全断面帷幕注浆资料.docx
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全断面帷幕注浆资料
目录
一、编制依据1
1.1编制依据1
1.2编制范围1
二、工程概况1
三、钻孔及注浆施工工艺2
3.1注浆工艺及要求2
3.2全断面超前（帷幕）预注浆施工工艺3
3.3超前钻孔参数设计4
3.4止浆墙施工5
3.5钻孔注浆施工6
3.6注浆效果检查10
3.7人员、设备配套和预注浆进度安排11
3.8主要技术措施及注意事项12
四、工程质量保证措施13
五、安全保证措施14
5.1安全控制点14
5.2安全生产技术保证措施14
5.3施工现场的安全措施15
5.4用电安全保证措施15
5.5隧道施工安全15
六、环境保护、水土保持保证措施16
6.1管理措施16
6.2环境保护、水土保持的保证措施16
杨林隧道超前帷幕预注浆施工方案
一、编制依据
1.1编制依据
《公路隧道施工技术细则》（JTG/TF60-2009）
《公路隧道施工技术规范》（JTJF60-2009）
公路工程施工安全技术规程（JTJ076-95）
交通运输部公路局《高速公路施工标准化技术指南（隧道）》
昆明绕城高速公路东南段A2标《三阶段技术设计》
昆明市的水文、气象及本工区的地质资料
本单位成熟的施工经验
1.2编制范围
根据对隧道的勘测资料分析，对部分段落进行注浆设计，施工中应根据超前地质预报预测的结果，优化调整注浆段落、注浆参数、注浆范围以及注浆方式等，超前帷幕注浆段落见下表：
序号
起讫里程
长度（m）
注浆方式
注浆目的
1
ZK13+710-ZK13+830
120
超前帷幕注浆
堵水和保证施工安全
2
ZK15+930-ZK16+030
100
超前帷幕注浆
保证施工安全
3
ZK18+270-ZK18+350
80
超前帷幕注浆
堵水和保证施工安全
4
ZK18+530-ZK18+590
60
超前帷幕注浆
堵水和保证施工安全
5
ZK18+990-ZK19+070
80
超前帷幕注浆
堵水和保证施工安全
6
ZK19+150-ZK19+210
60
超前帷幕注浆
堵水和保证施工安全
二、工程概况
国家高速公路网昆明绕城高速东南段建设项目第A2工区起讫里程桩号为K13+140～K19+740，线路长6.6km。
本标段主要施工任务主要工程为杨林隧道。
杨林隧道为双向分离式隧道，本隧道采用三心圆曲墙式断面，主洞采用拱部半径8.6m、侧墙半径为5.3m的三心圆衬砌断面。
内轮廓净空宽度15.266m，隧道轮廓标准断面净空面积97.92m2，净空周长40.08m，内轮廓扁平率0.639，高跨比0.508，矢跨比0.121。
根据勘测资料，隧道区有2条断层破碎带，与线路呈大角度相交。
隧道为富水隧道，可溶性地层预测单位长度隧道通过含水层稳定涌水量88.31m3/d，单位长度最大涌水量32228.79m3/d。
地震动峰值加速度大于等于0.4g，地震烈度为IX度。
三、超前帷幕钻孔及注浆施工工艺
3.1注浆工艺及要求
（1）注浆前，在类似地质条件下的岩层中进行注浆试验，初步掌握浆液填充率、注浆量、浆液配合比、胶凝时间、浆液扩散半径、注浆终压等指标。
（2）空口位置应准确定位，与设计位置的允许偏差为+5cm，偏角应符合设计要求，没钻进一段，检查一段，即使纠偏，孔底位置偏差应小于30cm。
（3）注浆孔开孔直径不小于108mm，终孔直径不小于90mm。
（4）钻孔和注浆顺序应由外向内，同一圈孔间隔施工
（5）帷幕注浆孔采用前进式和后退式注浆均可，正面封堵孔则采用后退式注浆。
（6）空口设1mΦ108注浆管，埋设牢固，并有良好的止浆设施。
（7）一个孔段的注浆作业一般应连续进行到结束，不宜中断，尽量避免因机械故障、停电、器材等问题造成的被迫中断，对于因实行间歇注浆、制止串浆冒浆等而有意中断，应先将钻孔清理至原深度以后再行复注。
3.2全断面超前（帷幕）预注浆施工工艺
超前帷幕预注浆施工工艺流程图
3.3超前钻孔参数设计
3.4止浆墙施工
（1）止浆墙的设置要求:
当超前地质预报预测出工作面前方水压较大或围岩破碎，需要进行全断面帷幕注浆时，为防止承压水和受压浆液从工作面漏出，并保证能用最大的注浆压力把浆液注入含水层的裂隙中，使之沿裂隙有效地扩散，在工作面挂设Φ6钢筋网20*20cm,0.2m厚C20喷射混凝土止浆墙。
（2）止浆墙施工基面清理:
在准备施工止浆墙的预定位置清理围岩，把隧道周边破碎岩石、浮碴清理干净，尤其是底板，要清理到硬底。
用风镐向周边围岩开挖沟槽，深度1.0～1.2m。
当围岩破碎，虚碴很深或节理裂隙发育、导水性强时，可用风钻向岩体深处打注浆孔，埋设的注浆管，用早强水泥加固周边岩体。
然后再开挖沟槽，使之符合止水墙的要求。
（3）止浆墙施工:
在清理好的岩面后挂设Φ6钢筋网20*20cm，然后采用20cm厚的C20喷射混凝土封闭。
（4）止浆墙外侧隧道围岩的加固:
止浆墙施工完毕，待混凝土强度达到设计值75%以后时才能注浆，为保证注浆加固和堵水的成功，在等强期间，还要对止浆墙体附近一定范围内的隧道围岩进行加固，加固范围视围岩体裂隙发育情况而定，一般两侧各15～20m。
在此范围内，每2～3m划分一个断面，每断面在隧道周边布置7～12个注浆孔，用风钻打眼造孔，直径为Φ42mm的注浆管，用双液浆或者早强水泥加固围岩。
3.5钻孔注浆施工
（1）施工准备:
钻孔前按照设计及钻机所在位置，计算出各钻孔在工作面上的坐标，放样出注浆孔的准确位置，开孔前保持钻机前端中点与掌子面钻孔位于同一轴线上，固定钻机，保证钻杆中心线与设计注浆孔中心线相吻合，钻机安装应平整稳固，在钻孔过程中也应检查校正钻杆方向。
（2）开孔:
钻机采用低压力、慢钻速，采用Φ110钻头开孔，钻深3m，退出钻杆。
（3）孔口管安装:
钻孔3m后安装孔口管，孔口管是一端焊有法兰盘的钢管，长度为3m。
孔口管的作用：
安装压力器；测量钻孔出水压力及涌水量；安装注浆栓塞；出现孔口涌水时及时关闭。
①孔口管的安装范围：
全部注浆钻孔孔口。
②孔口管的安装方法：
安设孔口管前，先在钢管上缠绕麻丝，用钻机强力推入孔中并用膨胀螺栓加固，以免测量水压或注浆时钢管冲出孔外，影响注浆和危及人身安全。
③所有钻孔均应采用湿钻法钻孔：
钻进过程中如遇特殊情况，则应分析原因后会同有关单位共同制定处理方案，若钻进中钻孔遭堵塞，则应重钻。
若涌水量及涌水压力较大时，在出水孔附近2～4m范围内钻1～2个分流孔，以减少涌水压力，方便注浆或直接注浆后再钻进。
钻孔过程检查和钻孔保护：
所有钻孔都必须检查设计孔深并在钻孔过程中详细记录孔位、孔深、水压、出水量等，经监理工程师检查后开始进一步钻孔或进行注浆。
对所有钻孔，均应妥加保护，直到验收合格开始注浆为止。
⑤钻孔冲洗和压水试验：
一般情况下，超前注浆孔不需要清洗，对涌泥的超前注浆孔也不宜清洗，应根据现场情况会同监理后再采取相应措施。
冲洗一般采取风水联合冲洗或用导管通入大流量水流，从孔底向孔外冲洗的方法进行冲洗；裂隙冲洗方法根据不同地质条件，通过现场试验确定。
压水试验应在裂隙冲洗后进行，采用“简易压水”、“单点法”、“五点法”进行压水试验。
简易压水试验应在裂隙冲洗后进行，压力为80％的注浆压力，该值若超过1Mpa时，采用1Mpa；压水20min，每隔5min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量，其成果以透水率表示。
单点法、五点法试验和基岩固结注浆检查孔的试验按规范（DL/T5148-2001）相应要求执行，其中检查孔的数量应不少于注浆总孔数的5％。
（4）制浆:
施工前应对不同水灰比、不同掺和料和不同外加剂的浆液进行下列项目的试验：
浆液配制程序及拌制时间；浆液密度或比重测定；浆液流动性或流变参数；浆液的沉淀稳定性；浆液的凝结时间，包括初凝和终凝时间；浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性。
一般情况下，制浆参数如下：
水泥-水玻璃双液浆：
水泥浆与水玻璃浆液体积比1:
0.5，凝胶时间1～3分钟。
并加入缓凝剂及速凝剂来调整凝胶时间，可调范围为十几秒到几十分钟。
双液浆的配制：
水泥浆的配制同上，水玻璃浆的配制在搅拌桶内加一定量的清水，再放入一定量的浓水玻璃，搅拌均匀即可。
两种浆液通过注浆机在混合器处混合后进入地层。
为保证浆液质量，制浆材料准确计量，水泥、缓凝剂、速凝剂等固相材料采用重量称量法，水、水玻璃采用体积称量法。
其中水、水泥、水玻璃称量误差不应大于2%，外加剂称量误差不应大于1%。
严格按顺序加料，有外加剂的浆液中，外加剂未完全溶解，不得加入水泥。
搅拌时不得将绳头、纸片等杂物带入搅拌机内，搅拌后的浆液必须经筛网过滤后方可进入注浆机。
掺有缓凝剂的水泥浆必须在30分钟内用完。
各类浆液必须搅拌均匀，测定浆液密度和黏滞度等参数，并做好记录。
纯水泥浆液的搅拌时间，30s～3min，浆液通过二级搅拌桶时过筛，从开始制备至用完的时间小于4小时。
拌制超细水泥浆液时，应加入减水剂和采用高速搅拌机，高速搅拌机搅拌转速应大于1200r/min，搅拌时间应通过试验现场确定。
细水泥浆液的搅拌，从制备至用完的时间宜小于2h。
确保浆液的良好性能。
（5）钻孔注浆:
矿研多功能快速钻机RPD-180CBR采用最新氮气充压式高压防突止水止浆装置，重20kg，耐压10Mpa（100bar），封闭后，不影响钻杆动作，便于注浆施工。
钻头后部配有单向阀，防止高压水或浆液从钻杆内部返回。
孔口止水装置封闭后防止高压水或浆液从孔壁返回掌子面。
防突止水止浆装置
矿研多功能快速钻机RPD-180CBR既可以利用钻杆钻到预定位置之后，撤出钻杆，在孔口将浆液注入。
但此方法适合能够成孔或塌孔不太严重的地质情况，注浆孔不宜过深；又可以利用钻杆钻到需要改良的位置之后，直接通过钻杆把浆液注入孔底，实现边钻边注的钻注一体化注浆工艺，完成地质改良。
此工法适用于难于成孔的破碎带或软弱地层，以及高压涌水丰富的地带。
1 前进式分段注浆，注浆前在止浆岩盘内埋设Φ127无缝钢管作为空口管，孔口管长3米。
空口外漏0.2～0.3m，后续注浆段采用Φ90mm钻头成孔。
钻进后不退钻杆，直接利用钻杆注浆。
注浆后立即钻进，直至预定位置，避免前进式孔口注浆扫孔的弊端。
注浆方式示意图见“前进式注浆方式示意图”。
前进式注浆方式示意图
2 后退式分段注浆：
利用钻杆钻到设计深度之后，直接通过钻杆把浆液注入孔底，实现边钻边注的钻注一体化注浆工艺，完成地质改良。
此工法适用于难于成孔的破碎带或软弱地层，以及高压涌水丰富的地带使用双浆液或单浆液，钻至预定深度后不退钻杆，直接通过钻杆注入孔底，边注边退，避免孔口注浆浆液难以到达孔底的弊端。
注浆方式示意图见“后退式注浆方式示意图”。
后退式注浆方式示意图
注浆顺序:
从外圈向里圈注浆。
每环注浆孔先施工奇数编号注浆孔，然后施工偶数编号注浆孔同时作为检查孔，如果不能达到标准，则另设检查孔。
注浆结束标准:
注浆结束标准以定压和定量为主，注浆压力达到设计终压，并且注浆速度小于5L/min超过20min时，即可结束本孔注浆。
当注浆过程中长时间压力不上升，并且达到设计注浆量时，应缩短浆液的凝胶时间，并采取间歇注浆措施，控制注浆量。
当设计孔全部达到结束标准并注浆效果检查合格时，即可结束本循环注浆。
注浆材料以及注浆压力：
注浆材料采用水泥浆（必要时采用水泥-水玻璃双浆液）浆液水灰比根据实际地质情况以及注浆的不同时段实验确定，初拟如下：
水泥浆的水灰比为0.5：
1~1：
1；双浆液配比参数为：
C:
S=1:
（0.6~1.0）（体积比），水泥浆水灰比0.8：
1~1：
1，水玻模数2.6~2.8，水玻璃浓度为35B。
注浆压力：
设计注浆压力（终压值）为注浆处静水压力的2~3倍；如果没有静水压力，则预估注浆压力值为初压0.5~1MPa,终压3~5MPa。
3.6注浆效果检查
注浆效果检查采用钻孔检查法，根据注浆状况，确定检查孔位置。
一个注浆段的注浆孔全部注完后，钻2～3个孔对注浆效果进行检验，并取岩芯观察浆液充填情况，同时检查孔内涌水量不应大于0.2L/minm，且某一处的漏水量不应大于10L/min；或者进行水压实验：
在1MPa压力下检查孔进水量应小于2L/minm。
否则应加密钻孔注浆。
再次压注直到达到设计要求为止。
3.7人员、设备配套和预注浆进度安排
杨林隧道是大断面的公路隧道。
该隧道注浆堵水规模大，施工组织成立专业化注浆作业班组，钻孔注浆的机械配置数量充足，机械性能优、功效高。
（1）、注浆施工人员安排
成立钻孔注浆作业队，具体人员配备及职责分工见下表
分工
人员
人数（个）
职责
职责
副经理
1
负责注浆施工协调工作
隧道注浆工作
钻孔班长
3
负责钻孔施工实施
隧道注浆工作
注浆班组组长
3
负责注浆施工实施
隧道注浆工作
技术负责人
1
负责注浆施工方案制定
隧道注浆工作
技术人员
2
负责注浆施工技术指导
隧道注浆工作
试验工程师
2
负责注浆施工浆液配置
隧道注浆工作
质检工程师
1
负责注浆施工质量控制
隧道注浆工作
司钻工
12
负责注浆施工钻孔作业
隧道注浆工作
技工
15
负责注浆施工作业
隧道注浆工作
合计
40
（2）钻孔注浆设备配置
序号
机械名称
规格或型号
单位
数量
备注
1
多功能钻机
RPD-180CBR
台
1
2
空压机
24m3
台
4
3
风钻
YT-24
台
8
4
注浆泵
台
6
2台备用
5
搅拌机
台
6
2台备用
6
挖掘机
CAT320
台
2
7
装载机
ZL50
台
3
8
小型农用车
5T
辆
2
（3）、注浆进度安排
注浆进度计划：
全断面帷幕注浆（注浆段长30m，开挖22m）60天/循环，顶水注浆5天/循环。
全断面帷幕注浆进度计划安排见下表:
工序名称
工期（d）
备注
施工准备、止浆墙施工
5
各工序平行作业。
测量放线、标定孔位
1
钻机、注浆台车就位
1
钻孔注浆施工
20
注浆效果检查
3
合计
30
30
3.8主要技术措施及注意事项
（1）钻孔过程中，如遇到钻出水量明显增加时，则停止钻进，尽量减少钻注施工过程中水量排出，安设注浆管注浆。
（2）注浆前先进行注浆现场试验，注浆参数通过现场试验在实际施工中根据具体情况及时调整，以获得较好的注浆加固效果。
（3）配制浆液严格按照制浆要求按顺序投料，不得随意增减数量；水泥在倒入搅拌桶前捡去其中的水泥纸及包装线，要在倒入口安装一用滤网加工的过滤筛。
（4）水泥浆搅拌好放入储浆桶后，在吸浆过程中不停搅动，防止浆液离析，影响配比参数。
（5）注浆泵吸浆头用纱网包裹，并间隔一定时间提起吸浆头晃动，防止浆液堵塞吸浆头。
（6）注浆管路连接完毕后，先压水检查注浆管路的密闭性，各种连接连接牢固，防止高压下脱开伤人。
（7）注浆开始时，先打开进浆阀，再关闭泄浆阀，注浆结束时，先打开泄浆阀，再关闭进浆阀，待泄压后拆卸注浆管路。
（8）注浆过程中遇到突然停电时，要立即用高压水冲洗净管内的浆液，与洞外联系后如停电时间较长时，注浆管全部拆下冲洗，注浆泵也要拆洗，将搅拌机中浆液放入储浆桶后清洗搅拌机。
（9）注浆过程中，若地层吸浆量很大，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。
（10）注浆过程中，如注浆压力突然上升，立即停止注浆工作，打开泄浆阀泄压，查明原因后再决定该孔是否继续注浆，如系管路堵塞，清除故障后继续注浆，如管路未堵塞，接管注浆时仍旧出现压力突然上升，可结束该孔注浆。
（11）注浆过程中，如发生串浆现象，可关闭该串浆孔继续注浆，但若发生频繁时，应加大钻孔与在注浆孔的间隔或同钻同注，减少串浆现象。
（12）注浆过程中，如跑、漏浆现象严重时，可通过间歇注浆或通过调整浆液配比缩短凝胶时间的方法进行封堵，但若无效时，可暂停该孔注浆。
（13）注浆过程中，要保持注浆管路畅通，防止因管路堵塞而影响注浆结束标准的判断。
（14）严格按照设计注浆段长进行分段注浆，不得任意延长分段长度，必要时可进行重复注浆，以确保注浆质量。
严格进行注浆效果检查评定，符合要求时才能结束注浆作业。
当未达到注浆结束标准时，进行补孔注浆。
（15）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。
四、工程质量保证措施
施工项目的质量控制是从工序质量到分项工程质量、分部工程质量、单位工程质量的系统控制过程，也是一个由对投入原材料的质量控制开始，直到完成工程质量检验为止的全过程的系统过程。
影响施工项目质量的因素主要有五大方面：
人、材料、机械、方法和环境，事前对五个方面的因素严加控制，是保证施工项目质量的关键。
（1）事前质量控制重点是做好施工准备工作，且施工准备工作要贯穿于施工全过程中。
主要工作内容包括图纸会审、施工组织设计和施工方案的控制、做好接桩复测工作、建立中心试验室、根据工程特点，制定工程质量预防措施，消除施工过程中潜在的不合格因素，消除质量通病。
（2）过程质量控制策略是：
全面控制施工过程，重点控制工序质量。
具体措施有：
－－工序交接有检查；－－技术措施有交底；
－－隐蔽工程有验收；－－设计变更有手续；
－－质量预控有对策；－－图纸会审有记录；
－－计量器具校正有复校；－－质量事故处理有复查；
－－施工项目有方案；－－配制材料有试验；
行使质控否决（如发现质量异常、隐蔽工程未经验收、质量问题未处理、擅自变更设计图纸、擅自代换或使用不合格材料、未经资质审查的操作人员无证上岗等，均应予以否决）；
质量文件有档案（凡与质量有关的技术文件，如水准点、坐标位置，测量放样记录，沉降、变形观测记录，图纸会审记录，材料合格证明、试验报告,技术交底记录，各种施工原始记录、隐蔽工程记录，设计变更记录，竣工图表等都要编目建档）。
（3）事后质量控制具体工作内容有：
准备竣工验收资料，组织自检和初步验收；按规定的质量评定标准和办法，对完成的分项、分部工程和单位工程进行质量评定；组织竣工验收。
五、安全保证措施
5.1安全控制点
帷幕注浆施工安全管理的控制点见下表
序号
项目
控制内容
1
高空作业
安全网、塔架、脚手架的搭设的施工安全、高边坡的防护
2
隧道施工
防止坍方、防突水涌水
3
施工用电
隧道掌子面低压用电、是否有乱拉乱接电线、电工持证上岗
4
施工机械
驾驶员持证上岗、机械设备不能带病作业、洞内运输的安全
5
交通安全
司机酒后不能开车、不违章行车，杜绝无证驾驶、违章开车
5.2安全生产技术保证措施
工程开工前编制有安全技术专项施工方案，必须严格编、审、批手续程序。
每一工序开工前，在技术交底的同时，必须进行安全交底，所有制定的施工方案必须有安全注意事项、安全保证措施和安全应急预案。
特殊作业人员包括机械司机、电工、电焊工、爆破工等必须进行专业培训，经考试合格后，持证上岗。
5.3施工现场的安全措施
杨林隧道洞口设门禁系统，制定严格隧道进出洞管理登记制度。
掌子面设应急救生包：
内存放10人左右一天应急食物及饮用水；箱内备包扎纱布、消毒药水、常见外伤药等。
应急食品定期更换，并在洞内配备救生爬梯、手电筒，安装应急灯。
5.4用电安全保证措施
在施工区、生活区和道路旁设置照明系统，且确保照明亮度。
在非作业地段和成洞区照明电压采用220V，在作业段照明采用36V电压。
临时设施及变压器等外用电设施，严格遵守《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ48-88）的有关规定采取防护措施。
在工作区内高压电力线路的架设顺直，电杆牢固稳定，保证绝缘良好。
施工中加强机具、电器设备的检查与维修，各种施工机械和电器设备均设置漏电保护器确保用电安全。
5.5隧道施工安全
存在突水、突泥可能的地段，我工区遵照国家安全生产法和行业有关安全生产规定，建立专门的安全生产机构，针对本隧工程特点制定防止涌水、突泥施工灾害的措施和应急预案，并报相关单位审批。
施工前，应针对本隧道工程特点对参建人员进行各项安全生产作业培训，开展涌水、突泥应急处理和事故抢险演练，参建人员必须经考核合格方可上岗。
①施工中加强超前地质预报和施工地质工作，逐段核实地质信息，开展施工期涌水突泥风险评估，若与设计不符，应及时提出，以便处理，必要时应及时采取应急措施。
②施工中加强洞内地下水的引排，避免因洞内积水恶化工程环境。
隧道开挖过程中应加强排水措施，排水沟槽、管路要注意防漏防渗，避免引起围岩软化。
隧道反坡排水地段，配备抽排水设备和电源，以避免发生涌水时施工受阻，威胁施工安全。
③施工中加强对突水、突泥现象征兆的监测，当预测有突水、突泥征兆时，应及时组织相关工区人员及机械设备撤离。
④富水隧道掌子面后方，每30m设置一处救生爬梯，隧道左右交错布置。
六、环境保护、水土保持保证措施
6.1管理措施
设立环保机构，切实贯彻环保法规，强化环保、水保管理，健全管理机制，定期进行环保、水土保持检查及时处理违章事宜，并与当地的环保部门、水政主管部门建立工作联系，接受社会及有关部门的监督。
建立健全环境保护奖惩制度。
加强环保、水保教育，宣传有关环保、水保政策，强化职工的意识。
封闭施工区域，并在区界挂以醒目整洁的环保、水保语言和企业精神等标牌。
6.2环境保护、水土保持的保证措施
（1）施工前做好周围，村落生产生活用水的备用水源方案，尽量降低工程地居民生产生活用水的影响。
（2）施工中，当地表水监测点出现非季节性和非正常水位降低等动态变化、或水质出现明显变化，应立即上报有关部门，查明原因，适当增加监测和上报频率，延长监测时限，特别应注意重点水源的监测。
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