XX隧道出口注浆工艺性试验总结Word文档格式.docx
《XX隧道出口注浆工艺性试验总结Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《XX隧道出口注浆工艺性试验总结Word文档格式.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
1、工程概况
新建XX至XX铁路XX（不含）至XX段（不含）LYS-X标XX隧道，位于XX省XX市，起于XX县（XX镇）止于XX县（XX镇）线路基本呈北向南走向。
该隧道设计为两座单线，为全线第二长隧道，也是全线控制性重点工程之一。
起止里程为DK173+320～DK192+370（右线隧道DyK173+321.5～DyK192+390）,全线长19050m（右线长19068.5m）。
左线XX掌子面里程为DK188+193.0，开挖揭示的地层岩性为压碎岩：
灰黑色，原岩为炭质板岩夹板岩，薄层板状构造（层厚1～2cm），受构造影响很严重，板理极发育，揉皱小构造发育，石质较软，岩体极破碎，呈层状、碎石角砾状结构，含泥化夹层及少量裂隙水，属于Ⅴ级围岩
DyK188+367～DyK188+390段，DyK188+370拱腰最大收敛变形速率达87mm/d，DyK188+370拱腰最大收敛变形累计值达1029mm，其中复工以后变形388mm，拱顶沉降累计值最大311mm。
DyK188+370处变形达73mm/d，DyK188+375处变形达68mm/d，拱墙部位已出现不同程度的侵入衬砌净空。
2、工程地质与水文情况
右线XX目前掌子面里程为DyK188+390，开挖揭示的地层岩性为二叠系下统板岩夹砂岩夹炭质板岩，灰白色-灰黑色，变余泥质、钙质结构，薄层板状构造（层厚2～8cm），走向与洞轴线大角度相交，倾角75°
倾向洞内，板理发育，节理发育，岩质较软，岩体较破碎，受构造影响层面有扭曲现象，呈层状、板状结构，含少量裂隙水，属于V级围岩。
3、试验目的
施工过程中，软弱围岩段多次出现变形、坍塌。
为保证施工质量及安全,工区采用单液注浆法对软弱围岩地段进行加固处置，特通过单液注浆工艺试验明确注浆工艺中的各项控制指标，从而更好地指导施工，保证施工质量及安全。
通过径向注浆改良隧道周边地层，提高围岩的完整性与自稳性，加强围岩与初支结构的整体性，改善支护体系受力状况，从而有效控制变形发展。
在大面积施工前通过试验检验注浆处理施工设备、施工工艺的合理性、适用性以及泵浆压力、注浆流量、入岩深度的判断、注浆速度等参数，由此确定本工区的注浆处理的施工工艺及施工技术参数，检验设计参数和围岩处理效果，确定机械设备选型及配套组合，探明地质情况，为下步大面积施工提供依据，以确保大面积施工时注浆处理的施工质量。
通过径向注浆改良隧道周边地层，提高围岩的完整性与自稳性，加强围岩与初支结构的整体性，改善支护体系受力状况，从而有效控制变形发展
4、试验内容
1）试验段落
试验选在中铁隧道集团XX铁路LYS-03标工程指挥部四工区大战沟斜井右线XXDyK188+367～DyK188+390。
共试验三根，长度均为：
3.5m。
施工准备：
2012年08月10日～2012年08月20日；
试验时间：
2012年08月20日；
2）试验参数
拱墙范围设置φ42*3.5mm小导管，L=4.0m，间距1.2*1.2m，梅花形布置。
注浆采用普通水泥单液浆，水灰比1：
1。
采用全孔一次性注浆，注浆指标采用定压控制。
注浆终压为0.5～1.0MPa。
注浆参数表
序号
名称
参数
备注
1
注浆管
超前小导管采用外径42mm，壁厚3.5mm，采用热轧无缝钢管；
拱部120°
范围，长4.0m，间距1.2×
1.2m。
2
浆液
水泥浆，w:
c=1:
3
注浆终压
≯1MPa
4
结束标准
注浆压力大于终压，或单孔注浆量大于理论注浆量的80%且注浆压力接近或大于终压
5
延米注浆量
7.28
3）试验方法
①注浆采用单液浆。
单液浆采用纯水泥浆液，水灰比为1：
1～0.8:
配比为，水泥：
粉煤灰：
水：
速凝剂为50：
16.9：
66.9：
1.33.
②所用浆液采用搅拌机拌合随拌随用，搅拌时间不少于2min。
将配制好的浆液送入搅拌式储浆桶内备用。
主要施工设备及施工人员一览表
主要机具设备表
设备名称
单位
数量
用途
自制开挖台架
台
作业平台
22M3空压机
供风
MQTB-80/2.0钻机
8
钻孔
BW-250/50注浆设备
套
注浆
风镐
凿岩
CAT220挖掘机
开挖
ZL50-II装载机
运输
电焊机
施焊
施工人员配备表
管理人员
操作人员
技术负责人
1名
钢筋工
4名
测量人员
2名
支护工
20名
现场技术员
电工
机料管理人员
机修工
试验人员
质检人员
安全管理人员
后勤保障人员
合计
15名
28名
全部人员共计43名
4）注浆工艺
DyK188+367～DyK188+390段开挖揭示的地层岩性为二叠系下统板岩夹砂岩夹炭质板岩，灰白色-灰黑色，变余泥质、钙质结构，薄层板状构造（层厚2～8cm），走向与洞轴线大角度相交，倾角75°
属于Ⅴ级围岩。
DyK188+367～DyK188+390段自施工以来，变形量一直较大，DyK188+370拱腰最大收敛变形速率达87mm/d，DyK188+370拱腰最大收敛变形累计值达1029mm，其中复工以后变形388mm，拱顶沉降累计值最大311mm。
且变形仍在发展，存在一定的安全隐患。
变形造成拱部及边墙多处出现喷砼面开裂、掉块、脱落等现象。
为控制DyK188+367～DyK188+390段变形的继续发展，我工区决定对该段采取径向注浆加固措施，注浆采用1:
1的纯水泥浆，注浆设备采用KBY-50注浆机。
超前小导管采用外径42mm，壁厚3.5mm，长350cm的热轧无缝钢管，钢管前端呈尖锥状；
管壁四周钻注浆孔，孔径为8mm，孔间距10cm，呈梅花形布置，尾部30cm不钻注浆孔作为止浆段。
钢管与衬砌中线平行，以外插角10°
打入拱部围岩；
钢管环向间距40cm。
小导管加工如下图所示。
超前小导管施工工艺流程
施工流程：
测量放样→钻孔→清孔→钢管插入→封口→注浆→与钢架或锚杆焊接。
见下图“超前小导管施工工艺流程图”。
超前小导管施工工艺流程图
5）施工方法
（1）、施工准备
1）隧道掌子面危石清理。
2）施工测量：
按照设计布孔形式测设出注浆孔位，并打木桩标记。
（2）施工方法
施工准备→布孔位图→测量放线→钻孔、清空→检查岩芯→注浆（砂）→封孔→注浆完成。
1）钻探工艺
（1）定孔位
根据设计要求标出注浆孔位置，并进行复测。
（2）钻机与注浆设备就位
①注浆孔位标定后，移动钻机至钻孔位置，完成钻机就位。
②钻机就位后，用经纬仪、水准仪等工具调整钻机角度，安装牢固，定位稳妥。
③各类设备就近安装，注浆管线固定，不宜过长，一般为30～50m，以防压力损失。
（3）钻孔
钻孔用φ62钻头开孔钻进，钻孔采用循环水分节钻进，在先导勘探时，每一节钻杆钻进结束后，将钻取芯样取出，留作与设计地质情况做核对，在正常的钻孔注浆时，只需要将岩芯取出，并以此控制入岩深度。
（4）检查岩芯
根据钻取岩芯的形态，并结合钻进时钻机的状态确认具体的地质情况，并以此判定入岩的深度及注浆方案。
（5）终孔
钻孔应以实际钻探深度为准，加固厚度满足设计要求。
钻至设计孔深度，经专业工程师自检后，报请现场监理工程师检查，同意后方可提钻，再用清水洗孔直至返清水，如不返水，冲洗时间不少于30分钟。
然后拧紧孔口盖准备压浆。
（6）清孔
在钻孔结束后，要及时进行清孔，将孔中碎石等破碎岩芯取出，确保注浆时水泥浆能顺利的充填基岩中破碎岩层和裂隙。
（7）记录
钻进过程中应注意观察地层变化，详细作好钻孔记录。
2）注浆工艺
注浆采用孔口封闭注浆法，先注浆基岩后，再注岩层面与土层接触面。
（1）试泵
试泵时，在开泵前先将三通转芯阀调到回浆位置，待泵吸水正常时，将三通回浆口慢慢调小，泵压徐徐上升，当泵压达到预定注浆压力后，持续二、三分钟泵管及机械设备不出故障进，方可进行注浆作业施工。
（2）安装注浆管和止浆塞
钻孔完毕，进行清孔检查，在确认没有坍孔和探头石的情况下，方可下管。
否则，必须用钻机进行扫孔。
在确定注浆管内无阻塞物后，即可进行注浆管安装。
把管子插入孔内，再将管顶入孔内到设计要求深度，使橡胶栓塞与孔壁充分挤压紧实，注浆管和止浆塞固定。
注浆管外露的长度不小于30～40cm，以便连接孔口阀门和管路。
注浆管安放好后，在注浆管管口加上孔口盖，以防止杂物进入。
（3）浆液配制
①注浆采用单液浆，单液浆采用纯水泥浆液，水灰比为1：
（4）注浆
①注浆管路系统的试运转：
用1.5～2倍于注浆终压的压力对系统进行吸水试验检查，并接好水、电；
检查管路系统能否耐压，有无漏水；
检查管路连接是否正确；
检查设备状况是否正常；
使设备充分热身，试运转时间为20min。
②注浆顺序：
遵循先边排，后内排、跳孔、由疏至密注浆顺序；
先两侧后中间，以保证注浆质量。
注浆方式采用分段前进方式，即先钻孔后注浆。
③浆液控制：
先稀后浓，依吸浆情况逐步加浓浆液，配比控制在1：
1～0.8：
④灌浆压力控制根据受灌地层的地质条件和渗透性、灌浆时吸浆量，以及对浆液稠度变换等一并考虑。
一般情况下，当吸浆量较小时，可尽快地达到规定的灌浆压力；
而在吸浆量较大时，则可较缓慢的升到规定的灌浆压力。
灌浆过程中，灌浆压力的控制采用“一次升压法”。
“一次升压法”，就是在灌浆开始后，将压力尽快的升高到规定的压力，使整个灌浆过程尽量是在规定的压力下进行。
其优点是裂隙不至于在低压下提前被堵塞，能较多地灌进一些浆液，使一些较小的裂隙也能得到充分地灌实。
（5）封孔
①注浆结束拔出套管后，用C15砼封孔，封孔时必须边灌边插捣，确保孔内密实。
严禁不封孔或假封孔，以致人为形成竖向水力通道，加重围岩不安全因素。
②封孔完成后，在原孔位处标注注浆孔号，要求字迹工整、清晰。
（6）注浆原始记录整编
①每个注浆作业工班在注浆施工过程中，都必须边施工边记录，当天的注浆施工记录必须当天整理完成，不得积压或遗漏。
②注浆原始记录是竣工文件的重要组成部分，各记录人员应本着认真负责的态度，做到字迹工整、资料整洁无误，填写规范齐全。
③应及时按要求做好注浆资料的统计与汇总（包括注浆孔号、孔数及注浆量等）。
（7）、试验检测
为正确的检测注浆效果，准确验证各项施工参数，在试验段检测时加大检测项目与力度，注浆前后，物探成果资料对比，检查注浆效果；
注浆前后，钻孔注水试验的单位长度吸水量对比，检查注浆效果，注浆后单位吸水量小于注浆前吸水量的3～5%，且没有明显漏水现场；
钻孔检查，检查孔数的5%，根据取芯浆液充填情况直观判断注浆效果；
注浆观察，冒浆点在注浆范围之外3～5m时，可视隧道范围岩溶通道堵塞完毕。
5、效果评价
1）理论计算法
小导管注浆工程量可以按下式计算：
Q=V·
n·
α（1+β）
Q——理论注浆量；
V——注浆加固地层体积；
n——孔隙率；
α——浆液填充率（70～80%）；
β——浆液消耗系数（0.2～0.3）
DyK188+367～DyK188+390段注浆采用φ42*3.5mm小导管，L=4.0m，间距1.2*1.2m=（环*纵），梅花形布置，注水泥单液浆，浆液扩散半径为2m，孔隙率取0.04,浆液填充率80%,浆液消耗系数0.3。
=175*0.04*0.8（1+0.3）
=7.282（m3）
2）检查孔法
分别在两侧边墙及拱顶钻设检查孔（φ89mm左右），观察浆液在地层的分布状况，以及坍孔、渗水情况等，与注浆前地层进行对比。
3）变形数据分析
结合注浆前后同一段落的变形速率变化，分析注浆对变形的控制效果，重点针对变形速率的减小为主要目的
我工区对注浆前后拱顶及边墙变形速率进行了分析和比较，比较结果如下表所示：
注浆前后拱顶及边墙量测数据对比
里程
部位
注浆前变形速率
（mm/d）
注浆后变形速率
DyK188+385
拱顶
12.4
2.2
边墙
18.5
3.4
DyK188+380
18.6
4.3
31.1
8.2
通过以上数据，可以看出围岩在径向注浆加固后量测数据有明显的减小，说明此次注浆效果显著，能有效减小围岩变形速率。
6、试验结论
试验结果表明，通过径向注浆能较为有效地对隧道周边地层进行改良，改善初支结构受力状况，有效地遏制结构变形。
因此，针对软岩大变形地段，严格根据变形管理等级进行适时径向注浆很有必要，结合试验参数及效果评价，在该地质条件下，现场实施径向注浆应按照下表参数进行，并在施工中不断完善和优化。
所取出的芯样浆液填充饱满，达到加固效果。
通过钻芯取样直观判断，该段岩溶注浆效果良好，满足设计要求。
2）结论
经综合分析，工艺适配参数选择如下：
1）、机械组合：
MQTB-80/2.0钻机，BW-250/50注浆设备，STC-20型发电机，SM200浆液搅拌机,储料桶20L。
2）、注浆压力，控制在0.5～1.5MPa
3）、当注浆达到下列标准之一时，可结束该孔注浆：
1）注浆孔口压力维持在0.5～1.0Mpa左右，吸浆量不大于0.5升/min，维持2min。
2）冒浆点已出注浆范围外3～5m时。
3）单孔注浆量达到平均注浆量1.5～2.0倍，且进浆量明显减少时，当达不到上述结束标准时，应清空再次注浆。
7、质量控制要点
根据注浆处理试验段的注浆结果分析，总结出注浆处理质量控制要点如下：
1）注浆孔应跳孔施钻，不应全部钻孔完成后再注浆，以免孔位串浆，增加难度及清孔工作量。
2）注浆孔施工应先两侧后中间，保证注浆质量。
3）注浆孔孔位移动不宜超过0.5m，开钻前必须保证机身平稳，钻孔偏斜<
1%。
4）注浆用的水泥采用普通硅酸盐水泥，水泥强度等级为PO42.5，水泥不超过出厂日期三个月，受潮结块者不得使用。
水泥的各项指标符合国家标准，并附有水泥出厂报告。
5）注浆用水必须满足砼用水的要求，使用前需进行水质化验。
6）原材料进场后，需做好原材料检测。
7）注浆孔封闭必须采用C15砼封闭，以免对铁路运专线留后患。
升级会员 