隧道注浆堵水施工方案[优秀方案]

新建向莆铁路青云山隧道

径向注浆堵水施工方案

中国铁建

编制: 金坤学

审核: 韩尤直

审批: 李铎

中铁二十三局向莆铁路FJ-10标指挥部

二OO九年八月

青云山隧道径向注浆堵水施工方案

1 编制依据及编制范围

1.1 编制依据

(1)《青XXXX公司《关于要求对青云山隧道严格进行注浆堵水的通知》(向莆铁司工程[2021]93号)

(3)《铁路隧道施工技术指南》

(4)《铁路隧道工程施工质量验收标准》

(5)已批复的《青云山隧道实施性施工组织设计》

1.2 编制范围

青云山隧道段涌水地段的径向注浆施工参数、施工方法,包括其作业要点、工艺要求等全过程。

2．工程概况

2.1工程地质、水文地质及气象概况

2.1.1 工程地质水文及现场勘察

青云山隧道分别穿越青云山隧道风景名胜区、藤山自然保护区、老鹰尖自然保护区,区内沟谷众多,地表水发育,隧道埋深100~900m,地质变化频繁,分别有凝灰岩、凝灰熔岩、石英正长斑岩等多种岩层,并

受断层破碎带影响,围岩产状与走向变换频繁,并根据已施工地段的渗水情况观察分析,洞内渗水受地表水影响严重,并随雨季与枯季变化。

2.1.2 施工区气象条件

隧道地处亚热带季风气候区,冬季较短,温暖湿润,年平均气温19.5o C,多年平均降水量1400～2021毫米,雨量丰富,每年4～9月为雨季,降雨量占全年的70%以上,并常伴有台风暴雨出现,全年无霜期296天。

2.2设计情况

对青云山隧道涌水按照以堵为主的原则,对已开挖涌水地段,先对涌水点进行埋管集中引排,待涌水量及水压减小后再采用加固圈3m 径向注浆加固围岩堵水,其设计参照“永莆施图(隧)02(3)-16”图,其具体注浆里程段落和注浆部位根据四方会堪变更纪要确定。

3施工方案

3.1总体施工方案

根据设计要求,洞内渗水采用“以堵为主、限量排放”的治理原则进行,保证隧道周边生态环境不被破坏,防止周边溪流、泉眼等不会因隧道施工而枯竭。在隧道进行开挖支护后,对围岩裂缝密集处或有渗涌水地段采用注浆固结止水的方式处理,注浆材料为水泥净浆浆液,注浆应分区段、分序加密的原则进行。

3.2 径向注浆参数设计

隧道注浆参数以隧道围岩状况及渗水情况确定,注浆孔采用风枪钻孔,钻孔直径52mm,注浆钻孔深度5m,环向间距1.8m,纵向间距2.6m,并呈梅花型布置,孔口采用φ50,壁厚为 3.5mm 热轧无缝钢管,管长1.0m,管口采取止浆措施。注浆材料采用水灰比为1:1水泥净浆,水泥采用PO42.5普通硅酸盐水泥,注浆净压力为0.5~1.0MPa 。

为了满足经济、合理的原则,在开挖过程中对围岩渗水情况进行了详细的调查和记录,并在开挖以后进行了长期的统计,以准确掌握渗水状况,为注浆固结提供基础依据。注浆布置示意如图1~图3所示所示。

500

500

约

设计加固线

注浆孔

设计加固线

注浆正断面图

注浆纵断面图

图 1 全断面注浆布置示意图

约

设计加固线

约1.8m

500

图 2 拱部渗水注浆布置示意图

设计加固线

图 3边墙渗水注浆布置示意图

注浆根据分区段分序进行注浆,以一个作业台架长度6m 左右为一个注浆段落,根据注浆孔在隧道展开面上的布置,分为二序注浆,交错进行,另外应以隧道涌水点为中心,由四周逐步分序向涌水中心点注浆的顺序进行,其1序孔的注浆净压力取0.5~0.8Mpa,2序孔注浆净压力取0.8~1.0Mpa,若因集中涌水压力较大造成浆液随裂隙渗出时可采用速凝辅助措施提高浆液凝结时间,达到堵水效果。

针对隧道开挖后岩面局部裂隙渗水的情况,采用局部注浆堵水的

方式进行,沿渗水裂隙两侧进行注浆孔位布置,并将钻孔方向与渗水裂隙面大角度相交,孔深5m,间距根据围岩裂隙情况进行调整。局部注浆堵水布置示意图如图4所示。

注浆孔

裂 隙

裂 隙

注浆孔

图4 局部渗水注浆布置示意图

3.3详细施工方案

3.3.1 施工顺序

注浆施工由集中涌水较大的地段两侧逐步向集中涌水地段逐步靠近的方式进行,为了防注浆串孔,防止浆液从附近钻孔中渗流,施工采用隔排隔孔施工,注浆顺序按照先底部、再拱部、最后边墙的顺序进行,注浆和钻孔及时紧跟,减少空孔暴露时间,首先对注浆孔位进行测量定位标志和编号,以便钻孔和注浆能够同时作业,具体施工顺序如图5所示。

注：图中顺序代表注浆序号

图 5 注浆顺序示意图

3.3.2 钻孔施工

注浆孔位布置应遵循“分段,分批,逐步加密”的原则,注浆孔采用风枪成孔,成孔直径52mm,利用自制钻孔台车进行操作,成孔以后及时采用高压水进行清孔,在注浆过程中,加强对注浆施工段附近围岩的水文和地质观察,并对注浆施工地段进行监控量测工作。当出现注浆施工段附近出现集中突水或围岩变形时应暂停施工或调整注浆参数。

3.3.3 注浆施工

根据设计图纸对正洞开挖后进行径向注浆堵水加固,注浆材料采用水泥净浆,水灰比为不得稀于1:1的浆液,并根据现场注浆压力及进浆量可作适当调整,当出现集中涌水较大及普通注浆堵水失败时,需采用速凝辅助措施进行补救,以缩短浆液凝固时间,达到迅速止水的效果,拱墙的注浆利用自制台车进行,底板注浆采用左右幅错开施工的方式进行,注浆机选用效率高、耐高压的注浆设备,现场采用2TGZ-Ⅱ型双

活塞式注浆泵,其排浆量为170L/min,工作压力为15MPa,垂直输送高度为40m,水平输送距离为100m。水泥浆液采用专用制浆机现场制备,并通过滤网过滤后输入注浆机内进行注浆。

根据现场试验数据统计结果,在保证浆液可灌性和有效扩散距离前提下,应根据渗漏水情况、节理裂隙发育情况合理选用浆液配比,并同时在实际施工中根据吸浆量和注浆压力适时作以调整。

在注浆过程中若出现注浆量过大且压力尚未达到预期值时,可以采取在浆液中添加絮凝剂的方式减少浆液的流动性,并可以尽可能缩小注浆范围。

3.3.4 注浆工艺

1)作业方式:注浆方式采用全孔一次性压入注浆方式进行,便于浆液控制。

2) 注浆压力:采用“分级升压法”进行注浆压力控制,开始注浆时,不宜将压力升至过高,而应由低到高逐渐提高,注浆压力一般控制在水点压力的2～3倍范围内,其具体值还应根据当时注浆量进行调整。注浆施工工艺如图6所示。