隧道预加固的方法和技术(二)

三及
模
袋
闭
浆
注意之二：减压分流孔要截断前方突涌水点
溶洞涌水
模袋封堵
索囊封堵
封堵后钻孔取芯
地表旋喷桩加固工法
地表旋喷桩加固是指在需要进行加固的土体上方，从地表 垂直钻设灌浆孔，高压注入空气、水及水泥浆，撕裂土体 扩大灌浆范围，并利用水泥浆固结土壤，达到增加土壤自 承力不足的作用。
地表旋喷桩加固工法主要适用于软岩浅埋隧道、基础支承 承载力不足、地下水位较高的明挖法围护结构的防水等。
关键：1、随模袋灌浆，模袋逐渐彭胀充填溶 洞口；同时工序（3）和工序（2）水量变大、 压力上升； 2、灌浆工序（7）随灌浆进展，工序（2）水量 变大，压力上升； 3、工序（8）最后封堵，逐渐无水，达到完全 封堵的目的。
施工泄水孔(2) 灌浆作业(8)
注
意
灌
锚杆带灌浆
加固围岩(1) 注
浆 先 后
意顺
之序
动性； 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； 注浆工艺简单,操作方便、安全。
注浆材料
地层条件方面的要求:
断层破碎带和砂卵砾石层,当裂隙宽度(或粒径)大于1mm或渗透 系数Κ≥5×10-4m/s时，加固或堵水注浆宜有限选用单液水泥 浆和水泥一水玻璃浆。
水泥浆液压浆过程中，某一种浓度级的吸浆率约为吸水率 的80%～85%时,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少,或吸浆率 不变而压力却逐渐升高时,不需改变浆液浓度。
强富水区封堵前涌水情况
强富水区封堵后效果情况
径向封堵灌浆
强富水区灌前
强富 水区 底板 灌前
强富水区灌后 强富水区底板灌后
岩溶地下水处理
小厅堂式溶洞
岩溶管道涌水
岩溶地下水处理
水压较高时封堵比较困难，此时可使用模袋、索囊技术， 采用水泥砂浆灌注，压力略大于水压力即可。
岩溶地下水处理
模袋与索囊是由特殊的纺织工艺织成，使用的基本材料为 尼龙、聚酯或聚丙烯等材料。织物的强度高，灌注时具有 一定的渗水性而不漏水泥。通过试验发现有其独特的优点： －灌注成型，施工简便、速度快，且耐高速水流(15m/s)，在高
岩溶地段突泥、突水和裂隙较大的地质构造中,为堵塞突泥、 涌水通道,在适应压浆设各条件下.可用劈裂法代替渗透法。
浆液浓度
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。
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,延长压浆时间。常 用的水泥浆液浓度为1.5:1～0.5:1。
渗水以及固结局部围岩。
径向封堵灌浆
径向封堵灌浆 径向封堵灌浆是指高压大流量地下水被揭露后，对出水点
进行封堵。 处理处理顺序非常重要：“先易后难、先引后堵、宜先拱
顶后边墙再底板、局部集中处理；兼顾及其它部位系统处理， 综合治理 ”。
径向封堵灌浆
工艺要求:
以砂浆和水泥浆及惰性材料为 主，按先粗后细、先浓后稀浆的原 则灌注。孔口管是确保灌浆顺利的 关键工艺。
断层泥带,当裂隙宽度(或粒径)小于1mm或渗透系数Κ≥1×104m/s时,加固压浆宜有限选用水玻璃类。
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，如聚氨酯类；对于颗粒更 小的粘土层,采用水泥浆、水泥一水玻璃类,可在水泥浆中加人 嘭润土、粉煤灰等填料,使浆液具有触变性能,并能防止材料的 分离和水泥颗粒的沉淀。
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,并 关系到注浆工艺、工期及工程费用。
注浆材料
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，能
渗到一定宽度的空隙和裂隙中； 浆液凝胶时间可以调节； 固化时收缩小，与岩石、混凝土、土壤等有一定的粘结力； 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； 为便于施工和增大浆液的扩散范围，浆液须具有良好的流
水平高压旋喷法
在未固结围岩,特别是城市的浅埋 隧道,必须注意防止隧道变形和地 表下沉以及确保大断面的掌子面 的稳定；
水平高压旋喷压注工法，是在一 般的初期导管注浆的基础上发展 起来的,能较大规模地以高压旋喷 的方式压注水泥浆的超前支护工 法。
水平高压旋喷法
此方法是在水平钻孔内采用高压旋喷的技术在隧道开挖外轮 廓形成拱形预衬砌,以防护掌子面。
索囊的原理与模袋类似，是微缩版的模袋，主要针对溶蚀裂隙、 溶蚀宽缝、串珠状溶蚀孔洞等小型的漏水体系。
定 作 模 袋 要 注适 意合 之溶 一洞 或 管 道 体 积
锚杆带灌浆 加固围岩(1)
地下水流 溶洞
固定模袋支撑(4)
安放带灌浆管的模 袋(5) 灌浆管灌浆(6)
溶洞侧壁安装 排水管(3)
(灌浆作业(7)
速水流下，保证水泥不分散，不被冲走； －具有一定的透水性，在混凝土或水泥砂浆灌入以后，多余的
水分通过织物空隙渗出，可以迅速降低水灰比，加快混凝土 的凝固速度，增加混凝土的抗压强度。水泥浆经模袋析水后， 不但硬化速度加快，而且固化强度提高。
岩溶地下水处理
模袋材料由于具有强度高、整体性和析水固结性能好、柔软可变 形等特性，适合于大流量、高流速情况下的堵水。因此，它非常 适合辅助洞串珠状溶蚀孔洞、溶蚀管道以及溶洞群和厅堂式洞穴 等较大规模的岩溶危害的处理。
水平高压旋喷法
在掌子面与隧道轴线平行时,用特殊机械钻孔,同时向管体 内高压喷射水泥浆液,形成直径50～70cm的圆柱体(桩)的 工法。
材料3天的强度可达8～10MPa，改善围岩的效果很好，是 改善掌子自稳性和控制地表下沉的较好方法。
但施工设备多,系统庞大。
注浆材料
常用的注浆浆液有： 水泥浆液； 超细水泥浆液； 特种水泥浆液； 水泥一水玻璃浆液； 各种化学浆液(如铬木素、聚氨酯、丙凝)等。
开挖面深孔注浆工法
➢ 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。
➢ 对于70～100m2断面的隧道可布置百度文库2~18个注浆孔，其中 15m左右的长孔布置6~11个，5m左右的短孔布置6~7个， 并采用隔孔注浆的方法。
径向注浆工法
✓ 径向注浆是在隧道开挖后,沿隧道径向进行的钻孔注浆。 ✓ 径向注浆工法主要适用于封堵隧道周边局部股流或小面积