注浆的施工方案讲解

毛羽山、新城子隧道注浆施工方案

一、工程概况

兰渝线毛羽山、新城子隧道软弱围岩比重大、水文地质条件复杂，地质勘查揭示部分段落围岩受到高地应力、岩溶等不良地质影响，开挖后变形速率、变形总量都比较大，需要注浆处理。

二、注浆目的

注浆的主要目的是加固围岩，提高围岩自身的稳定性和承载能力，保证隧道洞室稳定，确保施工及运营安全。本方案设计围岩边墙加固圈按3～4m考虑，施工过程中应根据工程场区环境敏感程度、超前地质预报预测及揭示的地质条件予以调整。为达到目的，施工中可根据工点的具体工程地质、水文地质、条件选用以超前注浆、锁脚注浆、径向注浆一种或几种的组合注浆措施。

1、超前

增加掌子面前方围岩的稳定性，减少开挖爆破后的超挖，避免围岩失稳坍塌。

2、锁脚

配合钢架使用，增大锁脚区域围岩的强度，有效的将拱架与松动区外围岩锁固，减缓、减少拱架变形。

3、径向

改善隧道周边围岩的力学性能，提高其抗变形能力。

三、注浆范围

毛羽山隧道、新城子隧道洞身通过的三叠系板岩区域，薄层、破碎及腹水地段，具体范围根据兰渝公司、北京铁研监理站、铁一院及施工单位

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形成的四方会议纪要确定。

四、注浆主要施工工艺及施工方法

1、注浆导管的设计

小导管设计参数：

②导管规格：热轧无缝钢花管，外径42mm，壁厚3.5mm；

②间距：超前小导管环向间距40、50cm，径向间距间距2m×1.5m、

1.5m×1.5m、1.2m×1.2m（环×纵）；

③注浆材料：1：1水泥净浆；

④位置：超前：拱部120°；锁脚：每榀钢架台阶接头；径向：拱、

墙或边墙。

2、制作钢花管

小导管采用φ42mm热轧无缝钢管，壁厚3.5mm，前端做成尖锥形，尾部焊接φ8mm钢筋加劲箍，管壁上每隔10～20cm梅花型钻眼，眼孔直径为6～8mm，尾部长度不小于30cm作为不钻孔的止浆段。小导管构造见图1。

图1 注浆小导管结构图

3、钻孔

3.1超前小导管

钻孔直径应较管径大20mm以上，环向间距应按地层条件而定。渗透系数大的，间距亦应加大，一般采用20cm-50cm，设计为环向每米31根，

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纵向每2榀钢架打一环；外插角应控制在10°-30°之间，一般采用15°，小导管搭接长度不小于1.5m。

3.2锁脚锚管

由于软岩隧道采用分部开挖方法，拱部钢架安装后，钢架暂时不能全断面封闭成环，拱部钢架无法座落在坚实的基岩上，因此，拱部钢架必须采取锁脚措施，将钢架两底脚牢固锁定，以防止钢架下沉或两底脚回收，钢架锁脚采用两根L=4.0m的Φ42锁脚锚管锁定，斜向下15~30°。

3.3径向注浆

根据设计图纸现场准确放样出注浆孔的位置，注浆孔按梅花型布设。钻孔机械采用风枪钻孔，孔径为50mm，钻孔深度应为3~4m。

4、注浆材料和配合比

为了保证注浆材料在地层中达到设计的扩散距离，并且固结体具有较高的后期强度和耐久性，注浆材料选用超细水泥浆单液水泥浆，浆液是以水泥为主，添加一定量的速凝剂，用水调剂成的单液浆，配合比为1：1。它的主要特点是：凝结时间可根据实际需要随意调节，其变化范围为几分钟至几小时；浆液结石率可达100%，抗压强度可达5～10Mpa，抗渗性能好；工艺设备简单，操作方便；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。

5、机械设备和注浆参数

钻孔设备： YQ28风动钻机；

注浆设备： GZJB型液压双液注浆泵；

制浆设备：JZ350叶片式搅拌机

辅助设备：搅拌储浆桶；多功能轮行式钻孔台车；T型混合器；Y型

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混合器

注浆机械选用高压力的双液泵，其泵压力大于2Mpa。超前、锁脚注浆压力一般控制在0.5~1Mpa,径向注浆压力0.8~1.2Mpa。

6、浆液的拌制

先在机内放入定量清水进行搅拌，然后放入水泥，连续搅拌3分钟即可。为了保证浆液质量，配料时制浆材料必须计量准确，水泥、速凝剂等固体材料采用重量称量法，水、采用体积称量法，其中水、水泥、称量误差不应大于5％，外加剂称量误差不应大于1％。

严格按照顺序加料，有外加剂的浆液中，外加剂未完全溶解，不得加入水泥，搅拌时不得将绳头、纸片等杂物带入搅拌机内，搅拌后的浆液必须经筛网过滤后方可进入注浆机。搅拌时间不断少于3min，以免浆液搅拌不均。掺有速凝剂的水泥浆必须在30min内用完。

选用JZ350叶片式搅拌机作为制浆设备，为了保证浆液的均匀性和在注浆间隙时不沉淀，另自行加工搅拌储浆桶两台，容量1立方米，采用立式电动机和摆线针轮式减速器，用支架倒立于储浆桶上，通过联轴节将动力直接传给搅拌轴。为了方便吸浆，在储浆桶外侧设两个以上取浆口，以保证大流量注浆时浆液的供应。

根据选定浆液的配比参数拌好浆液，其中水泥浆拌好后用1×1mm网筛过滤，放入叶片立式搅拌机进行二次搅拌，确保浆液均匀。

7、注浆准备

（1）、注浆管路按下图所示联接，通过压水检查注浆管路的密封性，同时冲洗岩石裂隙，扩大浆液通路，增加浆液冲塞的密实性。

（2）、对于在工作面上显露并和注浆孔连通的裂隙，应喷射混凝土予以封闭。喷射混凝土以25～30cm为宜，以免浆液从裂隙泄漏。

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（3）、检查注浆材料数量能否满足连续注浆要求，如不能保证连续注浆要求，则要等补足数量后才能注浆。

（4）、要对注浆系统进行压水检查，压水压力一般为设计注浆压力的1.2倍。以检查各注浆机具的密封性和完好性，同时检查搅拌机运行状况，发现问题立即解决，以免在注浆过程中因机械故障而造成注浆中断。

（5）、检查止浆塞的磨损程度，若发现止浆塞不能有效密封注浆，应立即更换，以免从止浆塞返浆，凝固后使注浆芯管无法拔出，影响正常施工。

（6）、安装注浆塞

在一般水压的钻孔中，止浆塞采用人力或机械帮助能够送入孔中的情况下，尽可能采用机械膨胀式止浆塞。当静水头很高时，普通的止浆塞难以送入孔中，必须选用小直径高膨胀水压或气压止浆塞。止浆塞的耐压强度应大于6MPa，安装时用钻机送入孔中注浆位置，加力膨胀。通过中心管向地层注浆。

（7）、压水试验

注浆系统检测合格后，立即转入压水试验。按一个压力阶段进行全孔压水试验，压力零点为静水压力。先观察静止水压，一分钟一次，连续三次静水压力变化均小于压力平均值的1％时，则最后一次即为静水压。然后进行试验，试验时每2分钟同时记录一次压入水量和压力值，直至达到稳定，稳定标准为连续4次观测值的变化幅度均小于平均值的1％。

压水试验过程应按规定格式详细记录，根据地层的渗透性能确定注浆配合比。

8、注浆

开泵前旋转压力调节旋钮将油压调在要求的表刻度上，随注浆阻力的

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