暗挖隧道帷幕注浆施工方案.docx
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暗挖隧道帷幕注浆施工方案
1施工概况1
1.1地质概况1
2注浆目的3
3注浆段落4
4注浆前准备工作4
5注浆施工方案4
5.1孔位布置4
5.2钻孔6
5.3埋设孔口管6
5.4工艺性试验确定注浆参数6
6注浆工艺和作业要点7
6.1注浆工艺流程7
6.2注浆段长和注浆孔的布置7
6.3注浆方式7
6.4注浆量确定8
6.5止浆岩盘8
6.6埋设孔口管8
6.7钻孔8
6.8浆液配制9
6.9注浆准备9
6.10注浆9
6.11注浆速度10
6.12注浆结束标准10
6.13注浆验收11
6.14异常情况处理11
6.15注意事项11
7.安全质量保证措施11
7.1安全保证措施11
7.2质量保证措施12
林边站~金融中心站区间隧道帷幕注浆施工方案
1施工概况
林金区间起始里程为DK36+157.837~DK36+635.939，双线隧道，左线长度
474.195m，右线长度478.102m，区间线间距约13.0m~15.0m。
区间线路走线主要顺延东宅社村道至金钟路，原始地貌以坡残积台地为主，局部为冲洪积阶地。
沿线场地经挖填夷平等强烈人工改造，沿线地势平坦，地面高程约12.8~19.6m。
本区间线路基本延东宅社村道至金钟路，村道属社区内主干道，道宽5m左右，交通繁忙；道路两侧有工厂、居民区，人流量较大。
线路方向右侧基本上已经完成拆迁工作。
林边站?
金融中心站
YD36+437竖井
图1-1林金区间线路平面航拍图
1.1地质概况
1
图1-2林金区间有限地质断面图
本区间注浆范围残积砾质粘性土、全风化花岗岩、散体状强风化花岗岩，如
图2所示，具体各岩土体基本特征简述如下：
<11-1-2>残积砾质粘性土：
灰白色、灰黄色，可塑，主要以长石等矿物风化后的粘性土为主，含石英颗
粒在10~20%，该层可见少量黑云母碎片，粘性较差，韧性低，干强度中等，无摇震反应，切面粗糙。
根据室内试验：
天然密度ρ=1.8～1.9g/cm3，天然含水率w=24.7～29.5%，天然孔隙比e[0]=0.8～0.9，液性指数I[L]=0.3～0.4，压缩系数
a[0.1-0.2]=0.3～0.4MPa（-1），压缩模量Es[0.1-0.2]=5.3～6.9Mpa，直剪指标：
凝聚
力c=28.1～29.1kPa，内摩擦角φ=22.4～24°。
<11-1-3>残积砾质粘性土：
灰白、灰黄、肉红色，硬塑，主要以长石等矿物风化后的粘性土为主，含石
英颗粒在10~20%。
该层可见少量黑云母碎片，粘性较差，韧性低，干强度中等，
无摇震反应，切面粗糙。
根据室内试验：
天然密度ρ=1.80～1.87g/cm3，天然含
水率w=21.5～30.0%，天然孔隙比e[0]=0.76～0.94，液性指数I[L]=0.08～0.41，压
缩系数a[0.1-0.2]=0.23～0.37MPa（-1），压缩模量Es[0.1-0.2]=5.0～7.7Mpa，直剪指
标：
凝聚力c=30.1～33.3kPa，内摩擦角φ=19.8～22.0°。
2
<11-2>为花岗岩风化产物，根据物理力学性质差异，可分为可塑状残积砾质
粘性土<11-2-2>及硬塑状残积砾质粘性土<11-2-3>两个亚层：
<11-2-2>残积砾质粘性土：
褐黄、灰黄、灰白色，硬塑，主要以长石等矿物风化后的粘性土为主，含石
英颗粒在20~25%，该层可见少量黑云母碎片，粘性较差，韧性低，干强度中等，
无摇震反应，切面粗糙。
根据室内试验：
天然密度ρ=1.81～1.90g/cm3，天然含
水率w=20.9～27.9%，天然孔隙比e[0]=0.72～0.89，液性指数I[L]=0.05～0.31，压
缩系数a[0.1-0.2]=0.20～0.35MPa（-1），压缩模量Es[0.1-0.2]=5.40～7.80Mpa，直剪
指标：
凝聚力c=26.1～31.1kPa，内摩擦角φ=19.6～25.5°。
<11-2-3>残积砾质粘性土：
灰白、灰黄色，硬塑，主要以长石等矿物风化后的粘性土为主，含石英颗粒
在20~25%。
该层可见少量黑云母碎片，粘性较差，韧性低，干强度中等，无摇震反应，切面粗糙。
根据室内试验：
天然密度ρ=1.8～1.9g/cm3，天然含水率
w=21.4～28.4%，天然孔隙比e[0]=0.70～0.90，液性指数I[L]=0.1～0.3，压缩系数
a[0.1-0.2]=0.2～0.3MPa（-1），压缩模量Es[0.1-0.2]=5.70～7.30Mpa，直剪指标：
凝
聚力c=28.41～31.9kPa，内摩擦角φ=20.8～23.0°。
<17-1>全风化花岗岩：
灰白、灰黄色，花岗结构尚可辨认，岩石已风化成砂土状，岩芯呈土柱状，
手捏易散。
场地范围内广泛分布，钻探揭示该层层厚1.1～10.9m，顶板埋深0～
17.2m。
该层共进行标贯25次，标贯实测击数平均值N=35.9击/30cm，标贯修正
击数平均值N’=28.5击/30cm。
<17-2>散体状强风化花岗岩（ηγ[5]（3
（1）b））：
灰白、灰黄色，花岗结构，岩石已风化呈土状及砂土状，岩芯呈土柱状，手
捏易散。
场地范围内广泛分布，钻探揭示该层层厚1.0～9.0m，顶板埋深1.6～
19.2m。
该层共进行标贯36次，标贯实测击数平均值N=63.2击/30cm，标贯修正
击数平均值N’=48.2击/30cm。
2注浆目的
注浆主要目的是加固围岩，限制排水量，保证隧道稳定，确保施工及运营安
全。
施工过程中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，施工中根据具体工程地质、水文地质、条件选用防渗、
3
堵水、固结为目的的一种或几种组合注浆措施。
3注浆段落
区间矿山法隧道采取上半断面帷幕注浆和全断面帷幕注浆，对掌子面前方地
质进行超前加固。
具体段落如表1
表1林金区间帷幕注浆汇总表
线路
隧道里程段落
注浆长度（m）
注浆方式
DK36+157.837~DK36+172.837
15
全断面帷幕注浆
DK36+190~DK36+265
75
上半断面帷幕注浆
左线
DK36+280~DK36+355
75
全断面帷幕注浆
DK36+355~DK36+388.907
30
上半断面帷幕注浆
DK36+620.939~DK36+635.939
15
全断面注浆
DK36+157.837~DK36+172.837
15
全断面帷幕注浆
右线
DK36+230~DK36+275
45
上半断面帷幕注浆
DK36+620.939~DK36+635.939
15
全断面注浆
4注浆前准备工作
注浆人员组织：
成立专门的注浆作业班，每班4人。
隧道预注浆机具设备包括钻孔机械、注浆泵、浆液搅拌机、压力表、阀门、
注浆管路等配套装置。
采用机械设备见下表：
表2
注浆施工机械设备配备表
序号
名称
规格型号
产地
现状
数量（台）
备注
1
露天潜孔钻车
KGH4
中国
良好
1
2
注浆机
中国
良好
1
3
压力表
中国
良好
2
4
搅拌机
中国
良好
1
5注浆施工方案
5.1孔位布置
注浆范围为隧道开挖线以外3m，注浆扩散半径为1.5m，注浆段长度为15m，
4
一个注浆段完成后留3m不开挖作为下一注浆段的止浆岩盘。
帷幕注浆布置见下图
图5-1帷幕注浆断面示意图
图5-2全断面帷幕注浆钻孔布置图
5
图5-3半断面帷幕注浆钻孔布置图
5.2钻孔
根据超前地质预报情况布置注浆孔位置及数量。
根据图示半断面每循环超前
预注浆共设置22个注浆孔，1＃~9＃孔深13米，10＃～22＃孔深16米，全断面每循环超前预注浆共设置40个注浆孔，1＃~16＃孔深13米，17＃～40＃孔深16米，注浆孔开孔直径?
130，终孔直径?
108。
5.3埋设孔口管
注浆前在制浆岩盘内埋设φ100mm热轧无缝钢管作为孔口管，注浆导管外露
20cm，孔管长2.2m。
孔口管埋设牢固，并有良好的止浆措施。
5.4工艺性试验确定注浆参数
在正式注浆前，选择三孔进行注浆试验，初步掌握浆液充填率，注浆量，浆
液配合比，凝胶时间，浆液扩散半径，注浆终压等指标。
试验时注浆采用定压注浆：
采用单液普通水泥浆，浆液浓度图纸设计水灰比范围分别采用水灰比：
0.55。
注浆终压为0.5～1.0MPa，施工时可根据现场实际情况进行调整，注浆时应
派专人进行地面观察和监测，防止注浆造成地面隆起。
6
6注浆工艺和作业要点
6.1注浆工艺流程
施工准备止浆墙施工
测量放线、标定孔位
钻孔
安装孔口管及高压闸阀
后退式注浆
效果检查
不好
继续注浆
好
结束该注浆孔注浆
整体效果检查
不好
补充浆液
好
结束该注浆孔注浆
图6-1
注浆工艺流程图
6.2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
15m，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。
6.3注浆方式
采用前进式注浆或后退式注浆。
当钻孔过程中未遇见夹泥层或涌水，采用后
退式注浆；在钻孔过程中遇到泥夹层或涌水，立即停止钻孔，采取前进式注浆，
7
直至终孔。
6.4注浆量确定
每循环长度为15m，单孔有效扩散半径为1.5m，注浆范围为隧道开挖轮廓线
外3m。
注浆压力：
注浆终压为0.5～1.0MPa，施工中根据现场注浆试验进行调整。
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：
注浆压力及单孔扩散半径：
单孔注浆有效扩散半径为1.5m。
浆液单孔注浆量：
Q=π·R2·L·n·α·β
式中：
Q—单孔注浆量（m3）；R—浆液有效扩散半径（m）取1.5m；L—注浆段长度（m）；n—围岩孔隙率，取2-3%；α浆液充填系数，取1，；β—损失率，
取1.1；
6.5止浆岩盘
在进行注浆前需对掌子面喷射25cm厚C25混凝土作为止浆墙，一个注浆段完成后留3m不开挖作为下一注浆段的止浆岩盘。
6.6埋设孔口管
固结牢固密实，保证不漏浆，不窜浆的孔口管是决定注浆效果好坏的重要因
素，其埋设方法：
先用KGH4型钻机钻3m深，再将Ф100孔口管插入，外露20cm，管壁与孔口接触处用麻丝填塞，再向孔口管内注浆固结。
孔口管起着导向作用，钻孔安装时要控制好外插角度。
安装孔口管的后，测量涌水量，并按表格填写记录，主要内容有按孔号、进尺、起始时间、岩石裂隙发育情况、出现涌水位置、涌水量和涌水压力等。
6.7钻孔
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。
将棱镜放在钻杆尾端，用全站仪检查钻杆的姿态并调整。
钻机安装应平整稳固，保证钻杆中心线与设计注浆孔中心线吻合，在钻孔过程中要经常检查校正钻杆方向。
注浆孔的孔底偏差应不大于孔深的1/40孔深，检查孔的偏差应不大于孔深的1/80孔深。
当采用后退式注浆时，可直接钻孔至设计深度。
当采用前进式分段注浆时，采取钻一段注一段的方式，直至设计深度。
钻孔按先外圈，后内圈的顺序进行，同一圈孔间隔施工。
钻孔时，还要严格
8
作好钻孔记录，包括孔号、进尺、起止时间、岩石裂隙发育情况，出现涌水位置、
涌水量和涌水压力。
钻孔过程中、若单孔出水量小于30L/min，可继续施钻；若单孔出水量大于30L/min，立即停钻进行注浆。
6.8浆液配制
（1）单液水泥浆
按照注浆工艺性试验确定的配合比，单液水泥浆采用水灰比：
0.55。
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。
（2）制浆注意事项
为了保证浆液质量，配料时制浆材料必须计量准确。
水泥固体材料采用重量
称量法，水采用体积称量法，其中水泥、水称量允许偏差不大于1%。
严格按照配比加料，搅拌时不得将绳头、纸片等杂物放入搅拌机内，搅拌后的浆液必须经过筛网过滤后方可进入注浆机。
搅拌时间不得少于3min,以免浆液搅拌不均匀。
6.9注浆准备
（1）通过压水检查注浆管路密封性，同时冲洗岩石裂隙，扩大浆液通路，增加浆液冲塞的密封性。
（2）对于在工作面上显露并和注浆孔连通的裂隙，应喷射砼予以封闭，喷射
砼以25cm为宜，以免浆液从裂隙泄露。
（3）检查浆液材料数量能否满足连续注浆要求，如不能保证注浆要求，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。
6.10注浆
在每次进行注浆前，均对该钻孔的水压、水量进行测定，以便对浆液类型和终止注浆压力的选定。
出水量通常采用桶装法测定，水压采用关闭高压闸阀并在止回阀位置安装一高压水表进行测定。
注浆时按照顺序施作：
从注浆段两边到中间，间隔跳孔，逐渐加密，以达到挤密加固的目的。
开始注浆后，随时控制好注
浆压力（0.5～1.0MPa）。
注浆压力表安装在注浆泵靠出浆管上，记录时记录压力
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摆动的平均值，压力波动范围不大于灌浆压力的20％。
在压力突然迅速增加时，应立即停机，以防破管伤人。
准确测量吸浆量以此判断是否改水灰比比级，监测
浆液性能（比重、含灰量等），适时调整浆液性能，使浆液性能保持在最佳状态。
为防止注入浆液过早堵塞浆液渗透通道及过多的浆液向要求帷幕范围以外扩散，通常灌浆浆液浓度遵循由稀到浓的原则逐级改变，在注浆量达到预期数量后注入浓浆对外渗通道予以封堵。
但对注浆孔周围有裂隙水渗流部位，浆液采取由浓到稀或先双液后单液的方式进行注浆，使先注入的浆液与地下水一道流动，在流动通道中凝固，堵塞地下水外排通道，然后换注稀浆或单液浆，使浆液沿注浆孔内出水通道压入（浆液转换模式必须精确掌握转换时间，过早会导致对出水通道封堵无效，过迟则会堵塞后续浆液的压入通道）。
单孔注浆结束条件：
预注浆各孔段均达到设计终压并稳定10min，且注浆量不小于设计注浆量的80%，进浆速度为开始进浆速度的1/4。
注浆过程应派专人进行过程控制，负责填写注浆记录表，记录注浆时间、注浆压力、浆液消耗量等数据，以便注浆结束后进行效果检查。
6.11注浆速度
注入速度范围5-110L/min，施工时可根据现场情况进行调整。
6.12注浆结束标准
（1）注浆结束标准根据注浆压力和注浆量来控制。
一般采用定压注浆。
当注浆压力逐步升高，达到设计终压并继续注浆10min以上，进浆量小于初始进浆量的1/4，检查孔涌水量小于0.2L/min，可结束本孔注浆；全段注浆结束标准：
所有注浆孔均符合单孔结束条件，注浆后隧道预测涌水量小于1m3/（d.m）,可结束本循环段注浆。
注浆结束时，应先打开泄浆管阀门，再关闭进浆管阀门并汲清水将注浆管路冲洗干净后方可停机。
（2）注浆效果检查
注浆结束后，必须在分析资料的基础上进行注浆效果检查，可采取钻孔取芯法对注浆效果进行检查；或进行压（抽）水试验，当检查孔的吸水量大于
1.0L/（min.m）时，必须进行补充注浆；或采取连续测流量观测的方法，当所测流量
小于设计涌水量时，则注浆效果满足要求。
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6.13注浆验收
注浆效果经检查达不到设计要求时，不得进入下道施工工序，由施工单位采取补浆措施，并经监理复检合格后方可进行开挖。
6.14异常情况处理
若钻孔过程中，遇见突泥情况，立即停钻、拔出钻杆、安装孔口管及高压阀，进行注浆。
若掌子面小裂隙漏浆，先用水泥浆浸泡过的麻丝填塞裂隙，并调整浆液配比，缩短胶凝时间；若仍跑浆，在漏浆处采用普通风钻钻浅孔注浆固结。
当注浆压力突然增高，则只注纯水泥浆或清水，待泵压恢复正常时，再进行注浆；若压力不恢复正常，则停止注浆，检查管路是否堵塞。
当进浆量很大、压力长时间不升高，则调整浆液浓度及配合比，缩短胶凝时间，进行小泵量、低压力注浆，以使浆液在岩层裂隙中有相对停留时间，以便凝结；有时也可以进行间歇式注浆，但停注时间不能超过浆液凝胶时间。
6.15注意事项
为确保注浆效果，施工中要做好以下工作：
1、认真填写掌子面地质描述，及时上报超前地质预报成果，以指导施工。
2、严格按设计和施组安排进行布孔，严格掌握布孔参数，并认真做好钻孔记
录。
钻孔资料将对注将施工提供较为直接依据。
3、严格按既定注浆顺序按跳孔原则定量定压或定压原则进行控制钻孔和注浆
施工。
4、严格控制现场注浆，按设计原则进行注浆量控制，当出现个别注浆孔长时
间注浆而压力不上升时，适当调整注浆材料和浆液配比参数，以便通过采取复注
浆措施到达可控区域注浆，并满足加固圈厚度要求。
6、复注浆措施：
当注浆压力长时间不上升时，应停止注浆，待8小时后对该
孔继续注浆或在该注浆孔旁进行补孔注浆。
7.安全质量保证措施
7.1安全保证措施
成立以工区长为第一责任者的安全生产组织领导机构，自上而下形成安全生
产保证体系。
召开安全生产会议，分析安全生产形势，总结和部署安全生产工作，
组织安全培训。
对施工生产实施全过程安全监控。
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落实安全生产责任制，做到责、权、利相统一，层层签订安全生产包保责任状，把安全生产职责落实到每一级，落实到注浆工点、工序、职工，奖罚严明。
各施工班组进行施工作业前，工班长对工班全体人员针对当日进行的帷幕注浆工序进行安全生产操作注意事项讲话，防止施工中各种安全事故的发生。
隧道穿越特殊建筑物地段，必须严格工序落实相关技术要求。
搞好地质预报，并根据预报结果分析前方地质情况，按既定工程措施搞好帷幕注浆施工。
施工班组进行交接班时，必须对施工中的安全防护措施、人员及设备安全、安全警示等进行交接，保证下一班组在有安全保障的情况下进行施工。
隧道一旦发生涌水、突泥时，施工人员要保持头脑冷静，在第一时间内通知项目指挥部。
项目部在接到隧道现场报告后，由组长启动应急预案。
7.2质量保证措施
建立健全内部检查制度，实行施工技术部门管理、质量检查部门监控的监管分离体制。
制定各工序、各环节的操作标准、工艺标准和检验标准。
对工序标准的执行情况做出记录，使各工序质量始终处于受控状态。
对成品、半成品和原材料严格检验控制，确保材料质量合格、资料齐全、试验数据准确；所有有注浆施工有关工程材料必须全部有出厂合格证，施工中对注浆浆液严把计量关，对所有使用的计量设备按规定周期进行检验标定，合格后投入使用，并经监理工程师批准后方可进场使用。
严格执行三级质量检验，加强工序控制，每道工序完成后，工班进行自检，工区设专职质量工程师先检查，再由工程指挥部质检工程师检验，重要工程指挥
部总工程师把关，在自检合格的基础上报监理工程师检查验收，并做好质量记录，每道工序合格后，才能转入下道工序施工。
注浆浆液根据注浆参数及时调整配合比。
拌和机按其规定的转速运行，生产的浆液必须拌和均匀，拌和程序和时间通过试验确定。
严格控制钻孔注浆设计参数，以免出现封闭圈出现盲区，严格按注浆程序对钻孔过程、注浆工艺流程进行认真记录，对施工过程中出现的异常现象进行及时分析处理，在必要时上报有关人员以免出现难以控制局面。
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