深孔注浆08521203

深孔注浆堵水与加固工法

姓名：高然

学号：08521203

班级：404岩土

指导教师：张明聚

1、前言

暑期在中铁十三局北京地铁7号线06标段进行了实习，其中在1号风道、广双竖井均出现了渗水、涌水及涌砂现象，导致现场无法施工，工期拖延造成了大量经济损失。依据现场地质情况及工程所处的社会环境，决定采用二重管无收缩双液WSS工法注浆。对隧道供顶、侧墙外扩3米范围进行辐射注浆加固，10米长为一循环，循环往复。

二重管无收缩双液WSS工法注浆适用于埋深 100 米内的地质构造复杂、涌水量较大的山岭隧道和地下工程。在地表用钻孔机械打孔，通过钻孔对断层、涌水带注入具有充填、胶结性能的浆液材料，岩体经过浆体的充填、压密、界面、渗透、劈裂等作用后，增强断层与涌水带岩体强度、稳定性和防水性，使隧道或地下工程能正常施工。

隧道与地下工程在穿越断层破碎带、岩溶断裂带、构造运动强烈的挤压破碎带时，常遇涌水突泥坍方，往往来不及封闭衬砌，或常规的封堵办法难以奏效，造成洞内的长期涌水突泥，容易产生地表坍陷，地下水干涸，影响工农业生产与人民生活。尤其是尚未与正洞勾通的斜井、竖井之隧道施工地段，产生淹井事故，造成重大损失，给隧道施工带来极大的困难。

2、无收缩浆液介绍

依据现场地质情况及工程所处的社会环境。决定对隧道供顶、侧墙外扩3米范围进行辐射注浆加固，10米长为一循环，循环往复，浆液采用AB、AC液。

2.1 二重管A、B(C)无收缩双液WSS工法注浆的特点：

2.1.1 二重管无收缩注浆工法是从日本引进的地质改良技术。它能够100%将不同地质

情况填充密实，改变原土体的物理性质，增加土体的密度，提高其抗压强度，

且注浆材料属于环保型，对河流及地下水无污染。

2.1.2 可以进行一次、二次注入切换，回路变换装置容易实行，所以能实行复合注入。

2.1.3二次注入材料是低粘性且凝胶时间长的浸透性注浆液，可以用压力喷射到均匀

的土质颗粒之间，由于这样的操作方法，减少了对周围建筑物的影响。

2.2注浆加固及止水原理

二重管无收缩双液工法简称WSS注浆工法是采用二重管钻机钻孔至预定深度后注浆，浆液有两种：浆液分溶液型（A、B液组成）和悬浊液型（A、C液组成）。两种浆液通过二重管端头的浆液混合器充分混合。

注浆时浆液将颗粒间存在的水强迫挤出,使颗粒间的空隙充满浆材并使其固结达到改良土层性状的目的。其喷浆特性是使该土层粘结力(c)、内磨擦角值增大，从而使地层粘结强度及密实度增加,起到加固作用。

3、浆液各种参数的确定

3.1浆液选择

根据工程地质、水文地质情况，注浆材料采用AB、AC双液浆，注浆材料配比（见表3.1）。

3.2浆液配置

(1)按搅拌桶的容积和注浆材料的配比参数计算出配制一桶浆液所需要的水泥和水的用量。

(2)先在搅拌桶中加入一定量的水，再加入规定量的外加剂，强力搅拌3min，然后加入一定量的水泥，强力搅拌均匀待用。

(3)在浓水玻璃中加入水，稀释至设计浓度，搅拌均匀后待用。

(4)按比例进行凝胶时间测试试验，如果达不到设计要求重新调整。

(5)量取水泥浆搅拌桶的体积，根据其体积及配比要求标定须加入水的高度及需加入水泥的重量，以此控制水泥浆的配比。

施工配比表3.1

3.3注浆范围的确定

根据机械性能及以往施工经验将每段注浆长度设为10m，每段开挖7m，留3m作为止浆墙。孔位布置及相关参数（详见图3.1）；无收缩注浆孔位参考角度（详见表3.3）。

掌子面设计采用6列孔注浆，每排孔位环向间距600mm，施工过程中根据注浆情况进行调整，避免注浆出现死角。

注浆顺序：自下而上，自远及近，自两侧向中间。

图3.1 无收缩注浆孔位布置图

3.6施工方法

3.6.1 注浆方式：

孔口注浆法；一次成孔注浆法；下行式分段注浆法，上行式分段注浆法。

3.6.2 注浆孔管及止浆装置（如图）

3.6.3 关键技术

正确编录断层及涌水带地质，并精确投影至地表是布孔设计的基础，注浆成败的关键；精确钻孔与孔位有效的测量与调控技术，从而确保至设计位置，注浆方可见效；注浆参数主要是注浆量与注浆压力，注浆过程中应进行动态调控，并正确确定注浆终结；采用相应注浆孔管，控制浆液注入有效范围。

注浆孔管及止浆装置图

3.7注浆参数

3.7.1 注浆段高

隧道毛洞边缘及隧道边墙侧至隧底下2m。沿隧道纵向涌水带长度在5m 内可一次封堵，超过5m大的断层破碎带，宜封堵5m 后，采取洞内全断面注浆法。

3.7.2 注浆有效范围：粘性土：1～2.0m；砂层：0.8～2.0m。

3.7.3 注浆孔布置

关键孔：断裂涌水带之隧道毛洞，距拱部开挖线1m，距边墙开挖线3m，深至隧底下2m。加固孔断裂涌水带以外附近的隧道范围。

检查孔：隧中、两侧布孔检查，作补充钻注孔。

3.7.4 钻注次序：先关键孔，再加固孔，后检查孔。

3.7.5 浆材配比

选用水泥水玻璃双液浆，作充填目的。水玻璃作速凝剂用，掺量为水泥重的3～

5%。另一种作为主材用，掺量较多。

3.8深孔注浆与超前小导管的区别

我询问过现场技术人员深孔注浆与超前小导管竖井侧壁支护的区别：超前小导管仅打入2-3m，管头尖且分叉，管壁有小孔，注浆后不可拔出，打入时呈25-30度。

深孔注浆采用的导管侧壁无孔，仅为圆管，管头有钻头且压入浆液后拔出导管；在注浆过程中，注浆师傅在退管过程中不断变换浆液已达到最佳配合比，使浆液在土层中形成一个扇面，17根管便可封住掌子面既可防止渗水，又可加固土层。打完一根的时间约2至3小时，打完时我用手摸了摸溢出的浆液，其在出管时，几秒内凝固为白色固体，感觉像蜡，但比蜡软。

施工现场的深孔注浆是将2m左右的小导管打入马头门拱部呈梅花型布置，共打入15m，打17根。打入钢管的过程中，边打入边入稀释的磷酸将土和砂排除。而后再一边退管一边压入浆液（水玻璃-水泥双浆液），由于浆液凝固时间过快，若退管慢容易爆管；若退管过快则浆液打入不密实，仍会出现渗水现象。

查阅《土木工程材料》，水玻璃的性质与应用：

（1）涂刷建筑材料表面可提高抗风化能力。

（2）配置快凝堵漏防水剂。

（3）用于土壤加固。

3.9质量要求

（1）严格执行注浆终结标准，注浆质量主要由注浆压力和注浆量所控制。注浆过程中，没有中断现象，或虽有中断但时间较短，恢复注浆后，进浆量正常。

（2）没有串浆、大量漏浆、冒浆等异常现象，注浆压力达设计要求，并按正常工序结束注浆。

（3）检查孔是主要检测质量方法、取芯、肉眼判断注浆固结质量和抗压强度测定，堵水固结土体强度大于0.2Mpa 。

（4）止水墙注浆前后漏水涌水量测定对比。开挖后直观检测，洞内掌子面漏水量<20t/h。（5）钻孔时应用测斜仪检测钻孔垂直度，浅孔精度控制在2°，深孔控制在1°，超标时应采取纠偏措施。

3.10安全措施

（1）本工法应加强劳动保护，现场配备弱酸（硼酸）、生理盐水，防止浆液烧伤人员。（2）文明施工：各种机电机械应安装安全防护罩、电机防漏电、触电，加强机电设备维修与运转中的保养，确保机械完好性。施工区内材料、设备堆放速整齐，施工场地

禁止积水，清除场地稀泥，保证运输道路良好畅通。

（3）加强环保工作，对废液、冲洗液妥善处理。

（4）钻注施工中，要加强集中统一指挥，集中精力，发生异常现象要组织全力及时进行排除。