管棚注浆工艺试验方案.docx
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管棚注浆工艺试验方案
隧道管棚注浆工艺试验方案
1编制依据及编制范围
1.1编制依据
（1）新建铁路磨丁至万向线施工图（DK224+429.5森村隧道设计图、DK230+957那米村一号隧道设计图、DK233+889那米村二号隧道设计图、DK246+857.6卡西隧道设计图）；
（2）新建铁路磨丁至万象线设计附图（磨万隧附08）；
（3）中国水电建设集团国际工程有限公司所拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法及科技成果和多年积累的工程施工经验；
（4）国家相关法律、法规和老中铁路有限公司规章制度；
（5）我公司经认证中心认证的质量管理体系、职业健康安全管理体系、环境管理体系；
（6）相关技术标准、施工指南及老中铁路有限公司下发的相关文件：
《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》（铁建设〔2010〕120号）
《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）
《铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10417－2003）
《铁路隧道工程施工安全技术规程》TB10304-2009
《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010
《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设〔2010〕241号）
1.2编制目的
为确保隧道管棚注浆质量达到设计及施工图的要求，特编制本方案。
1.3编制范围
新建铁路磨丁至万向线Ⅳ标Ⅱ分部（森村隧道、那米村一号隧道、那米村二号隧道、卡西隧道）四座隧道管棚注浆工艺试验施工，试验地点选在森村隧道斜井大管棚处，桩号DK261+732。
1.4地质概况
森村出口上覆第四系全新统冲洪积层粉质黏土、细砂、卵石；坡洪积层粉质黏土、碎石土；坡残积层粉质黏土，下伏基岩为石炭系板岩夹砂岩、灰泥岩等。
那迷一号隧道属构造剥蚀、溶蚀低山地貌。
地形波状起伏，地面高程480m-700m，相对高差约220m。
区内地表上覆第四系全新统坡残积层粉质黏土，厚2-6m；隧道通过浅变质岩地层，岩性主要为板岩、砂岩夹灰岩，岩质软硬不均，岩体受区域构造影响较大，岩体较完整～破碎均有。
同时隧道通过可溶岩与非可溶岩接触地带可能揭示地下溶洞，产生突泥、突水。
地下水为孔隙潜水、基岩裂隙水及岩溶水，其含量一般至较丰富，地下水对混凝土结构无侵蚀性。
线路于DK231+255附近与夫劳比山复式向斜相交，受构造影响，岩体破碎。
那迷二号隧道进出口属构造剥蚀、溶蚀低山地貌。
地形波状起伏，地面高程480m～880m，相对高差400m。
区内地表上覆第四系全新统坡残积层粉质黏土，厚2-8m；隧道通过浅变质岩地层，岩性主要为板岩、砂岩夹灰岩，岩质软硬不均，岩体受区域构造影响较大，岩体较完整～破碎均有。
同时隧道通过可溶岩与非可溶岩接触地带可能揭示地下溶洞，产生突泥、突水。
地下水为孔隙潜水、基岩裂隙水及岩溶水，其含量一般至较丰富，地下水对混凝土结构无侵蚀性。
测段位于与夫劳比山复式向斜南东翼近核部地带，受构造影响，岩体破碎，围岩级别低，另隧道进出口、洞身浅埋地段，隧道围岩稳定性差，隧道施工中极易产生局部或整体的坍落。
隧道进出口边坡土层及基岩全风化层较厚，雨季易产生表土溜塌。
卡西隧道通过岩性为三叠系（T）砂岩、泥岩夹石英砂岩、煤线。
万荣向斜核部轴线与线路于DK247+140附近呈约48°相交，轴线呈弧形展布，线路附近呈E-W向，沿东方向逐渐转为S45°E，全长约25公里，南部被冯夫山断层切割破坏。
受区域地质构造影响，洞身岩体节理裂隙发育，围岩稳定性差，特别是通过向斜核部地段，地下水丰富，作好超前地质预测预报。
隧道出口右侧存在顺层偏压。
2管棚注浆设计简介
（1）注浆材料：
水泥浆。
（2）注浆顺序：
管棚注浆应采取间隔跳孔的方式进行，以避免相邻孔注浆时发生串浆。
（3）浆液配合比：
具体浆液配合比由现场实验确定。
（4）注浆压力：
注浆压力一般为1.0~2.0MPa，具体注浆压力由现场实验确定。
（5）注浆结束标准：
采用单孔注浆结束标准：
a注浆压力逐步提高，当达到设计终压并继续稳定10min；
b注浆量不小于设计注浆量80%；
c进浆速度为开始进浆速度的1/4。
3管棚注浆试验作业前的准备
3.1注浆工艺流程
图3.1管棚注浆工艺流程图
3.2技术准备
技术准备工作分为内业技术准备和外业技术准备。
内业技术准备主要包括：
认真阅读、审核施工图纸和施工规范；进行临时工程设施的具体设计；编写各种有针对性的质量、安全保证措施；编写施工安全手册，组织施工人员岗前技术培训。
外业技术准备主要包括：
现场详细调查与地质勘探；进行地材调查、室内试验；各种检测仪器设备的标定，办理计量合格证书；水泥浆液配合比的配制选定；施工作业中所涉及的各种外部技术数据。
技术准备工作做到“准备项目齐全，执行标准正确，内容完善齐备，超前计划布局，及时指导交底，重在检查落实”。
3.3配合比设计
隧道管棚注浆水泥浆液配合比由中国水电建设集团国际工程有限公司磨万铁路第Ⅳ标项目经理部第Ⅱ分部试验室委托中国水电建设集团磨万铁路建设指挥部中心实验室进行设计，并经中咨监理·甘肃铁科联合体磨万铁路第Ⅱ标监理站审核批准使用。
隧道管棚注浆水泥浆液配合比选定报告详见下图：
3.4材料
（1）水泥：
水泥采用老挝万荣二厂水泥有限公司生产的P.O42.5型，水泥用量不小于设计配合比用量（1135kg/m3）。
水灰比为0.55。
（2）水：
混合水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质，不得使用污水及pH值小于4的酸性水和含硫酸盐量按SO42-计算超过混合用水重量的1%的水。
3.5机具、设备
森村隧道斜井管棚注浆试验计划配置以下机械：
表3-4-1管棚注浆试验计划机械配置表
序号
机械设备名称
规格及型号
数量（台）
技术状况
1
管棚钻机
Atlans钻机
1
良好
2
注浆泵
M400
1
良好
3
双层搅拌桶
YDK-180
1
良好
3.6人员配置
隧道管棚注浆试验人员计划配置如下：
表3-5-1管棚注浆试验计划人员配置表
序号
职务或工种
数量
1
管理人员
2
2
注浆记录员
1
3
质检员
1
4
试验员
1
5
杂工
2
6
合计
7
4管棚注浆试验质量验收标准
注浆浆液强度和配合比应符合设计要求，且浆液应充满钢管及周围的空隙。
5管棚注浆施工方法及保证措施
5.1施工方法
①施工准备
施工人员应佩戴好安全帽、手套、水鞋等安全防护用品，拌制浆液的操作人员要戴好护目镜，穿长筒胶鞋。
采用高压水对管棚内的杂物进行冲洗，由下至上的顺序进行。
②浆液拌制
注浆材料：
注浆材料为水泥浆。
每盘浆液时间不得少于5min，浆液搅拌要均匀、不得有结块、沉淀，否则应适当延长搅拌时间，待浆液拌匀后，方可注入管棚内。
浆液应在现场随伴随用，浆液要具有良好的流动性、可注性。
③注浆管的设置
注浆采用孔口注浆管注浆，利用自制的管口封孔装置（采用注浆套管与管棚用套丝连接或采用Φ10mm钢板焊接，然后在其上设置注浆管及安装排气管），孔口排气管与注浆管，由阀门来控制开关，排气管采用Φ20塑料管，插入距孔底20cm处，然后连接注浆管等各种管路，利用锚固剂封闭掌子面与管棚间的孔隙，防止漏浆。
关闭孔口阀门，开启注浆泵进行管路压水试验，如有泄漏及时检修，试验压力等于注浆终压。
④注浆
注浆施工应严格按照注浆机操作规程作业，在注浆前充分做好各项准备工作，特别是对机具设备的检修工作，发现问题及时排除，使其处于良好状态。
注浆时注浆管口不得对准人体，避免高压浆液对人体伤害，作业过程中还应防止注浆管爆管对施工人员造成伤害。
开机注浆前认真检查注浆管路系统，包括混合器、接头、阀门等，如有破损立即更换，不好用的接头、阀门，不得使用，防止在高压下发生脱扣的危险事故。
并且预先在洞外将管路全部接通，进行试压，试压可用清水进行。
在试压时，如管路不通或接头有漏水现象，予以排除，保持管路系统各部件完好畅通。
浆液配合比初拟为1：
0.55，注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。
注浆顺序按照由低到高、由下往上，交错进行。
在注浆过程中，所有拆卸下来的接头、阀门，安排专人及时清洗干净，以备轮换使用。
注浆机注浆压力应控制在：
初压0.5～1.0MPa，终压2.0MPa。
注浆量应满足设计要求，一般为钻孔圆柱体的1.5倍；若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满。
采用单孔注浆结束标准：
a注浆压力逐步提高，当达到设计终压并继续稳定10min；
b注浆量不小于设计注浆量80%；
c进浆速度为开始进浆速度的1/4。
注浆结束后用M10水泥砂浆填充钢管，以增强管棚强度。
5.2管棚注浆试验过程控制措施
针对本标段地质特点，根据设计要求和实际施工需要，我部将在森村隧道斜井进行管棚注浆工艺试验。
注浆时通知监理工程师进行现场见证与确认。
管棚注浆工艺试验结束后，由试验室出具检测结果，确定满足设计要求的管棚注浆浆液施工配合比。
工程技术部根据管棚注浆工艺试验方案及注浆检测结果，向监理单位报送管棚注浆工艺总结报告。
经监理单位审批后指导后续施工。
5.3管棚注浆试验质量控制措施
（1）严格控制浆液配合比
根据施工现场双层搅拌桶的容积，确定单次投料比例为：
水116kg、水泥200kg。
拌制好的浆液由试验员检测浆液稠度，合格后经滤网放入下层搅拌桶。
上层搅拌桶浆液放完后，清除滤网上的附着物，重新按水116kg、水泥200kg配制浆液待用，由试验员检测浆液稠度，合格后方能经滤网放入下层搅拌桶。
施工现场管理员、质检员和试验员需严格把控。
（2）注浆顺序严格按设计要求执行
注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。
注浆顺序按照由低到高、由下往上，交错进行。
施工现场管理员和质检员需严格把控。
（3）注浆泵压力表的检验校正
注浆泵压力表必需是合格产品，并经试验室检验校正，其最大量程应为3MPa。
施工现场管理员、质检员和试验员需严格把控，经常检查注浆压力表的准确度。
（4）注浆过程中，施工现场管理员随时检查孔口、邻孔、覆盖层较薄部位有无串浆现象，如发生串浆，应立即停止注浆，采用间歇式注浆封堵串浆口，也可采用麻纱或锚固剂封堵，直至不再串浆时再继续注浆。
（5）注浆结束标准严格按设计要求执行。
采用单孔注浆结束标准：
①注浆压力逐步提高，当达到设计终压并继续稳定10min；
②注浆量不小于设计注浆量80%；
③进浆速度为开始进浆速度的1/4。
（6）配置的浆液应在规定的时间内用完，超过时间必须当废浆处理。
（7）注浆结束后，必须钻孔检查注浆效果，如未达到设计要求时需要补孔注浆。
6管棚注浆工艺总结
管棚注浆工艺试验结束后，由试验室出具检测结果，确定满足设计要求的管棚注浆浆液施工配合比。
工程技术部根据管棚注浆工艺试验方案及注浆检测结果，向监理单位报送管棚注浆工艺总结报告。
经监理单位审批后指导后续施工。
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