帷幕注浆施工工艺

4.5.7.1.1.帷幕注浆材料、设备

帷幕注浆是通过在掌子面钻地质探孔和注浆孔，再向孔内压注浆液，浆液挤出开挖断面及其周围一定范围内的岩缝中的水，保证围岩的裂隙被具有一定强度的混合浆体充填密实，并与岩体固结成一体，形成止水帷幕。

4.5.7.1.1.1.注浆材料的选择及适用范围

针对本隧道富水区各种岩溶水的赋存情况的不同，拟采用三种不同的注浆堵水材料。

单液水泥浆类浆液：

单液水泥浆类浆液是以水泥为主，添加一定量的速凝剂，用水调剂成的浆液。它具有以下特点：

凝结时间可根据实际需要随意调节，其变化范围为几十分钟至几小时；浆液结石率较高，抗压强度可达5～10Mpa，对于基岩裂隙中堵水和加固是完全能满足要求的;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性；难以注入0.2mm以下岩溶裂隙；浆液无毒性，对地下水和环境无污染，较之使用化学药剂为添加剂的浆液更安全；来源丰富，价格便宜；凝结时间相对较长。

根据注浆对浆液凝胶时间的要求，施工中试验人员在隧道内对不同浆液配比进行分组试验，取得不同凝胶时间下的配比，供注浆选用。

水泥—水玻璃类浆液：

水泥—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。它具有以

下特点：

来源丰富，价格便宜；结石体抗压强度高，可达5～20Mpa，但后期强度由于水玻璃的作用易降低；浆液结石率为100%，结石体渗透系数10～3cm/s，抗渗性能好；难以注入0.2mm以下岩溶裂隙；采用双液方式注入，施工工艺较单液复杂。

TGRM水泥基特种灌浆材料：

TGRM水泥基特种灌浆材料：是以特制的高性能水泥，配以适当种类和数量的外加剂，共同混合均匀，制成具有早强、高性能的水硬性胶凝材料。它具有以下特点：

比表面积大，可注入0.2mm以下岩溶裂隙中，弥补了普通水泥浆液在岩溶小裂隙中不易扩散的不足；浆液结石率可达100%，抗压强度可达50MPa以上；操作技术要求高；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；价格昂贵。

其主要性能指标如下表：

注浆施工时，浆液类型的选择原则是根据岩溶水赋存情况和涌水量大小而确定：当遇到断层破碎带或涌水量大时，选用单液或双液浆；

反之当遇到小裂隙型岩溶水且水量较小时，则选用TGRM水泥基特种灌浆材料，以上三种注浆材料各有所长，在注浆堵水过程中配合使用。

4.5.7.1.1.2.注浆设备

钻孔设备：ZYG-150地质钻机 ZY-200地质钻机

注浆设备：ZG6310 往复式柱塞泵（单液注浆机）

2TGZ60/210 可调式高压注浆泵（双液注浆机）

制浆设备：JZ350叶片式搅拌机

辅助设备：搅拌储浆桶多功能轨行式钻孔台车

T型混合器 Y型混合器

施工中以多功能轨行式台架为龙头骨架，以注浆管路为脉络，以轨道平板车为载体，将钻孔系统、注浆系统、浆液制备系统、运输系统等设备有机地组合在一起，形成机动灵活的轨行式钻孔注浆列车。

钻孔台车钻机泵站车制浆车水玻璃车

说明：各轨道平车之间用车钩连接，由电瓶车牵引，可迅速就位和撤离。

钻孔台车用于安放钻机(含风动钻机)推进器及支架、操作台及注浆管路。

1号轨道平车用于安放液压钻机的泵站，与钻孔台车共同组成钻孔系统。

2号轨道平车为注浆车，上面安放ZG6310单液注浆机两台、ZTGZ60/210可调压注浆机一台，根据注浆工艺要求选用不同的注浆泵。与孔口管、高压闸阀、注浆管、吸浆管共同组成注浆系统。

3号轨道平车为制浆车，JZ350叶片式搅拌桶两台，自搅拌储浆桶一台。另设水玻璃桶一个，容量1m3。

4号为14m3梭式矿车，用于水泥运输、存储。与3号车之间设活动跳板。

5号轨道平车为水玻璃罐车，与4号车共同组成后勤保障系统。水玻璃运到后，直接用浓油泵抽送到前面的水玻璃桶。

4.5.7.1.2.帷幕注浆工艺和作业要点

4.5.7.1.2.1.注浆工艺流程：

详见附后的《帷幕注浆施工工艺流程图》。

4.5.7.1.2.2.注浆段长和注浆孔的布置：

根据钻机性能，选用每循环注浆段长30～40米；帷幕注浆就是要使浆液扩散到注浆帷幕范围内的所有岩层裂隙中，所以注浆孔的布置要以浆液扩散不出现空白为原则，据此根据设计注浆孔数量以隧道中轴为中心呈伞形布置，详见《帷幕注浆钻孔布置示意图》。

4.5.7.1.2.3.注浆方式：

采用分段前进式注浆或全孔一次压入式注浆。当钻孔过程中未遇见泥夹层或涌水，就一钻到底，全孔一次压入式注浆；在钻孔过程中遇到泥夹层或涌水，立即停止钻孔，采取注一段钻一段的分段前进式注浆，直至终孔。

帷幕注浆施工工艺流程图

4.5.7.1.2.4.注浆参数的选择：

每循环注浆长度30～40m，单孔有效扩散半径2.5 m左右，终孔间距2.0～3.0m；注浆范围为：一般地段隧道衬砌外5m，断层破碎带得胜场暗河段为衬砌外8m。注浆方式：如果出水量较小且成孔容易，用一次性注浆方式或分段后退式注浆；如果成孔困难，则采用分段前进式注浆。

注浆压力：注浆压力是注浆的主要参数，它对浆液的扩散范围，岩层裂隙充填的密实程度及注浆效果的好坏起着决定性的作用，所以必须有足够的注浆压力克服静水压力和地层阻力，方能达到注浆目的，一般富水地段取静水压力的2～3倍。

浆液的注入量：指单孔注入量，按假设浆液在地层中均匀扩散公式为：

Q=πR2L nαη

式中：Q——单孔注浆量（m3）；

R——浆液扩散半径（m）取2.5m；

L——注浆孔长（m）；

n——地层的裂隙（％），取2～4%；

α——浆液在岩石裂隙中的充填系数，视岩石情况取0.3～0.9；

η——浆液消耗率，取1.1。

4.5.7.1.2.5.止浆岩盘

一个止浆岩盘止浆效果的好坏，将直接关系到帷幕注浆成功与否。本隧道根据注浆段围岩情况预留不同厚度的止浆岩盘：一般取5m～