造成浆液回流，既浪费材料也不能保证注浆效果。注浆效果。适用范围：适用范围：双重管注浆工艺采用的注浆材料为速凝的水双重管注浆工艺采用的注浆材料为速凝的水泥一水玻璃双液浆泥一水玻璃双液浆( (凝结时间在凝结时间在1 min1 min内内) ) ，双液浆固结体的，双液浆固结体的有效强度只能维持有效强度只能维持l l周左右的时间所以双重管注浆只适用于周左右的时间所以双重管注浆只适用于对注浆加固效果要求时间不长的临时性注浆

10、加固不适用于对注浆加固效果要求时间不长的临时性注浆加固不适用于对沉降要求较高的构筑物穿越注浆加固项目。对沉降要求较高的构筑物穿越注浆加固项目。水平旋喷注浆水平旋喷注浆是在竖直旋喷注浆工艺基水平旋喷注浆是在竖直旋喷注浆工艺基础上发展而来的一种注浆工艺，其原理础上发展而来的一种注浆工艺，其原理是浆液在高压作用下是浆液在高压作用下(20 MPa(20 MPa以上以上) )剪切剪切置换地层，在隧道前方形成浆土加固混置换地层，在隧道前方形成浆土加固混合体。合体。水平旋喷注浆优点：优点：加固效果直观、浆液固结体强度高；加固效果直观、浆液固结体强度高；缺点：缺点：仅能适用软土地层注浆工作压力很高。对地层破坏

11、剪切仅能适用软土地层注浆工作压力很高。对地层破坏剪切严重，浆液回流损失率高严重，浆液回流损失率高(50(50以上以上) )，施工成本较高，施工环境差。，施工成本较高，施工环境差。适用范围：适用范围：适合在隧道周围没有重要构筑物情况下的软土地层加适合在隧道周围没有重要构筑物情况下的软土地层加固不适合在压缩性小的卵砾石地层和砂性地层中使用。固不适合在压缩性小的卵砾石地层和砂性地层中使用。水平袖阀管注浆水平袖阀管注浆是一种精细的注浆方法，即先施水平袖阀管注浆是一种精细的注浆方法，即先施作袖阀管，在袖阀管内插入止浆塞作袖阀管，在袖阀管内插入止浆塞( (水囊、气囊或水囊、气囊或皮碗式皮碗式) )进行分段

12、注浆。进行分段注浆。袖阀管止浆塞加固范围注浆循序方向水平袖阀管注浆利用工程钻机在注浆加固区利用工程钻机在注浆加固区域打设注浆孔，注浆孔内预域打设注浆孔，注浆孔内预先下入特制带有孔眼的被称先下入特制带有孔眼的被称之为之为“袖阀管袖阀管”的注浆花管，的注浆花管，管上每隔管上每隔33cm-35cm33cm-35cm钻一组钻一组46mm46mm或或48mm48mm的射浆孔，的射浆孔，每组孔的纵向长度每组孔的纵向长度10cm-10cm-12cm12cm，每组射浆孔的外部包，每组射浆孔的外部包裹橡皮套，注浆时起到逆止裹橡皮套，注浆时起到逆止阀门的作用；阀门的作用；袖阀管与孔壁间填入凝结后具备袖阀管与孔壁间

13、填入凝结后具备一定强度的被称之为一定强度的被称之为“套壳料套壳料”的浆液，浆液凝固后封闭袖阀管的浆液，浆液凝固后封闭袖阀管与钻孔壁之间的环状空间，防止与钻孔壁之间的环状空间，防止注浆时浆液到处流窜；注浆时浆液到处流窜；待套壳料具有一定强度后，在袖待套壳料具有一定强度后，在袖阀管内放入带双止浆塞的注浆管阀管内放入带双止浆塞的注浆管进行注浆，在橡皮套和止浆塞的进行注浆，在橡皮套和止浆塞的配合下，迫使浆液只在一个注浆配合下，迫使浆液只在一个注浆段范围内开环（即挤破套壳料）段范围内开环（即挤破套壳料）而进入地层，经过凝胶硬化后充而进入地层，经过凝胶硬化后充填和堵塞地层中的空隙，从而改填和堵塞地层中的空

14、隙，从而改良土体。良土体。水平袖阀管注浆水平袖阀管注浆优点优点: :能实现真正意义上的定域、定压、定量、往复精细注能实现真正意义上的定域、定压、定量、往复精细注浆，注浆施工质量有保证；浆，注浆施工质量有保证；缺点缺点: :对机械设备要求高，如果地层情况恶劣则需要使用水对机械设备要求高，如果地层情况恶劣则需要使用水平套管钻机、恒压低流速大流量注浆泵等比较昂贵的施工机械，平套管钻机、恒压低流速大流量注浆泵等比较昂贵的施工机械，同时往复注浆需要的注浆工期较长同时往复注浆需要的注浆工期较长( (是正常注浆施工工期的是正常注浆施工工期的2 2倍倍) )。适用范围：适用范围：理论上水平袖阀管注浆适合所有的

15、水平注浆施理论上水平袖阀管注浆适合所有的水平注浆施工，但由于施工成本较高工，但由于施工成本较高( (相比较一般注浆施工成本增加相比较一般注浆施工成本增加l l倍以倍以上上) )和施工速度较慢，一般仅在特别困难的地层或特别重大风和施工速度较慢，一般仅在特别困难的地层或特别重大风险源注浆加固中采用。险源注浆加固中采用。TGRM分段前进式超前深孔注浆工艺分段前进式注浆是分段前进式注浆是钻、注交替作业钻、注交替作业的一种注浆方式，即的一种注浆方式，即在施工中实施钻一段、注一段，再钻一段、再注一段的在施工中实施钻一段、注一段，再钻一段、再注一段的钻、注交替方式进行施工，每次钻孔注浆分段长度为钻、注交替方

16、式进行施工，每次钻孔注浆分段长度为2 23 m3 m，采用孔口管法兰盘止浆。分段前进式超前深孔，采用孔口管法兰盘止浆。分段前进式超前深孔注浆与注浆与TGRMTGRM特种灌浆料相结合即形成特种灌浆料相结合即形成TGRMTGRM分段前进式超分段前进式超前深孔注浆工艺。前深孔注浆工艺。工艺特点前进式分段注浆采用前进式分段注浆采用静压力控制静压力控制，且注浆压力要求较小，且注浆压力要求较小(1 (1 MPaMPa以下以下) )，压力反映真实，规避了双重管注浆或水平旋喷注浆，压力反映真实，规避了双重管注浆或水平旋喷注浆有可能产生的瞬时高压对隧道结构或隧道近接构筑物的破坏。有可能产生的瞬时高压对隧道结构或

17、隧道近接构筑物的破坏。浆液配制简单。所有的浆材配制都在出厂之前完成，施工现浆液配制简单。所有的浆材配制都在出厂之前完成，施工现场仅需要控制浆液的水灰比即可保证浆液的凝结时间、扩散半场仅需要控制浆液的水灰比即可保证浆液的凝结时间、扩散半径、浆液黏度等。径、浆液黏度等。解决了卵砾石堆积地层的注浆加固问题。采用潜孔锤冲击成解决了卵砾石堆积地层的注浆加固问题。采用潜孔锤冲击成孔工艺，能将卵砾石敲击粉碎后成孔。克服了双重管注浆等其孔工艺，能将卵砾石敲击粉碎后成孔。克服了双重管注浆等其他注浆工艺难以有效成孔和注浆加固的问题。他注浆工艺难以有效成孔和注浆加固的问题。绿色施工。钻孔的动力为压缩空气，不使用传统

18、的泥浆护壁绿色施工。钻孔的动力为压缩空气，不使用传统的泥浆护壁成孔，不排水、排泥，工作面干燥清洁。成孔，不排水、排泥，工作面干燥清洁。（用油漆标注在掌子面上）钻机平台及仰俯角确认固定是否已经完成本循环钻孔及注浆结束是浆质量标准是否满足注转入下一钻孔否钻注浆效果检查孔压水实验注浆是孔深确认安装灭尘器钻注浆孔开孔、安装孔口管测量放孔钻机平台就位固定注浆设计设计补注浆钻孔位置及深度否浆液制备否安装灭尘供水系统接通动力电源安装供风系统注浆工艺流程常用的注浆浆液有：常用的注浆浆液有：水泥浆液；水泥浆液；超细水泥浆液；超细水泥浆液；特种水泥浆液特种水泥浆液（如（如TGRMTGRM水泥基系列特种灌浆材）；水

19、泥基系列特种灌浆材）；水泥一水玻璃浆液；水泥一水玻璃浆液；各种化学浆液各种化学浆液( (如铬木素、聚氨酯、丙凝等如铬木素、聚氨酯、丙凝等) ) 。 注浆材料在很大程度上直接影响到堵水防渗和固结的注浆材料在很大程度上直接影响到堵水防渗和固结的效果效果, ,并关系到注浆工艺、工期及工程费用。并关系到注浆工艺、工期及工程费用。 注浆材料单液水泥浆类浆液：单液水泥浆类浆液：单液水泥浆类浆液是以水泥为主，添加一定量的速凝单液水泥浆类浆液是以水泥为主，添加一定量的速凝剂，用水调剂成的浆液。剂，用水调剂成的浆液。 它具有以下特点：它具有以下特点：凝结时间可根据实际需要随意调节，其变化范围为几凝结时间可根据实

20、际需要随意调节，其变化范围为几分钟至几小时；分钟至几小时； 浆液结石率可达浆液结石率可达100%100%，抗压强度可达，抗压强度可达510Mpa510Mpa，对于，对于基岩裂隙中堵水和加固是完全能满足要求的。基岩裂隙中堵水和加固是完全能满足要求的。抗渗性能好；抗渗性能好； 工艺设备简单，操作方便，较之双液浆有更大的优越工艺设备简单，操作方便，较之双液浆有更大的优越性；性；难以注入难以注入0.2mm0.2mm以下岩溶裂隙；以下岩溶裂隙；浆液无毒性，对地下水和环境无污染，较之使用化学浆液无毒性，对地下水和环境无污染，较之使用化学药剂为添加剂的浆液更安全；药剂为添加剂的浆液更安全；来源丰富，价格便宜

21、；来源丰富，价格便宜；凝结时间相对较长；凝结时间相对较长；水泥水泥水玻璃类浆液：水玻璃类浆液：水泥水泥水玻璃类浆液是以水泥和水玻璃为主剂，两者按水玻璃类浆液是以水泥和水玻璃为主剂，两者按一定的比例采用双液方式注入，必要时加入缓凝剂（磷一定的比例采用双液方式注入，必要时加入缓凝剂（磷酸氢二钠）所形成的注浆材料，是一种用途及其广泛，酸氢二钠）所形成的注浆材料，是一种用途及其广泛，使用效果良好的注浆材料。使用效果良好的注浆材料。 它具有以下特点：它具有以下特点：来源丰富，价格便宜；来源丰富，价格便宜；结石体抗压强度高，可达结石体抗压强度高，可达520Mpa520Mpa，但后期强度由于，但后期强度由于

22、水玻璃的作用易降低；水玻璃的作用易降低；浆液结石率为浆液结石率为100%100%，结石体渗透系数，结石体渗透系数10-3cm/s10-3cm/s，抗渗，抗渗性能好；性能好；对地下水和环境无污染；对地下水和环境无污染；难以注入难以注入0.2mm0.2mm以下岩溶裂隙；以下岩溶裂隙；采用双液方式注入，施工工艺较单液复杂；采用双液方式注入，施工工艺较单液复杂；TGRM注浆材料的特点早强性。早强性。浆液在水灰比浆液在水灰比1 1：1 1的使用条件下，初凝时间为的使用条件下，初凝时间为20 20 minmin30 min30 min后浆液固结的强度可达到后浆液固结的强度可达到0.3MPa0.3MPa。2

23、 h2 h的强度可达的强度可达到到2MPa2MPa24h24h的强度可达到的强度可达到10MPa10MPa以上，使隧道被注浆加固以上，使隧道被注浆加固后不需要等待凝固即可实现开挖施工，与普通水泥浆相比，后不需要等待凝固即可实现开挖施工，与普通水泥浆相比，有效地提高了施工效率有效地提高了施工效率耐久性。耐久性。该浆液主要成分为该浆液主要成分为P.O52.5P.O52.5水泥，外加多种特种外水泥，外加多种特种外加剂，为永久性注浆加固浆材，浆块与混凝土块耐久性相当。加剂，为永久性注浆加固浆材，浆块与混凝土块耐久性相当。与水泥一水玻璃双液浆相比，既达到了双液浆早期凝固的要求。与水泥一水玻璃双液浆相比，

24、既达到了双液浆早期凝固的要求。又解决了双液浆没有耐久性的问题。又解决了双液浆没有耐久性的问题。TGRM注浆材料的特点微膨胀性。微膨胀性。与一般浆材液凝结固化体积收缩相比，与一般浆材液凝结固化体积收缩相比，TGRMTGRM浆浆液在注入地层固化的过程中，浆块具有液在注入地层固化的过程中，浆块具有1 12 2的膨胀率，能的膨胀率，能有效地阻止钻孔注浆施工过程中对土体的扰动而引起的隧道围有效地阻止钻孔注浆施工过程中对土体的扰动而引起的隧道围岩变形。岩变形。针对性。针对性。针对不同地层针对不同地层TGRM TGRM 灌浆料开发出了系列产品，如：灌浆料开发出了系列产品，如：针对地下水丰富的防水型、粉细砂层

25、的超细型、疏松地层的发针对地下水丰富的防水型、粉细砂层的超细型、疏松地层的发泡型及普通早强型等。泡型及普通早强型等。综合性。综合性。TGRMTGRM浆液同时具有早强性和耐久性的特点，解决浆液同时具有早强性和耐久性的特点，解决了双液浆早强但不耐久和普通水泥浆液扩散无法有效控制、在了双液浆早强但不耐久和普通水泥浆液扩散无法有效控制、在固化时浆块收缩、注浆后的隧道开挖施工需等待等问题。固化时浆块收缩、注浆后的隧道开挖施工需等待等问题。注浆材料的要求注浆材料的要求浆液在地层中要有良好的可灌性，即在一定的压力下，浆液在地层中要有良好的可灌性，即在一定的压力下，能渗到一定宽度的空隙和裂隙中；能渗到一定宽度

26、的空隙和裂隙中；浆液凝胶时间可以调节；浆液凝胶时间可以调节；固化时收缩小，与岩石、混凝土、土壤等有一定的粘固化时收缩小，与岩石、混凝土、土壤等有一定的粘结力；结力；固结后有一定的抗压、抗拉强度和抗渗性、耐久性；固结后有一定的抗压、抗拉强度和抗渗性、耐久性；稳定性好，以免过早地发生沉淀，影响浆液的压注；稳定性好，以免过早地发生沉淀，影响浆液的压注；为便于施工和增大浆液的扩散范围，浆液须具有良好为便于施工和增大浆液的扩散范围，浆液须具有良好的流动性；的流动性；当地下水有侵蚀性时，应具有相应的耐侵蚀性；当地下水有侵蚀性时，应具有相应的耐侵蚀性；无毒或低毒，对环境污染小；无毒或低毒，对环境污染小；注浆

27、工艺简单注浆工艺简单, ,操作方便、安全。操作方便、安全。 地层条件地层条件方面的要求方面的要求: :断层破碎带和砂卵砾石层断层破碎带和砂卵砾石层, ,当裂隙宽度当裂隙宽度( (或粒径或粒径) )大于大于1mm1mm或渗透系数或渗透系数5510-4m/s10-4m/s时，加固或堵水注浆宜优时，加固或堵水注浆宜优先选用单液水泥浆和水泥一水玻璃浆。先选用单液水泥浆和水泥一水玻璃浆。断层泥带断层泥带, ,当裂隙宽度当裂隙宽度( (或粒径或粒径) )小于小于1mm1mm或渗透系数或渗透系数1110-4m/s10-4m/s时时, ,加固压浆宜有限选用水玻璃类。加固压浆宜有限选用水玻璃类。中、细、粉砂及细

28、小类型岩层、断层泥段堵水压浆宜中、细、粉砂及细小类型岩层、断层泥段堵水压浆宜选用渗透性好、低毒、遇水膨胀的化学浆液，如聚氨酯选用渗透性好、低毒、遇水膨胀的化学浆液，如聚氨酯类；对于颗粒更小的粘土层类；对于颗粒更小的粘土层, ,采用水泥浆、水泥一水玻璃采用水泥浆、水泥一水玻璃类类, ,可在水泥浆中加人嘭润土、粉煤灰等填料可在水泥浆中加人嘭润土、粉煤灰等填料, ,使浆液具使浆液具有触变性能有触变性能, ,并能防止材料的分离和水泥颗粒的沉淀。并能防止材料的分离和水泥颗粒的沉淀。岩溶地段突泥、突水和裂隙较大的地质构造中岩溶地段突泥、突水和裂隙较大的地质构造中, ,为堵塞为堵塞突泥、涌水通道突泥、涌水通

29、道, ,在适应压浆设各条件下在适应压浆设各条件下. .可用劈裂法代可用劈裂法代替渗透法。替渗透法。 浆液浓度浆液浓度对于注浆浓度，在每段每次压浆时先稀后浓，同一对于注浆浓度，在每段每次压浆时先稀后浓，同一分段多次压浆时则先浓后稀。分段多次压浆时则先浓后稀。一般水泥浆液起始浓度较高，特别在初期压浆阶段，一般水泥浆液起始浓度较高，特别在初期压浆阶段，因稀释浆液使结石率低，并增大扩散半径因稀释浆液使结石率低，并增大扩散半径, ,延长压浆延长压浆时间。常用的水泥浆液浓度为时间。常用的水泥浆液浓度为1.5:11.5:10.5:10.5:1。水泥浆液压浆过程中，某一种浓度级的吸浆率约为水泥浆液压浆过程中，

30、某一种浓度级的吸浆率约为吸水率的吸水率的80%80%85%85%时时, ,可以认为浓度适宜。在某一种可以认为浓度适宜。在某一种浓度压力保持不变、吸浆率随压浆时间延长而逐渐减浓度压力保持不变、吸浆率随压浆时间延长而逐渐减少少, ,或吸浆率不变而压力却逐渐升高时或吸浆率不变而压力却逐渐升高时, ,不需改变浆液不需改变浆液浓度。浓度。遇有冒浆或岩层破碎带、大裂隙、裂隙发育地层时遇有冒浆或岩层破碎带、大裂隙、裂隙发育地层时, ,应越级加浓应越级加浓, ,或采用间歇注浆、水泥一水玻璃双液注或采用间歇注浆、水泥一水玻璃双液注浆等措施。浆等措施。注浆压力注浆压力影响注浆效果注浆压力影响注浆效果, ,其大小决

31、定于涌水压力其大小决定于涌水压力( (开开挖工作面静水压力、突水的动压力挖工作面静水压力、突水的动压力) )、裂隙大小和粗、裂隙大小和粗糙度、浆液的性质和浓度、要求的扩散半径等。合理糙度、浆液的性质和浓度、要求的扩散半径等。合理的注浆压力既能避免压力过高造成的不利影响的注浆压力既能避免压力过高造成的不利影响, ,又能又能保证浆液的结石强度和不透水性保证浆液的结石强度和不透水性, ,有利于形成良好的有利于形成良好的隔水帷幕。隔水帷幕。对注浆压力的确定对注浆压力的确定, ,通常采用以静水压力为依据的通常采用以静水压力为依据的经验公式经验公式, ,即只考虑静水压力即只考虑静水压力, ,而对影响注浆的

32、其他因而对影响注浆的其他因素均不考虑。通常有下述两个公式可供选择素均不考虑。通常有下述两个公式可供选择: :P=3P=35 5倍静水压力；倍静水压力；P=PP=P静静+(0.5+(0.51.5)Mpa1.5)Mpa。在实际使用中在实际使用中, ,预注浆往往采用后者。预注浆往往采用后者。注浆压力的控制方法注浆压力的控制方法一次升压法。注浆一开始就在短时间内将压力升到设计一次升压法。注浆一开始就在短时间内将压力升到设计规定值规定值, ,并一直保持到注浆结束。在规定压力下并一直保持到注浆结束。在规定压力下, ,每一级浓每一级浓度浆液的累计吸浆率达到一定限度后，调换浆液配合比，度浆液的累计吸浆率达到一

33、定限度后，调换浆液配合比，逐渐加浓；随着浆液浓度增加，地层裂隙逐渐被填充，吸逐渐加浓；随着浆液浓度增加，地层裂隙逐渐被填充，吸浆率逐渐减少，直至达到结束标准浆率逐渐减少，直至达到结束标准, ,即结束注浆。一次升压即结束注浆。一次升压法适用于透水性不大、裂隙不发育的较坚硬岩层。法适用于透水性不大、裂隙不发育的较坚硬岩层。分级升压法。注浆过程中将压力分为几个阶段分级升压法。注浆过程中将压力分为几个阶段, ,逐渐升到逐渐升到设计规定值。开始阶段，以最低压力开始注浆，当吸浆率设计规定值。开始阶段，以最低压力开始注浆，当吸浆率下降到一定限度时则将压力升高一级，当吸浆率又减少到下降到一定限度时则将压力升高

34、一级，当吸浆率又减少到下限时再提高一级压力，直到在规定压力下吸浆率减少到下限时再提高一级压力，直到在规定压力下吸浆率减少到结束阶段标准时止。分级升压法适用于岩层透水性大、难结束阶段标准时止。分级升压法适用于岩层透水性大、难以很快达到规定压力值，或者虽然能达到规定压力值，但以很快达到规定压力值，或者虽然能达到规定压力值，但吸浆率极大，超过上限甚至更多的情况。吸浆率极大，超过上限甚至更多的情况。 注浆压力控制注浆压力控制在注浆过程中在注浆过程中，在某一级压力下，如果吸浆率超过，在某一级压力下，如果吸浆率超过一定限度一定限度( (上限上限),),则应降低一级进行压注。待吸浆率则应降低一级进行压注。待

35、吸浆率减少到下限值时再提高到原来一级压力继续压注。减少到下限值时再提高到原来一级压力继续压注。压力分级不宜过多，可以分为两个或三个阶段。关压力分级不宜过多，可以分为两个或三个阶段。关于吸浆率的上、下限，则根据岩层透水性和压浆质量于吸浆率的上、下限，则根据岩层透水性和压浆质量确定。确定。注浆扩散半径水泥浆液在裂隙岩层中的有效扩散半径 水玻璃浆液在不同岩层中的有效扩散半径 在注浆过程中，浆液扩散半径与岩石岩层中裂隙大小、在注浆过程中，浆液扩散半径与岩石岩层中裂隙大小、浆液黏度、凝固时间、注浆速度和压力、压注量等因浆液黏度、凝固时间、注浆速度和压力、压注量等因素有关。施工中对压力、浆液浓度和压人量等

36、参数进素有关。施工中对压力、浆液浓度和压人量等参数进行人为控制与调整行人为控制与调整, ,对控制扩散范围可以起到一定作用。对控制扩散范围可以起到一定作用。注浆量可根据扩散半径及岩层裂隙率进行粗略估算。注浆量可根据扩散半径及岩层裂隙率进行粗略估算。式中：式中：R R浆液扩散半径浆液扩散半径(m)(m)；H H注浆段长度；注浆段长度；岩层裂隙率，一般取岩层裂隙率，一般取1%1%5%5%；在裂隙内浆液的有效填充系数，约为在裂隙内浆液的有效填充系数，约为0.30.90.30.9。对于大的溶腔、溶洞、溶槽等，裂隙率对于大的溶腔、溶洞、溶槽等，裂隙率5%5%时，时，浆液注入量难以计算，此时宜用注浆压力控制

37、注浆量。浆液注入量难以计算，此时宜用注浆压力控制注浆量。注浆量只能按注浆终压规定值时的注浆总量来确定。注浆量只能按注浆终压规定值时的注浆总量来确定。注浆量计算注浆结束标准注浆结束标准通常考虑两个指标：注浆结束标准通常考虑两个指标：达到设计压力达到设计压力( (即即终压终压) )时的持续时间和进浆速度小于规定值时的持续时间和进浆速度小于规定值。一般结束标准是：注浆压力达到设计终压；双液一般结束标准是：注浆压力达到设计终压；双液( (水水泥一水玻璃浆液泥一水玻璃浆液) )吸浆率为吸浆率为181835L/min35L/min。单液。单液( (水泥浆水泥浆) )为为7 720/min20/min，即可

38、结束。，即可结束。在正常情况下，当注浆压力达到或接近设计终压时，在正常情况下，当注浆压力达到或接近设计终压时，结束注浆；当压力接近终压或达到终压的结束注浆；当压力接近终压或达到终压的8080时，如出时，如出现大的跑浆，经间歇注浆后达到或接近终压，也可结束现大的跑浆，经间歇注浆后达到或接近终压，也可结束注浆。注浆。整冶涌突水、突泥，其终压值根据客观条件的变化，整冶涌突水、突泥，其终压值根据客观条件的变化，可选择合理的上限值、下限值和导坑突水量作为终止标可选择合理的上限值、下限值和导坑突水量作为终止标准。准。 注浆效果检查在注浆堵水加固完成后，为防止开挖时发生坍塌涌在注浆堵水加固完成后，为防止开挖

39、时发生坍塌涌水事故，并保证隧道渗漏水水量符合设计要求，必须水事故，并保证隧道渗漏水水量符合设计要求，必须进行效果检查。进行效果检查。检查通常采用钻孔取芯法进行，有条件时还可采用检查通常采用钻孔取芯法进行，有条件时还可采用物探等方法进行。物探等方法进行。钻孔取芯法按设计要求，在注浆薄弱地方钻检查孔，钻孔取芯法按设计要求，在注浆薄弱地方钻检查孔，检查浆液扩散、固结情况和取芯率，并进行压水（抽检查浆液扩散、固结情况和取芯率，并进行压水（抽水）试验，检查地层吸水率水）试验，检查地层吸水率( (透水率透水率) )，计算渗透系数，计算渗透系数及开挖时的出水量；也可通过检查孔观察注浆后围岩及开挖时的出水量；

40、也可通过检查孔观察注浆后围岩的渗漏水量，直观地进行注浆效果的评定。的渗漏水量，直观地进行注浆效果的评定。注浆方案初选原则对可溶岩与非可溶岩接触带、断层破碎带及向斜核部对可溶岩与非可溶岩接触带、断层破碎带及向斜核部预测水压大、极可能产生严重突水突泥地段，预测地下预测水压大、极可能产生严重突水突泥地段，预测地下水压力水压力3.0MPa3.0MPa时，采用超前预注浆方案。预注浆加固时，采用超前预注浆方案。预注浆加固圈固结范围为开挖轮廓线外圈固结范围为开挖轮廓线外5 58m8m。对可溶岩与非可溶岩接触带、断层破碎带及向斜核部对可溶岩与非可溶岩接触带、断层破碎带及向斜核部预测水压大、极可能产生较严重突水

41、突泥地段，预测地预测水压大、极可能产生较严重突水突泥地段，预测地下水压力下水压力3,0MPa3,0MPa但但2.0MPa2.0MPa时时, ,采用超前预注浆方案。采用超前预注浆方案。预注浆加固圈固结范围为开挖轮廓线外预注浆加固圈固结范围为开挖轮廓线外3 35m5m。对不同年代地层岩层接触带、物探异常区、预测水压对不同年代地层岩层接触带、物探异常区、预测水压大、可能产生突水突泥地段大、可能产生突水突泥地段, ,预测地下水压力预测地下水压力2.0MPa2.0MPa但但1.0MPa1.0MPa时，正洞采用超前帷幕注浆。预注浆加固圈固时，正洞采用超前帷幕注浆。预注浆加固圈固结范围为开挖轮廓线外结范围为

42、开挖轮廓线外2 23m3m。注浆方案初选原则对岩体完整，其结构性能可保证开挖安全，但大面对岩体完整，其结构性能可保证开挖安全，但大面积淌水且流量大于控制排水量，且预测地下水压力积淌水且流量大于控制排水量，且预测地下水压力1.0MPa1.0MPa时，实施开挖后全断面径向注浆。注浆加固时，实施开挖后全断面径向注浆。注浆加固圈固结范围为开挖轮廓线外圈固结范围为开挖轮廓线外3 35m5m。岩体完整，其结构性能可保证开挖安全，但局部出岩体完整，其结构性能可保证开挖安全，但局部出水且流量大于控制排水量时，仅对出水处实施局部注水且流量大于控制排水量时，仅对出水处实施局部注浆。浆。注浆后流量仍大于控制排水量、

43、注浆固结圈综合渗注浆后流量仍大于控制排水量、注浆固结圈综合渗透系数大于设计控制值或仍有局部出水点时，实施补透系数大于设计控制值或仍有局部出水点时，实施补注浆。注浆。 注浆钻孔布置注浆钻孔的布置，需根据注浆范围、注浆段长、单个注浆钻孔的布置，需根据注浆范围、注浆段长、单个注浆钻孔的作用范围、岩溶注浆钻孔的作用范围、岩溶( (岩层裂隙岩层裂隙) )发育情况、含水发育情况、含水层分布情况、开挖轮廓大小和钻孔作业要求而定。层分布情况、开挖轮廓大小和钻孔作业要求而定。超前预注浆注浆钻孔宜长短结合，并呈伞形辐射状布超前预注浆注浆钻孔宜长短结合，并呈伞形辐射状布置；全断面径向注浆注浆，钻孔按梅花状布置。置；

44、全断面径向注浆注浆，钻孔按梅花状布置。注浆钻孔一般布置为双圈注浆钻孔一般布置为双圈( (内外圈钻孔按梅花状布置内外圈钻孔按梅花状布置) )或三圈，如岩层裂隙不甚发育则可布置成单圈。或三圈，如岩层裂隙不甚发育则可布置成单圈。注浆孔孔底间距可按单个注浆钻孔作用范围注浆孔孔底间距可按单个注浆钻孔作用范围( (经试验经试验所得所得) )进行确定，一般为进行确定，一般为3 35m5m。基岩裂隙比较发育、涌水量较大时，孔底间距可适当基岩裂隙比较发育、涌水量较大时，孔底间距可适当加大。加大。分段注浆分段前进式注浆：这种方式是注浆钻孔钻进一段分段前进式注浆：这种方式是注浆钻孔钻进一段注浆一段，由外向里依次推进

45、。分段前进式注浆注浆一段，由外向里依次推进。分段前进式注浆宜用于裂隙发育或破碎岩层。其优点是堵水效果宜用于裂隙发育或破碎岩层。其优点是堵水效果好，缺点是注浆钻孔钻进重复、工程量较大。好，缺点是注浆钻孔钻进重复、工程量较大。分段后退式注浆：这种方式是将注浆钻孔一次钻分段后退式注浆：这种方式是将注浆钻孔一次钻完，由孔底向外分段注浆。分段后退式注浆宜用完，由孔底向外分段注浆。分段后退式注浆宜用于裂隙不甚发育的岩层。其优点是注浆钻孔无重于裂隙不甚发育的岩层。其优点是注浆钻孔无重复钻进，工程量相对较小。复钻进，工程量相对较小。 注浆工艺及要求注浆前，在类似地质条件下的岩层中进行注浆试验，注浆前，在类似地

46、质条件下的岩层中进行注浆试验，初步掌握浆液充填率、注浆量、浆液配合比、凝胶时初步掌握浆液充填率、注浆量、浆液配合比、凝胶时间、浆液扩散半径、注浆终压等指标。间、浆液扩散半径、注浆终压等指标。孔口应准确定位，与设计位置的容许偏差为孔口应准确定位，与设计位置的容许偏差为5cm5cm，偏角应符合设计要求，每钻进一段检查一段，及时纠偏角应符合设计要求，每钻进一段检查一段，及时纠偏，孔底位置应小于偏，孔底位置应小于30cm30cm。注浆孔开孔直径不小于注浆孔开孔直径不小于108mm108mm，终孔直径不小于，终孔直径不小于90mm90mm。钻孔与注浆顺序应由外向内，同一圈孔间隔施工。钻孔与注浆顺序应由外

47、向内，同一圈孔间隔施工。注浆工艺及要求岩层破碎容易造成坍孔或钻孔涌水量过大时，应采取岩层破碎容易造成坍孔或钻孔涌水量过大时，应采取前进式注浆，否则采取后退式注浆。前进式注浆，否则采取后退式注浆。孔口设孔口设3m3m长的长的108mm(108mm(热轧无缝钢管，壁厚热轧无缝钢管，壁厚5mm)5mm)孔口孔口管。孔口管应埋设牢固，并有良好的止浆措施。管。孔口管应埋设牢固，并有良好的止浆措施。一个孔段的注浆作业一般应连续进行，不宜中断。应一个孔段的注浆作业一般应连续进行，不宜中断。应尽量避免因机械故障、停电、停水、器材等问题造成尽量避免因机械故障、停电、停水、器材等问题造成被迫中断。因实行间歇注浆、

48、制止串浆冒浆等而有意被迫中断。因实行间歇注浆、制止串浆冒浆等而有意中断时，则应先扫孔至原设计深度以后进行复注。中断时，则应先扫孔至原设计深度以后进行复注。注浆设备注浆设备宜采用高压、大流量单液和双液注浆泵。注浆设备宜采用高压、大流量单液和双液注浆泵。注浆泵压力宜大于注浆泵压力宜大于10MPa10MPa，注浆量宜为，注浆量宜为5050200L/min200L/min。洞内注浆是一项十分复杂的技术，隧道所处的工程洞内注浆是一项十分复杂的技术，隧道所处的工程地质条件对施工方案、施工工艺影响较大。若注浆后地质条件对施工方案、施工工艺影响较大。若注浆后围岩局部仍存在软弱区域，开挖时还应加强支护，如围岩局

49、部仍存在软弱区域，开挖时还应加强支护，如采用超前大管棚及密排小导管加强支护、型钢格栅拱采用超前大管棚及密排小导管加强支护、型钢格栅拱支护，短进尺开挖，及时封闭等。支护，短进尺开挖，及时封闭等。地铁暗挖车站工程实例工程概况工程概况北京地铁十号线芍药居站位于朝阳区太阳宫地区，共设北京地铁十号线芍药居站位于朝阳区太阳宫地区，共设3 3个个出入口，分别位于车站的西北部、东北部、东南部。其中，出入口，分别位于车站的西北部、东北部、东南部。其中，东南出入口用暗挖法施工穿越太阳宫大街暗挖平顶直墙结东南出入口用暗挖法施工穿越太阳宫大街暗挖平顶直墙结构，隧道宽构，隧道宽8m8m，高，高5.3m5.3m，长，长72m72m。隧道结构顶板覆土埋深。隧道结构顶板覆土埋深4.94.97.5m7.5m。地勘显示隧道暗挖段结构所处地层为粉质