帷幕注浆及径向注浆施工方案.docx
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帷幕注浆及径向注浆施工方案
新吉坪隧道
帷幕注浆及径向注浆方案
1、编制依据·······································1
2、编制目的·······································1
3、工程地质条件···································1
4、施工方案·······································4
5、施工组织······································10
6、质量保证措施··································11
7、安全保证措施··································13
新吉坪隧道帷幕注浆及径向注浆施工方案
1、编制依据
1.1、新吉坪隧道设计图纸
1.2、高速铁路隧道工程施工技术指南（铁建设[2010]241号）
2、编制目的
明确隧道帷幕注浆及径向注浆施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，规范隧道注浆施工作业。
3、工程地质条件
3.1、地质概况
⑴、地形地貌
隧道位于构造剥蚀、侵蚀、溶蚀低山丘陵地貌，主体山脉大致呈南北走向，支脉向东南方向分布，隧道线路横穿主体山脉，整体地势北高南低，最高海拔标高522m，最底标高136m，相对高差386m。
地貌受构造及岩性控制明显，地形起伏较大，地面坡度30°～50°，局部山高坡陡，沟谷深切，陡峻成崖，地表植被发育，基岩零星裸露，山坡平缓地段及低洼处多垦为旱地和水田。
⑵、地表水系
隧道地表水主要是水塘和隧道洞身地表山涧溪水，一般常年有水，将于除下渗基岩外，多沿坡面排泄，汇入溪沟。
雨季区内各主要冲沟呈现出一个暴涨暴落的急变型动态过程，暴雨过后溪沟水较正常水位高出3～5倍。
地下水类型较全，根据地下水赋存条件划分为松散岩类孔隙潜水，碳酸盐类岩溶水、碎屑岩类基岩裂隙水及断层构造水四大类型。
地下水主要有大气降水补给，地形切割强烈，地下水径流途径短，循环交替迅速，地下水多于沟底下部沿裂隙面就近排泄，无明显的排泄基准面。
松散岩类孔隙水，岩溶类孔隙水、基岩裂隙水、构造断层水除受大气降水补给外，还受地表水补给，地吸收水动态变化严格受降水制约，变幅较大。
地下水的运移和富集以岩性为基础，受地质构造、地形地貌诸因素的影响，可溶岩与非可溶岩接触面，断裂交汇处，裂隙发育地段等地下水相对较富集。
⑶、气象特征
*市属亚热带季风湿润气候，具有气候温和、热量丰富、雨量集中、雨热同季，四季分明的特点，多年平均气温16～18℃，一般东南部高于西北部1.5～2℃，1月气温最低，月平均气温4～8℃，极端最低气温为-3.1℃，七月气温最高，月平均气温27～30℃，极端最高气温为43.7℃，多年平均降水量为1200～1700mm，4～6月为雨季，7～8月高温多暴雨，9月至次年3月为旱季。
3.2、地层岩性
隧址区根据地质调绘及钻孔勘探深度范围内所揭露的地层为第四系全新捅破洪积（Q4dl+pl）碎石土、坡残积（Q4dl+el）粉质黏土、细角砾土、泥盆系上统（D2l）泥质砂岩，泥盆系中统棋梓桥（D2q）灰岩、泥灰岩、砂岩；跳马涧组（D2t）石英砂岩，砾岩、粉砂岩夹页岩；远古界板溪群上亚群拉揽组（Ptbn2）砂质板岩，硅质板岩；燕山期（γ52b）黑云母花岗岩及各断层黑云母花岗岩及各断层中断层角砾、断层压碎岩（Fbγ）。
3.3、地质构造
⑴、隧区属长平坳陷盆地的西南端，新生代开始，整个长平盆地上升为陆地，繁育北北东向新华夏系构造及若干次级构造，其中北东是罗霄山系北端，西北是雪峰山余脉的东缘，中部是长衡丘陵盆地向洞庭湖平原过渡地带，地质构造极其复杂。
隧址区位于公田～新宁深大断裂以东区，具有多期复活的发展史，对区内的地层岩性，地质构造的发展与分布起主导控制作用。
因受多期构造作用的影响，区内断裂结构极为发育，据大地电磁策神物探结果，有4条构造破碎带，且规模较大，由于隧区地表植被发育，土层及基岩风化层较厚，地表调绘未确认，并见3条物探未测到构造。
⑵、地震
根据《中国地震动参数区划图》GB18306-2001（1：
400万），本线路经过地区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相应地震基本烈度为Ⅵ度，特征周期分区为一区。
3.4、不良地质与特殊岩土情况
新吉坪隧道地质条件复杂，区域地质作用剧烈，碳酸岩分布广泛，不良地质特别发育。
有岩溶、构造破碎带及影响带等不良地质现象。
3.5、环境工程地质评价
工程应减少对隧道进出口及斜井井口山坡的开挖，避免对山体的扰动，造成对自然生态环境的破坏、水土流失引起的边坡失稳等，施工应加强植被的保护和恢复，以利于水土保持。
隧道开挖会造成洞身以上地表水渗漏，井、泉干枯或地面塌陷，从而恶化环境水文地质条件，特别是隧道沿线水塘广布，山涧冲沟较多溪水发育，施工开挖有可能切断地表水源，导致沙塘村70户330人、长城村125户500人、峡山村90户400人，共285户1230人畜的生活用水、生产用水，影响极大。
故隧道施工开挖应加强封堵措施，以避免或减少地表水、井、泉水的渗漏对周围环境的影响。
施工弃渣应有专门的弃渣场，严禁乱堆乱弃，一面淤塞沟、渠，侵占农田，应选择合理堆放场地及设置必要的挡渣工程。
3.6、工程地质条件评价
隧区覆盖层厚度2.0~22.0m，下伏基岩为泥盆系中统跳马涧组（D2t）石英砂岩、砾砂岩，棋梓桥组（D2q）泥灰岩、灰岩、砂岩，泥盆系上统龙口组（D2l）泥质砂岩，震旦系（Ptbn2）板岩，燕山期（γ52b）黑云母花岗岩。
洞身段工程地质条件差异性大。
隧道进口为燕山期（γ52b）黑云母花岗岩，岩体风化强烈，全风化带（W4）厚度达22m，砂石呈砂粒状，进口工程地质条件差。
隧道出口为（D2l）泥质砂岩、（D2q）泥灰岩、灰岩、砂岩，覆盖层厚度3~5m；强风化带（W3）厚2~3m，泥质砂岩岩质稍软，工程地质条件差。
隧道洞身DK99+801~DK99+950、DK100+240~DK100+950遇构造带，节理裂隙发育，围岩破碎，工程地质条件差。
4、、施工方案
4.1、注浆方案选择原则
根据隧道围岩的工程地质条件，岩体完整性，岩溶发育情况，涌水位置、水量、水压及岩体的综合渗透系数等情况，设计提供注浆方案拟采用超前注浆、径向注浆、周边注浆、帷幕注浆四种方案相结合，施工中根据超前地质预报等措施和设计院提供地质资料综合分析的成果来合理选择注浆方案。
⑴、对断层破碎带和斜核部预测水压力极大、极可能产生较严重突水突泥地段，采取超前预注浆方案。
⑵、对不同年代地层岩层接触带、物探异常区、预测水压力大，可能产生图突水突泥地段，采用超前帷幕注浆。
⑶、对岩体完整，其结构性能可能保证开挖安全，但大面积淌水且流量大于控制排水量，实施开挖后径向注浆。
⑷、岩体完整、其结构性能可保证开挖安全，但局部出水且流量大于控制排水量，仅对出水处实施局部注浆。
施工注浆实施方案根据超前地质预测预报及揭示的地质条件予以调整。
4.2、注浆设计
⑴、注浆钻孔布置
注浆钻孔的布置，根据注浆范围、注浆段长、单个注浆钻孔的作用范围，岩层裂隙发育情况，含水层分部情况和钻孔作业要求而定，超前预注浆注浆孔长短结合并呈伞形辐射状布置，全断面径向注浆注浆孔按梅花形布置。
帷幕注浆钻孔布置示意图见下图
⑵、超前预注浆注浆段长及止浆岩盘厚度确定
根据工程地质、水文地质和钻机的能力（效率），为保证注浆质量，超前与注浆每一段注浆段长度取为30m，止浆盘厚度为5m。
⑶、浆液扩散半径
初定浆液扩散半径为2.0~3.0m.。
4.3、钻孔施工
⑴、注浆钻孔结构及施工技术要求
对于全断面径向注浆采用风钻开孔，孔径为Φ52mm，孔口管采用Φ50mm热轧无缝钢管，长度1.0m；对于超前帷幕注浆的注浆孔开孔孔径为Φ110mm，埋设3.0m长Φ108mm孔口管，3.0m以后孔径为Φ91mm直至终孔。
注浆钻孔孔口位置应准确定位，与设计位置的容许偏差为±5cm，偏角应符合设计要求，每钻进一段，检查一段，及时纠偏，孔底位置偏移应小于30cm；钻孔顺序应先外后内，同一圈孔间隔施工，钻进过程中遇涌水或岩层破碎造成卡钻、应停止钻进，扫孔后再进行钻进，钻进时对孔内情况进行详细记录，如掉快、坍塌、堵钻、钻速等，尤其是出水量的高低需要准确记录。
⑵、钻机安装
钻孔选用ZYG-150全液压钻机，先根据设计图孔位、钻孔参数，在工作面上放出钻孔位置，并用油漆标定。
调整钻杆的仰角和水平角，移动钻机，将钻头对准所标孔位。
将棱镜放在钻杆的尾端，用全站仪检查钻杆的姿态并调整。
⑶、埋孔口管及试验
钻进预埋孔口管段，采用Φ110mm钻头钻进，该段长度为3.0m，钻进结束后，装入规格Φ108mm×5mm/L=3.0m的热轧无缝钢管，再灌入水灰比为0.5：
1的早强水泥浆将其固定，待凝48H后，安装闸阀，开始扫孔。
扫孔结束后，采用1.2~1.5倍的设计注浆压力进行耐压及抗渗试验，经试验确认无泄漏且满足耐压要求，才可以继续钻进，否则必须进行处理直至达到设计要求为止。
⑷、钻进成孔
钻孔按先外圈，后内圈的顺序进行。
内圈钻孔可参照外圈钻孔的顺序，后序孔可检查前序孔的注浆效果。
逐步加密注浆一方面可根据钻孔的情况调整注浆参数，另一方面如果钻孔情况证明注浆效果已达到设计要求，即可进行下一圈孔的钻进，减少钻孔的工作量，加快施工进度。
钻孔时，还要严格作好钻孔记录，包括孔号、进尺、起讫时间、岩石裂隙发育情况、出现涌水位置、涌水量和涌水压力。
①、钻进过程中的技术措施
a、为了及时清除孔内岩渣、减少钻具的磨损，应经常从孔底提起冲击器，对孔进行充分的排渣。
b、如孔内突然发生坍塌，应保持冲击器动作并立即在孔内上下运动，如果有必要，号可以增加冲击器转速，一直到冲击器能自由上下，以及时岩渣从孔内排清为止。
c、加接钻杆时，要特别注意钻杆内的清理，以免砂土、岩渣及管内铁锈等赃物进入冲击器，引起零件损坏或发生停钻事故，钻杆螺纹应涂润滑脂。
d、当一根钻杆打完时，必须将孔内岩渣吹扫干净，然后减少气量，将冲击器慢慢放入孔底，过一会在缓慢停气，方可接上另一根钻杆，以防岩渣倒灌进入冲击器。
e、调换钻头时，要保证替换钻头只讲小于被替换钻头，以防替换钻头卡在孔内，因此，钻头应排队使用。
f、应经常检查圆键及柱销的磨损情况，及时修理或调换，以防钻头掉进孔内。
②、钻进过程中的防尘措施
a、无水正常钻进时，孔内将返出大量灰尘，这是需在孔口安装防尘罩，并在防尘罩与孔口之间喷射高压水流。
b、现场工作人员需佩戴防尘口罩和防护眼镜。
c、加强现场的通风。
4.4、注浆施工工艺
⑴、压水试验
压水试验的目的是为了了解注浆孔各注浆段岩层的富水性、透水性，以确定浆液配比。
预估浆液消耗量及材料用量。
压水试验方法采用双塞正水法，压力表安装在孔口管回水管上，试验压力取净水压力的1.5~2.0倍，试验时每间隔10分钟观测一次流量和压力，流量和压力保持相对稳定，流量连续四次读数，其最大值和最小值之差小于最终值的10%，试验工作即可结束，以最终流量为计算流量。
⑵、钻孔冲洗
决定钻进孔段需注浆时，必须立即进行钻孔冲洗工作，钻孔冲洗的目的是清除钻孔中的残存岩粉，岩石裂隙中所填充的粘土杂质等物。
冲孔方式采用压力骤升骤减的放水方式，冲洗结束的标准为：
出水管的水洁净后再延续10min，总冲洗时间不低于30min，对个别特殊情况还要增加冲洗时间。
⑶、浆液材料及制浆
浆液采用纯水泥浆或水泥—水玻璃浆液。
水泥浆的水灰比为0.6:
1~1:
1，水泥采用PO425普通硅酸盐水泥，水泥细度要求通过80um方孔筛的筛余量不大于5%，所用水泥必须新鲜无结块，每批进场水泥均应有出厂合格证及检验分析报告单，不合格的水泥不能使用。
水玻璃浓度采用30~40波美度，模数为2.4~3.0.
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。
⑷、注浆
当注浆孔涌水量小于30L/min，选用纯水泥浆或水泥-水玻璃浆液；当注浆孔涌水量在30～200L/min范围内，选用凝胶时间为4～6min的浆液；当注浆孔涌水量大于200L/min，选用凝胶时间为3～4min的浆液。
注浆顺序
先注外圈，后注内圈，先稀后密，由下而上间隔施作。
注浆结束标准
单孔注浆结束标准：
注浆压力逐步升高至设计终压，并继续注浆10min以上；注浆结束时的进浆量小于20L/min。
注浆全段结束标准：
所有注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏注现象；注浆后涌水量小于1m3/m.d；浆液有效注入范围值大于设计值。
①、注浆过程中的技术措施
A、注浆前、在类似地质条件下的岩层中进行注浆试验，初步掌握浆液填充量、注浆量、浆液配比、凝结时间、浆液扩散半径、注浆终压等指标。
B、一个孔段的注浆作业一般应连续进行直到结束，不宜中断，应尽量避免因机械故障、停电、停水、器材等问题造成的被迫中断。
对于因实行间歇注浆、制止串浆冒浆等有意中断，则应先扫孔至原设计深度后进行复注。
C、注浆顺序由外向内、同一圈孔间隔施工。
D、岩层破碎容易造成坍孔时，采用前进式注浆，否则采用后退式注浆。
E、当注浆中断时间超过建业凝胶时间时，应在浆液凝胶之前把浆液从注浆管路系统中排出，用清水冲洗干净，查明中断原因，排除故障，处理好后再恢复注浆。
F、为防止浆液中混入纸片及水泥硬块杂物堵塞管路，在搅拌桶进口及出口处设置过滤筛或过滤网。
G、注浆过程中，必须注意观察注浆压力和吸浆量的变化情况，当出现异常时，应立即检查并及时处理。
H、注浆中出现注浆压力突然下降、流量增大，属跑浆或超扩散，可采用缩短凝胶时间，增大浆液浓度或采用低压、间歇注浆方法，及时调整处理。
②、特殊情况下的注浆措施
A、注浆中断
对于注浆中断，应及时采取措施，缩短中断时间，尽量恢复注浆。
如中断时间较长，应及时冲洗钻孔，并检查注浆设备，找出中断原因，采取有效措施，对注浆中断的孔段扫孔并进行复注弥补，以保证注浆质量。
B、串浆
当发生串浆应立即采取措施，可对串浆孔同时进行灌浆，或者将串浆孔用堵头封堵，带灌浆孔结束灌浆后，再将串浆孔打开，进行扫孔，冲洗，而后继续钻机或注浆。
C、岩层大量漏浆：
发生岩层大量漏浆时，缩短注浆段高，降低注浆压力，限制进浆量或加大浆液浓度等措施，严格控制注浆量，既保证注浆质量又不浪费浆液。
4.5、注浆质量检验及资料整理
注浆段的注浆孔全部注完后，应进行注浆效果检查和评定，不合格者应补钻孔注浆。
对注浆质量的检查和评定首先要对注浆过程中的各种记录资料进行综合分析，分析注浆压力和注浆量变化是否合理，是否达到设计要求；其次通过打检查孔来判断注浆质量，钻取岩心，观察浆液充填情况，并检查孔内涌水情况。
检查孔应布置在出水较多的部位或布置在开挖面中心处，每循环拟布设2~3个检查孔。
5、施工组织
5.1、施工人员组织
单位
人员配备（人）
备注
架子队长
1
技术主管
1
技术组
5
技术员3人、质检员1人、内业资料1人
钻工
12
制浆组
10
材料供应
2
机修电工
2
合计
33
5.2、主要机械设备
序号
机械设备名称
规格型号
数量
备注
1
钻机
ZYG-150
3台
2
风钻
YT-24
8台
3
注浆泵
HFV-2D
3台
4
双层搅拌机
JZ350
3台
5
孔口封闭器
Φ108mm
60个
6
回浆高压阀
特制
100个
7
抗震压力表
10个
8
注浆高压软管
I
200m
9
输浆管
Φ50mm
300m
10
孔口管
Φ108mm
2700m
11
搅拌桶
1m3
3个
6、质量保证措施
6.1、质量保证体系
质量保证体系图如下
6.2、施工质量的控制措施
⑴、在工程实施过程中、根据有关质量管理标准，设计技术要求，工程特点设置工程质量控制点，对工程施工的全过程实施过程控制。
⑵、健全质量管理制度：
一是工程质量的“三级检查制度”；二是工程质量的“一票否决制度”；三是岗位责任制；四是质量奖惩制度；五是认真广泛开展QC小组活动，加强质量意识宣传与教育活动，提高施工队伍整体质量意识。
⑶、用技术管理的办法进行质量控制
①、按照需要配备的相关试验仪器与检测仪器，并按照技术要求进行试验与检测，及时为工程施工提供并反馈有关质量信息。
②、对孔位精确测量定位，钻机安装，钻孔测斜进行重点控制，所提交的测量成果经项目部测量班复核后，方可进行下一步施工。
⑷、施工质量保证措施
①、做好施工技术交底工作，施工前组织施工技术管理人员，主要施工人员认真学习本次施工的各项规程、规范，明确施工技术人员与质量要求。
②、做好施工前的岗位培训工作，所有的施工人员必须经过培训合格后才能上岗，特殊工种必须持证上岗。
③加强施工人员之间的技术与交流，提高技术素质。
④、施工前对各种测量仪器进行检定、校准，保证测量仪器的精度满足施工要求。
⑤、校验各种计量仪器、仪表的准确性，保证计量数据的准确可靠。
⑥、针对不同的施工设备，编制设备操作规程，施工中严格按照操作规程执行，保证设备运行的良好状态。
⑦、加强设备保养工作，及时更换易损件，减少设备故障率，提高设备运行效率，保证施工的连续性。
⑧、施工所需要的水泥必须有出厂合格证，并按照要求抽样送检，检验合格后方可用于工程施工。
⑨、根据施工中出现的各种异常现象应进行分析跟踪，及时调整施工参数，保证施工质量。
⑩、实行技术人员跟班作业制度，保证施工过程的质量控制。
⑪、认真做好施工记录，每班施工必须及时填写当班记录，要求字迹工整，数据准确可靠。
⑫根据不同地段、不同地层条件，采取相应的施工工艺，合理调整施工的各项参数，保证工程的施工质量。
7、安全保证措施
7.1、安全目标
确保不发生重大人员、设备安全事故。
7.2、安全生产组织机构
安全保证体系框图
7.3、安全技术措施
⑴、钻机在掌子面必须安装牢固。
⑵、孔口管外端连接特制泄水闸阀及孔口封闭器，泄水闸阀的出水方向雨钻机操作平台方向相反，泄水闸阀外端连接相应规格的无缝钢管并与临时排水管路相连或将涌水引离工作面。
⑶、配电柜应放置在距工作面50m以外，其地面标高应大于现场地面标高0.5m，现场装设漏电保护装置，钻进时配电柜旁至少要有一人在场。
⑷、钻探注浆期间，作业面应尽量做好通风防尘工作。
⑸、一旦遇到突发情况，现场人员必须立即通知调度部门，调度部门必须将情况立即上报。
⑹，严格施工架子队长、技术人员跟班作业制度，同时要有专职安全员跟班作业。
7.4、安全保证措施
⑴、成立安全生产领导小组。
⑵、建立安全生产体系，分工明确，各负其责。
⑶、定期召开安全生产会议，检查安全生产情况，及时发现安全隐患，并限期整改。
⑷、做好安全培训工作，普通工人上岗前必须经安全教育，培训合格后方可上岗。
⑸、制定各种安全生产规章制度雨操作规程，严禁酒后上岗。
⑹、施工人员进场前必须佩戴好劳保用品，从事粉尘作业人员必须佩戴防尘用品。
⑺、特殊工种持证上岗，严禁无证操作。
⑻、配备专职安全员跟班检查当班安全隐患，及时发现问题，防患于未然。
⑼、编制施工设备操作规程，随时掌握施工设备情况，施工时严格按照规程操作，严禁超载运行。
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