14注浆堵水专项施工方案.docx
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14注浆堵水专项施工方案
注浆堵水专项施工方案
一、编制依据
⒈隧道工程地质勘察报告
⒉铁道部《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》（TZ231—2007）
⒊铁道部《铁路隧道设计规范》10003—2005
⒋朔州至准格尔线六狼山隧道设计图、施工图
⒌六狼山ZSKZ-1标段施工组织设计
二、工程概况
准朔铁路六狼山特长隧道全长15175m，单线隧道，进口里程为改DK20+575，出口里程为改DK35+750。
进口至改DK35+450以14％的坡度上坡，改DK35+450至出口以9％的坡度上坡。
翼墙式洞门,隧道最大埋深为443m。
为开辟施工工作面，加快施工进度，隧道设5座斜井，斜井共长4650.8m，其中1#斜井长557.1m、3#斜井1116.67m、4#斜井1396.11m、5#斜井1068.86m、6#斜井512.56m。
1#斜井为双车道斜井，其余斜井为单车道斜井。
1#、4#斜井在施工完毕后改做紧急出口，用于隧道发生灾难是的逃生疏散通道。
3#、5#、6#斜井在正洞施工完毕后，整理好斜井内排水系统后封堵。
隧道注浆堵水地段如下：
隧道正洞：
注浆孔深3m，孔底间距3m，纵向间距2.6m，梅花状布置。
正洞注浆堵水表
序号
起点里程
终点里程
围岩级别
长度
1
改DK22+730
改DK22+872
Ⅲ
142
2
改DK27+877
改DK27+947
Ⅴ
70
3
改DK25+570
改DK25+750
Ⅱ
180
4
改DK26+160
改DK26+340
Ⅳ
180
5
改DK26+530
改DK26+680
Ⅳ
150
6
改DK26+850
改DK26+990
Ⅳ
140
7
改DK27+015
改DK27+155
Ⅴ
140
8
改DK27+620
改DK27+835
Ⅲ
215
9
改DK27+965
改DK28+121
Ⅲ
156
10
改DK28+204
改DK28+366
Ⅲ
162
11
改DK29+093
改DK29+213
Ⅳ
120
12
改DK29+400
改DK29+520
Ⅲ
120
13
改DK29+840
改DK30+010
Ⅲ
170
14
改DK32+263
改DK32+344
Ⅲ
81
15
改DK32+770
改DK32+821
Ⅱ
51
16
改DK32+821
改DK32+865
Ⅳ
44
17
改DK32+865
改DK32+910
Ⅴ
45
隧道斜井：
液扩散半径2m，每环设14孔，孔底环向间距3m，纵向间距2.6m，梅花状布置。
3斜1+74~3斜2+24段、3斜9+60~3斜10+97段、4斜8+04~4斜9+60段、5斜1+90~5斜4+00段、5斜6+65~5斜7+16段、5斜8+95~5斜9+40段、6斜0+57~6斜0+80段、6斜1+10~6斜1+90段、6斜3+25~6斜4+00段。
为保证隧道正洞或斜井在通过围岩富水断层破碎带时的施工安全、质量、进度，特制定本专项方案。
三、施工方案
1、径向注浆施工工艺详见图。
2、设计要求（如下图）
注浆孔按浆液扩散半径2m布设，注浆孔按梅花型布置，每环设14孔，孔底环向间距约300cm，纵向间距260cm。
注浆孔采用风机钻开孔，孔径为52mm。
孔口管采用C50mm，壁厚3.5mm的热轧无缝钢管，钢管长1m，孔口管应埋设牢固，并有良好的止浆措施。
3、施工工艺
（1）施工准备
（a）通过地质超前钻孔资料，分析断层地质情况。
（b）钻孔注浆和隧洞衬砌结构设计。
（c）准备注浆材料，测定性能。
根据选定的浆液配合比搅拌好浆液后，采用1mm×1mm网筛过滤，再利用叶片立式搅拌机进行二次拌和，以确保浆液均匀。
（d）安装并调试钻孔和注浆机械设备。
设备选择与配置
注浆孔的孔口段采用YQ-100潜孔钻机开孔，该机带有冲击器，开孔直径较大，适合于钻浅孔和深孔的孔口段。
孔口段成孔后，改用ZYG150型全液压钻机。
双液泵由于流量小，注浆压力高，主要用于压注浆。
单处注浆主要设备机具表
序号
名称
型号
数量
主要参数
备注
1
液压地质钻
ZYG200
1台
钻深200m，孔径52，
主力机
2
潜孔钻机
YQ100
1台
钻深30m，孔径φ50～130
开口用
３
双液注浆泵
KBY50／300
1台
流量0.05m3/min，
压力0.5～3MPa
注浆用
4
水泥搅拌机
JZ350
1台
容量0.35m3
5
水泥浆储浆桶
自制
2个
容量1.0m3
6
混合器
自制
2台
Ｔ型、Y型各10台
7
钻孔注浆台车
自制
1台
作业平台可升降
8
高压阀
2个
9
孔口闸阀
2个
10
泄压阀
2个
11
高压软管
30ｍ
Φ50
（2）止浆岩盘或止浆墙
在一般较完整的岩层顶面5m作为止浆岩盘。
若基岩节理发育，围岩破碎时应设置2~5m的止浆墙，并将墙身嵌入围岩0.3~0.5m。
止浆墙施工,为防止未注浆段地下水涌向作业面及注浆时跑浆，注浆起始处应以喷射混凝土或模筑砼做成止水浆墙，厚度不小于20cm。
后续循环注浆施工，利用预留的止浆岩盘作为止浆墙，止浆岩盘厚度根据围岩结构和岩性而定；第一环节止水盘长度为5m，其余均为3m；止浆岩盘本身要注浆密实，不留注浆盲区和死角；对于围岩极破碎、预测涌水压力很大、利用注浆加固还难以承受高压地下水的止浆岩盘，采用2～3m的模喷砼予以加强。
（3）钻孔
（a）埋设孔口管：
开孔直径为Φ52mm，长度为2m，用CS（水泥、水玻璃）砂浆埋设Φ50mm孔口管，在管口安装Φ50mm球形闸阀，作为封闭钻孔中可能会出现的涌水。
钻孔先外圈后内圈，先近后远，同一圈间隔施工，开钻段采用YQ-100型冲击钻钻孔，孔口管安装后，改用ZYG-150型液压钻机从孔口管内不断接杆钻孔至设计深度。
钻孔时，采用木制角度控制尺按设计钻孔外插角度严格控制好角度。
施钻开始时要轻加压、慢速度、多给水。
施钻过程中，认真做好孔位、进尺、起讫时间、岩体裂隙情况、孔内出涌水量、涌水压力等原始记录。
当单孔出水量小于30Ｌ/min时，可继续施钻，单孔出水量大于30Ｌ/min时，立即停止钻进并进行注浆。
（b）扫孔钻进时，观察分析回水岩芯或弃碴状态，用以判断注浆质量和调整注浆参数。
（c）钻进顺序：
注浆顺序应分批进行，为避免钻孔串浆应钻一孔注一孔，先疏后密，待每个环节注完后，可钻2～3个检查孔检查注浆效果，如未达到预期效果，应以小导管压注1：
1水泥—水玻璃浆补充注浆，导管采用φ50热轧钢管，壁厚3.5mm。
（4）注水试验
（a）成孔后注水数分钟（注水量由小到大），测定吸水量，并清洗岩层裂隙。
先对注浆管路系统压水，检查管路的通畅性和密封性，防止管路堵塞和滴漏；之后通过管路压注清水冲洗岩体裂隙，扩大浆液通路，增加浆液充填裂隙的密实性。
（b）投放连通试验材料，加水压注，作为连通试验。
（5）注浆方法
孔口管安装及防漏浆措施：
孔口管与孔壁连接处采用一端焊有法兰盘的钢管，长度根据需要确定，一般为2～3m；安装前，先在钢管上缠绕麻丝，用钻机强力推入孔中并用膨胀镙栓加固。
必要时，在孔口管段注水泥——水玻璃双液浆充填管壁与围岩间的间隙。
注浆栓塞安装：
安装前检查止浆塞的磨损程度，若发现止浆塞不能有效密封止浆，立即更换，以防止返浆或凝固后使注浆芯管无法拔出，影响正常施工。
在一般水压的钻孔中，栓塞采用人力送入孔中，采用机械膨胀栓塞；当静水头很高时，普通的止水栓塞难以人力送入孔中，必需选用小直径高膨胀压式栓塞。
栓塞的耐压强度应大于15MPa，安装时用钻机送入孔中，在钻孔夹紧状态下加压膨胀。
通过中心管向地层注浆。
注浆类型为水泥-水玻璃双液，根据注浆设计、注水试验及清孔情况、泵送能力在注浆过程中进浆情况确定用是双液。
按要求达到规定的注浆压力值，并应稳压达30分钟。
当注浆段注浆完成8小时后，可以进行隧洞开挖。
拱墙衬砌采用先墙后拱法或采用连续灌注法进行。
（6）注浆施工要点
所有注浆参数，包括注浆范围、浆液配比、胶凝时间、注浆孔数、注浆孔位、注浆顺序、注浆压力等均应通过实验进行必要调整，以便符合现场情况，达到预期压注效果。
注浆终压需达到0.5-1mpa。
注浆速度：
当单孔涌水量≥50L/min时，注入速度80～150L/min；当单孔涌水量＜50L/min，注入速度35～80L/min。
注浆结束标准：
按终压、进浆量和封堵后的出水量进行控制，达到以下标准时即可结束：
注浆异常情况处理
钻孔过程遇有突泥和单孔涌水量大于30L/min时，停止钻进退杆立即进行注浆。
注浆过程中，如果注浆压力突然增加，表明裂隙变小，浆液通路变窄，这时可改清水或纯水泥浆，待泵压恢复正常后，重新注浆；
注浆过程中，如果进浆量很大，而泵压长时间不升高时，表明遇到较大裂隙，这时可调整浆液浓度和配比，缩小凝胶时间，进行小泵量、低压力注浆，以使浆液在岩层裂隙中尽快凝胶，也可采用间歇式注浆方式处理。
4、施工措施
（1）质量控制
a）检查孔应进行取样检查。
检测固结体抗压强度，浆脉渗透状况和固结质量。
b）检查孔注水试验，即注浆前后注水量比较。
c）测定注浆渗透状态和固结状态。
d）在实施注浆过程中的异常情况进行分析和制定处理措施。
（2）安全生产
a）注浆作业人员需配备劳动保护用品，如口罩、眼镜、橡胶手套和长手套。
b）若眼睛、脸部或皮肤接触浆液时，应立即用清水或生理盐水彻底冲洗，严重时送医院治疗。
c）机电设备应设安全防护罩和漏电保护器。
d）抽换钻杆时，注意被高压泥水冲出孔口伤人。
e）钻孔中若发生涌水，应集中全力采取措施，及时注浆封堵。
、
f）加强统一指挥，相互协调，确保安全生产。
四、质量保证措施
1、成立质量领导小组
指挥部成立以总工为组长，工程部长为副组长，各分部总工、分部技术员为组员的“注浆堵水施工质量领导小组”，健全组织、体制，保证施工质量。
2、熟悉图纸，配合超前地质预报，探明断层地带情况
施工前，熟读设计图纸，并执行“超前地质预报专项方案”，以便掌握断层情况，为正确施工提供支持。
3、严格按照图纸施工
施工前，技术员根据施工图纸和超前地质预报反馈信息，做好技术交底并及时交底至施工班组，现场施工员监督班组按照图纸、技术交底施工。
4、加强过程监控，保证各工序施工质量
格栅钢架、钢拱架、锚杆、钢筋网、喷射砼等的施工质量，与断层破碎带的施工质量有密切关系，格栅、钢拱架、锚杆、钢筋网的质量要从下料加工到成品安装，全程控制施工质量；喷射砼从地材、水泥等原材料的质量，结合天气状况（地材含水率）和配合比等，控制喷射砼的质量，以确保断层破碎带初期支护的施工质量。
5、加强监控量测
严格执行“监控量测专项方案”，为后续施工收集、整理施工数据，优化施工。
五、安全保证措施
1、组织机构
指挥部成立以安质部长为组长，第一项目部、第二项目部安质部长为副组长，各分部经理、安全员为组员的“断层破碎带施工安全领导小组”，建立健全组织机构，各尽其责，使安全监控有序进行。
2、现场安全监控管理
进入隧道，所有人员一律佩戴安全帽。
严禁携带火种进入隧道。
机械操作严格执行操作规程。
3、施工安全措施
防排水作业
对富水断层，在每个掘进循环中，向隧道前进方向钻凿2个以上、深度大于4m的超前钻孔，以探明地下水情况。
随着工作面的向前推进，挖好排水沟，必要时加以辅砌。
斜井均为反坡掘进，所以必须准备足够的抽水设备，并安排适当的集水坑。
坑避或隧顶有水流出时，应凿眼安置套管集中引排，不让水漫流。
4、施工工序
尽量缩短断层带的各工序之间的距离，尽快地使全断面封闭衬砌，减少岩层的暴露、松动和地压增大。
5、开挖作业
采用爆破掘进时，严格掌握炮眼数量、深度及装药量。
风镐掘进可行时，尽量不采用爆破掘进。
采用分台阶、分部开挖法。
当分部两侧岩石软硬不同时，按先软后硬顺序交错进行。
6、支护作业
断层地带的支护宁强勿弱，且经常检查加固。
破碎带开挖面要及时喷护，紧跟假设拱架（格栅）。
7、衬砌作业
断层破碎带施工，衬砌紧跟开挖面。
衬砌断面尽早封闭。
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