帷幕注浆施工作业指导书文档格式.docx
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1.适用范围
适用于新建铁路隧道钻孔、注浆施工。
2．作业准备
2.1内业准备
作业指导书编制后，应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。
制定施工安全保证措施，提出应急预案。
对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。
2.2外业准备
施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。
修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。
3.技术要求
根据工程地质及水文地质状况，采取四种注浆方案。
3.1注浆方案
3.1.1针对以下三种状况，采取注浆方案一进行施工。
①可溶岩与非可溶岩接触带，断层破碎带及采空区；
②施工中可能发生突水突泥等地段；
③探水孔流水量≥100m3/h。
3.1.2针对以下三种状况，采取注浆方案二进行施工。
①岩层接触带，物探电阻异常带；
②施工中可能发生严重突水突泥等地段；
③探水孔流水量≥50m3/h。
3.1.3针对以下两种状况，采取注浆方案三进行施工。
①一般富水地段；
②岩体完整，探水孔流水量2m3/h≤Q＜10m3/h，开挖后大面积淌水。
3.1.4针对以下四种状况，采取注浆方案四进行施工。
②岩体完整，探水孔流水量2m3/h≤Q＜10m3/h。
③开挖后局部有较大的流水；
④初支完成后不能满足铁四院设计的排水量≤5m3/m·
d要求，不能确保结构防排水的等级需要。
3.2隧道注浆施工方案
（1）方案一：
注浆加固范围为开挖轮廓线外5m及其开挖工作面部分，工作面共布设注浆孔97～99个，注浆段长20～30m，注浆结束后开挖17～25m，余3～5m作为下循环的止浆岩墙。
（2）方案二：
注浆加固范围为开挖轮廓线外3m及其开挖工作面部分，工作面共布设注浆孔67个，注浆段长20～30m，注浆结束后开挖17～27m，余3m作为下循环的止浆岩墙。
（3）方案三：
在隧道开挖完成后采取的一种径向注浆加固措施。
注浆加固范围为开挖轮廓线外3～5m。
注浆孔采取梅花型布置，环向间距2.5m，纵向间距3.0m。
注浆孔垂直于轮廓线布置，钻孔深度3～5m。
（4）方案四：
针对局部出水量较大的情况下而采取的对局部进行注浆堵水施工。
当隧道初支完成后不能满足结构防排水等级要求应采取补充注浆。
补充注浆厚度为初支轮廓线外60～100cm。
3.3钻注施工参数
3.3.1钻孔施工
（1）严格按照钻孔技术参数对孔位进行确定，先要进行测量放线定孔位，开孔误差应小于10cm，终孔误差小于30cm，角度误差小于1°
；
边钻边复查是否移位、角度是否准确；
（2）当采取后退式分段注浆时，可采用钻机直接钻孔至设计深度；
（3）当采取前进式分段注浆时，采取钻一段注一段的技术措施；
（4）当采取径向注浆时，直接用风钻钻孔至设计深度，角度尽量垂直轮线。
3.3.2钻孔参数
按设计图纸所给出的钻孔参数进行钻孔施工。
3.4注浆参数
①扩散半径：
2m；
②注浆速度：
10～110l/min；
③凝胶时间：
30″～3′；
④注浆终压：
水压+1～2MPa；
⑤注浆分段长度：
2～5m，现场可根据情况适当调整（径向注浆3m采取全孔一次性注入）；
⑥分段注浆单孔单段注浆量：
2.5m3（地层裂隙度取5%）、8m3（地层裂隙度取15%）、20m3（地层裂隙度取33%），按5m分段长度考虑；
⑦全孔一次性注入时，单孔注浆量3m3（地层裂隙度取10%），按3m径向注浆计算。
4.施工程序及工艺流程
4.1施工程序
（1）超前预注浆采用科萨C6钻机钻孔，开孔直径Φ130mm，终孔Φ90mm左右；
（2）采用Φ130mm开孔钻至2.8m后，安设并固结、锚固孔口管。
孔口管采用Φ108mm，δ=6mm，L=3m热扎无缝钢管，前端焊接法兰盘。
为防止钻进过程中突发涌水，钻进前应在孔口管上安设好后安设高压防水球阀；
（3）超前预注浆采用前进式分段注浆工艺，分段长度为1～5m，实际分段步长可根据地质情况进行适当调整；
（4）注浆顺序采取间隔跳孔的方式，按两序施做，实施约束型注浆模式，达到注浆堵水、加固的目的。
4.2施工工艺
4.2.1无注浆管后退式分段注浆工艺
无注浆管后退式分段注浆工艺是利用钻机钻孔，将气囊（水囊）式止浆塞置入注浆钻孔内，通过输水（气）设备，使止浆塞膨胀，利用岩壁形成止浆系统，满足分段后退式注浆要求。
每次注浆段长5米，第一注浆段完成后，后退止浆塞至下一注浆段预定位置进行第二段注浆，如此下去，直至该孔注浆完成后开始下一注浆孔的注浆施工。
4.2.2有注浆管后退式分段注浆工艺
有注浆管后退式分段注浆工艺是通过钻机钻孔，将袖阀管放入钻孔中，利用皮碗式或台阶式止浆塞在注浆管内完成后退式分段注浆施工，注浆分段段长为5m。
4.2.3前进式分段注浆工艺
前进式分段注浆工艺是针对成孔困难，涌水量很大等特殊地质条件下的一种可行性较高的注浆技术。
采取前进式分段注浆工艺是在施工过程中对于注浆孔采取钻孔一段注浆一段的钻、注交替顺序进行，每次注浆段长5m。
5.施工要求
5.1止浆墙施作
止浆墙厚度要根据水压设计、计算，帷幕注浆止浆墙采用C20～25砼，施作前应将止浆墙段扩挖25cm左右嵌入围岩，防止止浆墙漏浆或压倒；
浇注前应做好引排水管并带注浆连接系统（变径接头、车丝等）；
浇注前一定要将地板松碴清理干净，并抽干掌子面积水，止浆墙四周要与围岩密贴，严禁用防水板、隔水布分割止浆墙与围岩密贴，以防漏水漏浆。
径向注浆或掌子面围岩较好帷幕注浆段，止浆系统采用喷砼，喷砼C20，喷浆前也要做好引、排水，径向注浆要先打设好注浆导管或孔口管，然后用水泥袋等包好孔口管、注浆小导管，然后喷砼，确保喷砼质量（密实，且与围岩密贴）。
钻孔注浆应在止浆墙强度达到50％以后才能进行，防止钻孔破坏止浆系统漏浆。
5.2钻孔
①钻孔要按照方案设计的角度、孔径、开孔位置、终孔位置钻设，要用定位罗盘定位，保证钻孔角度误差小于1°
，深度误差小于0.2m，钻进过程要随时检查角度并纠偏。
在孔口管中钻孔要对准角度，防止损坏注浆管或止浆系统。
钻孔要按设计顺序、段别，不能随意更改，孔口管安装要锚固牢固，防止高压水及注浆顶出孔口管，引起淹井事故。
②使用卡萨C6钻机作业时，要戴防护眼镜等，防止吹出石碴伤人，并防止钻机高压软风管脱落伤人。
非专业司钻人员严禁操作钻机；
③拆卸钻杆时要有工作台架，要严格按操作规程作业，防止钻杆、钻机、高压水等伤人事故。
④专人做好钻孔记录：
钻设深度、围岩情况（破碎、断层、完整、溶蚀）、涌水量等，为注浆、验工计价提供依据；
5.3注浆管加工与安装
注浆管、引、排水管要按方案设计施作，与钻注设备匹配；
安装时，缠绕棉纱严格按纺锤形施作，棉纱要用质量好耐磨损的，缠绕紧密，长度30～50cm，小导管缠绕30cm，孔口管缠绕50cm，小导管尾段1m范围钻设2对φ5mm泻浆眼，间距30cm，梅花形布设（见施组方案），安装时用钻机或风钻顶入，顶入要用保护套，防止压坏注浆连接丝扣或法兰盘；
安装牢固后注双液浆固结注浆管，并等强度达到要求后再钻进注浆。
5.4注浆作业
①注浆过程中，若地层吸浆量很大时，注浆压力长时间不上升，可通过调整浆液配比，缩短浆液凝胶时间，以达到控域注浆目的；
②注浆过程中，应保持注浆管路畅通，防止压力突然上升，拆卸时高压胶管伤人，防止因管路堵塞而影响注浆结束标准的判断；
③发生串浆时，应加大钻注平行作业间距，或采取钻一孔注一孔的原则，大型钻机高压风钻孔时，钻、注人员要穿戴防护用品，尽量避免面对钻孔，防止高压风吹出砂石伤人；
④注浆过程中，当跑浆现象十分严重时，首先应采取封堵措施和间歇注浆技术，当仍然无效时，可认为该孔可注性较差，可结束该孔注浆；
⑤尽量减少钻注施工过程中水量排出，而带走大量浆液，或水量流动影响浆液凝固及强度，也减小抽水压力，减小设备损伤；
⑥注浆人员要穿戴好防护用品，防护眼镜、橡胶手套等，台架上作业要防止坠落或工具坠落伤人。
⑦注浆设备、工具专人操作、管理，不得随意变更工种。
⑧现场要有专门的记录人员记录注浆参数：
注浆压力及变化、单、双液注浆量、以及注浆过程中出现的情况（漏浆、串浆等），服从注浆技术人员的指挥。
⑨要经常对管路、注浆机、搅拌机进行清洗，防止经常堵管、注浆机经常出故障；
5.5应急措施
①准备足量的逃生、救生装置、设备、材料；
②施工中应做好排水准备工作，以防止施工中大量涌水形成灾害；
③准备好抢险材料，做好抢险准备工作。
5.6超前地质预报
为了检查注浆质量及前方地质情况，更好的判明前方的地质状况，采用多种地质探测技术进行探测，以确保开挖安全。
5.6.1超前地质预测包括以下四种技术措施：
①TSP超前地质预报；
②地质雷达或红外线探水预报；
③地质素描和预测预报；
④超前探水孔探水。
5.6.2对于高压富水区段应采取以上四种技术措施，通过相互印证以达到准确预测预报的目的。
5.6.3超前探水孔全断面共布置3～5个，超前探水长度30～50m，探水孔终孔超出开挖轮廓线外1.5m，钻孔直径70～90mm，探水孔开钻前要做好防突泥、突水措施，及安装孔口管并固定，孔口管要配防水闸阀。
探水孔设计见《象山隧道及斜井注浆施组探水孔设计方案》。
5.6.5若探水孔出水量分别满足方案一～四标准要求，则应分别按方案一～四进行注浆施工，否则可直接进行开挖施工，开挖段长25m，然后进行下一循环超前探水工作。
6.劳动组织
动力组织方式：
采用架子队组织模式。
钻孔与注浆平行作业，人员需求见下表：
序号
分工
每班数量
小计
备注
1
技术员
3
2
工班长
司钻
4
注浆工
8
24
5
电工
6
机修工
合计
13
39
7.材料要求
根据堵水要求，注浆材料采用普通水泥-水玻璃双液浆；
对于局部渗水量较小部位，可采用普通水泥单液浆，坍孔、持续注浆压力不上升等情况才用特种水泥进行施工，孔口管采用130钢管，壁厚5mm，与孔口管配套的法兰盘及球阀。
7.1原材料
①水泥：
425#以上普通硅酸盐水泥
②水玻璃：
模数2.1～2.8，浓度51Be’。
③缓凝剂：
工业品，磷酸氢二钠。
④特种材料：
硫铝酸盐水泥、超细水泥等
7.2配比参数
7.2.1普通水泥-水玻璃双液浆
①水灰比：
1:
②水泥、水玻璃体积比：
③稀释后水玻璃浓度：
27～35Be’
④缓凝剂掺量：
1～2%
7.2.2普通水泥单液浆
水灰比：
0.8:
1～1:
7.3浆液配制
7.3.1水泥浆配制
①首先在搅拌机内加入200l水（搅拌机外侧下层刻度线），然后加入2kg缓凝剂，开启搅拌机进行搅拌；
②搅拌至缓凝剂完全溶解后，加入4袋水泥，搅拌均匀待用。
注：
配制单液浆时（0.8：
1），加入水泥5袋。
③搅拌要均匀，严禁使用过期或受潮水泥，搅拌前要经过滤筛进搅拌桶，拌好浆液进储浆桶要再进行过滤，防止颗粒堵塞注浆管造成压力上升假相影响注浆效果；
④水、水泥、外加剂等各料参量误差应小于5％，，久置水泥浆液禁止使用（超过2小时）；
7.3.2水玻璃稀释
采用42～51Be′浓水玻璃，进行稀释时，先在容器中加入一定量的浓水玻璃，然后加入30%左右的水，并用婆美计测试浓度，与设计浓度误差小于3Be′,搅拌均匀待用，因水玻璃有较强的腐蚀性，操作时要戴防护手套、眼镜等，一旦水玻璃溅到皮肤或眼睛里，要立即用清水冲洗，并找医生用药水冲洗，防止灼伤眼睛或皮肤。
特种材料的使用：
为保证注浆效果，满足后期隧道开挖围岩强度的需要，同时加快钻孔、注浆施工速度，应在如下情况下使用特种水泥材料：
由于每循环的4圈孔、5圈孔、6圈孔加固的围岩范围是相当于隧道开挖过程中的维护结构，注浆效果越好加固强度越高，隧道开挖越安全，因此每循环注浆确定如下原则：
①在4圈孔、5圈孔、6圈孔内使用特种水泥材料（包括硫铝酸盐水泥、超细水泥等）；
②在单个孔注浆量较大，注浆压力长时间不上升时，（例如：
单个注浆分段长度内的注浆量大于10m3注浆压力仍然不上升时），使用特种水泥（硫铝酸盐水泥）材料，当特种注浆材料的注浆量仍大于10m3时，使用双液浆封孔，间歇一段时间再重新扫孔注浆，直至达到注浆效果。
③前方地层充填物致密，普通水泥注不进去或扩散困难、前进式注浆很慢时，使用超细水泥。
浆液选择流程见图1所示。
8．设备机具配置
机械名称
型号
单位
数量
备注
进口多功能钻机
卡萨C6或川桑豹
台
意大利进口全液压或国产钻机
双液注浆泵
KBY系列
套
河北柏乡生产
高压空压机
英格索兰RHP825E
1
排气压2.07Mpa
水泥浆搅拌桶
自购
容量≥300L
搅拌储浆桶
自制
个
储存水泥浆，容量≥500L
储浆桶
储存水玻璃，容量≥200L
7
清水桶
容量≥100L
混合器
T型
与注浆泵配套购置
9
高压注浆管
m
200
10
防震压力表
0～16MPa
最大压力不小于10MPa
11
钻杆
Φ73mm
60
12
冲击器
CIR90
CIR130
14
钎头
Φ90mm（Φ115mm）
15
Φ130mm（Φ130mm）
16
水钻
Φ80mm
17
取芯钻头
Φ91mm
18
岩芯管
Φ91mm，2m
根
19
其它
零碎物品及工具
足量
图1注浆材料动态选择流程图
9．质量控制及检验
9.1所有注浆孔都结束以后，应进行注浆效果检查，注浆效果检查采用分析法、探孔检查法等。
１、分析法
（a）P-Q-t曲线法
通过对注浆施工中所记录的注浆压力P、注浆速度Q进行P-t，Q-t曲线绘制，根据地质特征、注浆机制、设备性能、注浆参数等对P-Q-t曲线进行分析，从而对注浆效果进行评判。
注浆施工中P-t曲线呈上升趋势，Q-t曲线呈下降趋势，注浆结束时，注浆压力达到设计终压，注浆速度达到设计速度（常取5～10L/min）。
（b）浆液填充率反算
通过统计总注浆量，可采用下式反算出浆液填充率，根据浆液填充率评定注浆效果，即ΣQ=Vnα（1+β），式中：
ΣQ为总注浆量（m3），V为加固体体积（m3），n－为地层孔隙率或裂隙度，α－为浆液填充率，β－为浆液损失率。
当地层含水量不大时，浆液填充率须达到70%以上，地层富含水时，浆液填充率须达到80%以上。
2、检查孔法
（a）选择可能出现的薄弱环节进行钻孔检查，检查孔数量按注浆孔总数的10%（不得少于5个）控制。
检查孔无裂隙充填物涌出，不塌孔，涌水量小于0.2L/min·
m。
（b）必要时检查孔取芯，很难取得完整岩芯，但通过检查孔的岩芯中浆液固结体的含量，以及固结体的强度来判断浆液的固结情况和注浆效果。
9.2补充注浆和开挖后径向注浆
对于没有达到设计要求的检查孔，应对其区域进行补充注浆，补充注浆根据现场实际情况确定。
当隧道开挖过去以后，对出水量较大的区域，应进行径向注浆，以满足防、排水设计要求。
10.安全及环保要求
10.1安全要求
（1）建立建全各种岗位安全责任制，并设立专职安全员，严格执行现场交接制度；
（2）施工时现场应安设有一定排水能力的排水系统，施工中应做好排水准备工作，以防止施工中大量涌水形成危害；
准备好抢险材料，做好抢险准备工作；
（3）钻孔、注浆人员熟练掌握有关作业规程；
禁止在不停机械的情况下进行任何修理；
注浆泵及管路内压力未降至零时，不拆除管路或松开管路接头，以免浆液喷出伤人；
钻机和注浆泵由专人负责操作，未经同意其他人不得操作；
注浆人员在拆管路、操作注浆泵时戴防护眼镜，以防浆液溅入眼睛；
（4）注意用电安全，高空作业应有防坠落措施，采用合格电线，并安装漏电保护装置，防止漏电，布线、接头时要做到安全无障；
（5）在扫孔过程中，人员撤离到安全地带，防止由孔口吹出土石块伤人；
（6）每一孔注浆完成后，先泄压，再拆管，防止注浆管内高压伤人；
（7）钻孔、注浆上下同时作业时，搭设支架必须牢固，同时支架上必须面铺木板，以满足支架上人员和机械设备的安全正常使用；
（8）钻机、注浆泵应定期保养，修护，加油；
（9）洞内掌子面后方30m范围内要加固，注浆期间洞内要加强监测，随时掌控围岩变形情况，如发现围岩变形异常，立即采取措施；
（10）洞内通风管要畅通，通风管要接至距掌子面25m以内；
（11）应及时了解其它掌子面的爆破情况，爆破前所有人员撤离到安全地带，爆破后观察应有无涌水突泥等异常现象，如有异常，应迅速组织人员按设计应急逃生线路撤离；
（12）风、水、电应接至距掌子面20m左右，如果要停风、水、电，提前通知掌子面工作人员；
（13）掌子面应有安全警报系统和通讯系统，并配备足够内力的排水系统和应急材料，防止涌水、突泥，一旦其它掌子面出现险情，立即报警，组织现场人员撤离；
（14）掌子面应配备灭火设备，预防火灾。
10.2环保要求
（1）当注浆施工过程遇到放射性物质等危害身体健康时，必须采取措施进行预防，并尽量缩短在该环境下的作业时间，并加强通风等，注浆工作过时要戴防护眼睛，防腐蚀橡胶手套，穿好防腐工作服、鞋等；
（2）注浆过程中的漏浆、泻浆等废弃物不能随意排放，防止污染周围生活用水等，污染灌溉用水等；
（3）尽量减少影响地表水及地下水的走向流动，防止影响周围生态环境。
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