帷幕注浆工艺分析

帷幕注浆施工工艺分析

1.1.注浆目的

本工程对地下水的处理本着“以堵为主，限量排放”的原则，注浆主要目的是加固围岩，限制排水量，保证隧道洞室稳定，确保施工及运营安全。本隧道排水量控制标准为注浆后每延米洞壁渗漏量不大于1～3m3/d·m。

1.2.注浆段落及方案选定

根据地质勘测资料显示：DK106＋872至DK107＋135段为断层破碎带，极可能发生严重突水突泥，预测地下水压力2.0Mpa≤P＜3.0Mpa,选用开挖轮廓外5m帷幕注浆；DK108＋560至DK108＋630段为断层破碎带，极可能发生突水突泥，预测地下水压力1.0Mpa≤P＜2.0Mpa,选用开挖轮廓外3m帷幕注浆。

1.3.注浆孔的布置及循环段长度确定

加固圈5m超前帷幕注浆每循环设7环109个注浆孔，加固圈3m超前帷幕注浆每循环设5环55个注浆孔。如果工作面岩层较完整，可利用岩层作为止浆岩盘，采用5m帷幕注浆时止浆岩盘厚度取5m，采用3m帷幕注浆时止浆岩盘厚度取3m。如果工作面岩层破碎，或地下水压力较大，则除利用岩层作为止浆岩盘外，还需浇注混凝土墙作为止浆墙，采用5m帷幕注浆时止浆墙厚度取1.5m，采用3m帷幕注浆时止浆墙厚度取1.0m。

超前帷幕注浆每一注浆段设计长度为：采用5m帷幕注浆时长30m，采用3m帷幕注浆时长27m。

1.4.注浆方式与分段长度确定

根据岩层裂隙发育程度和涌水量的大小，分为分段前进式和分段后退式两种注浆方式。可参考附表1-1选择。

附表1-1 注浆方式与分段长度参考表

1.5.浆液材料选定

围岩裂隙发育，可注性好的地层，可采用普通水泥浆液；粉细砂地层或围岩裂隙发育一般，可注性一般的地层可采用超细水泥浆液或TGRM超细双液水泥基特种注浆材料；含水、高压致密土体，可采用HSC超细高早强型水泥浆液或化学浆液。

1.6.注浆压力选定

注浆压力与岩层裂隙发育程度、涌水压力、浆液材料的粘度和凝胶时间长短等有关。通常情况下按以下经验公式计算：

按已知静水压力计算，注浆压力须大于该段已知静水压力，一般为静水压力的2～3倍，最大可达3～5倍。

P’＜P＜(3～5)P’或P=P’+2～4Mpa

式中：P—设计注浆压力（MPa）

P’—注浆处静水压力（MPa）

2.主要工程数量

附表2-1 帷幕注浆施工主要工程数量表

3.资源配置

3.1.主要材料供应计划

附表3-1 主要材料供应计划表

3.2.主要工程设备使用计划

附表3-2 主要施工机械设备使用计划表

3.3.劳动力配置

组建隧道帷幕注浆专业施工班组，组长有项目部副经理担任。根据超前帷幕注浆施工的需要，配置技术过硬、责任心强、专业分工明确的职工和技术人员。在帷幕注浆施工过程中，必须保证帷幕注浆施工班组的人员固定，不得随意调遣。施工班组劳动力配置见附表4-3。

附表3-3 施工劳动力配置表

4.帷幕注浆施工

2005年4月6日～2005年6月4日，我经理部完成了DK108+630～DK108+560段帷幕注浆的施工，根据施工实际情况，将帷幕注浆施工总结如下：

全过程实施地质预测预报，分别提前采取TSP地震波法、超前水平钻探法、地质雷达法、红外线探水法等综合手段，收集洞内地质信息，并及时提交设计单位，设计单位根据超前地质预测预报成果，并结合地质勘测成果确定注浆段落。

钻孔设备采用自制多功能作业台车组装MKD-5型钻机钻孔，压浆用CYB-1型高压单液注浆泵或PE-40A型高压双液注浆泵， TK-961型砼喷射机组进行湿喷作业，自制多功能综合作业平台车上进行孔口管的安装。泥浆处理采用BW-250型泥浆泵，罐车运输。施工通风主要采用110KW*2轴流式通风机压入式通风。

4.1.帷幕注浆工艺流程

帷幕注浆施工工艺流程见附图4-1。

附图4-1 帷幕注浆工艺流程图

超前地质预测预报

不满足注浆条件

满足注浆要求

超前帷幕注浆钻孔注浆

达到注浆效果

开挖

超前补注浆

未达到注浆效果

达到注浆效果

初期支护

防排水系统

衬砌未达到注浆效果

补注浆

未达到注浆效果

注浆效果评判

开挖后效果评定

补注浆效果评定

注浆设计

4.2.帷幕注浆施工准备

4.2.1.超前地质预测预报

虽然在勘测阶段已经对本隧道地质情况做了详细的测绘和钻探，但鉴于地质条件的复杂以及地下溶洞与岩溶水的不可预见性，在施工之前必须结合物探及仪器进行超前地质预测预报，确定前方围岩情况，并提前设计地段15m钻超前探水孔，根据地质情况和涌水量确定是否采用帷幕注浆。

4.2.2.掌子面处理

采用3m帷幕注浆时预留3m围岩作为止浆岩盘。首先清理掌子面破碎围岩，根据此段情况采用掌子面挂网喷C20砼作为止浆墙。

4.3.钻孔施工

4.3.1.测量布孔

钻孔之前需将孔位按照布置图位置用测量仪器准确布设到掌子面上，设计要求，孔口位置允许偏差±5cm,孔底位置应小于30cm。加固圈3m超前帷幕注浆实际施工27个注浆孔，布置如附图5.3-1所示。

4.3.2.设备就位

孔位布好之后，将钻机、空压机、注浆机、搅浆设备、备料车顺次摆放在工作位置，并检查设备运转情况，保证设备运行良好。设备就位后，接通各种供电供风管路。

4.3.3.钻机钻进方向定位

用测量仪器准确定出钻机钻进方向，通过调整钻机方位，将钻具调整对准设计的终孔空间点位。MKD-5钻机参数见附表4.3-1。

附表4.3-1 MKD-5钻机参数表