TSS管后退式注浆工艺总结.docx

1、TSS管后退式注浆工艺总结TSS 管后退式注浆工艺总结一、工程概述厦门东通道（翔安隧道）翔安端通风竖井中心桩号为 YK11+300（测设 中线右偏 6.07m），位于海域浅滩段，距右洞口 1310m，距海堤 930m。断面 为圆形，净空半径 8.3m，对右线隧道进行送排风，同时还作为左线行车隧 道的紧急情况排烟通道。竖井顶面高程为 5.5m，井底路面设计标高为45.947m，井深约 52m。竖井场地总体地质条件较复杂，地层从上至下为：人工填土层，淤泥 层，淤泥混砂层（薄层，呈透镜体状） ，粗砂层，全风化黑云母花岗岩层， 强风化黑云母花岗岩层，弱风化微风化黑云母花岗岩层。地下水位 -0.8m 左

2、右。粗砂层为富含水层，透水性强， K3.545m/d ，层厚约 811m；全 强风化黑云母花岗岩层含基岩裂隙水，为弱透水层， K0.367m/d ，层厚约 812m。二、现场情况2006年 6 月 9 日凌晨 1 时和中午 11：40时，竖井于同一位置发生两次 涌砂突水，最大涌砂约 60m3/ 分（所幸人员机械撤离及时， 未造成安全事故）。 现场紧急采用砂袋反压，控制险情进一步扩大。涌砂发生后，经有关各方 研究决定，在竖井周围再增加两排高压旋喷桩。虽然新增高压旋喷桩严格 按照设计施工，但没有达到预期效果。经过相关各方研究决定，为了确保 施工安全，竖井在开挖前必须进行井内补充注浆加强。自 200

3、6 年 7 月 29 日至 2006 年 8 月 16 日，先后三次在竖井底部封闭掌子面全断面帷幕注浆 或钢板桩上割孔环向注浆，但都未达到止水效果。吸取前段时间注浆经验， 在竖井施工完钻孔灌注桩后，继续采取 TSS管注浆。三、注浆目的为彻底解决含水砂层注浆止水技术难题，对竖井砂层段进行 TSS 管注浆加固止水，以确保安全开挖竖井砂层段。同时，也为正洞即将开挖至砂 层段提供更加可靠的注浆参数：1、 分析注浆材料的可靠性及临海砂层可注性；2、 模拟暗挖隧道和竖井注浆埋置深度，观察注浆压力、注浆量对周 边环境的影响和注浆的安全性， 进一步确定不同周边条件下的注 浆参数；3、 进一步研究确定出适合该工

4、程注浆工艺实施的普通水泥双液浆 和单液浆的浆材配合比；4、 对比分析普通水泥双液浆和单液浆的可注性及堵水加固效果；5、 检验不同注浆材料的可泵性和可注性， 为下一步在类似地层进行 注浆提供依据。四、注浆参数设计1、注浆材料根据前期注浆结果并结合现场，综合考虑凝结时间、可注性、强度、 抗分散性、耐久性、可操作性和经济环保等因素、注浆材料采用普通水泥 单液浆和普通水泥水玻璃双液浆，根据现场实际情况，对配合比进行相 应的优化选择。配合比情况如表 1 所示。表 1 浆液配合比序号名称配合比1、普通水泥单液浆W:C=0.81.0W:C=0.81.02、 普通水泥双液浆 C:S=0.150.2水玻璃浓度

5、3035Be鉴于以往采用普通小导管注浆注浆时，在小导管顶进过程中容易出现 小导管被砂体充填，导致浆液无法注进或难以注进，难以达到加固砂体和 止水的效果，本次注浆主要以 TSS 小导管注浆为主，辅助超前普通小导管 注浆。 TSS小导管及其配套止浆系统分别如图 1、2、3：2、注浆参数注浆参数如表 2 所示。在现场注浆施工中，注浆参数根据实际情况进行 动态调整优化。表 2 现场注浆参数初始值表参 数 名 称参 数 值浆液扩散半径（ m）0.5 0.7注浆终压（ MPa）0.3 2.0浆液凝胶时间（ min-sec ）双液浆： 16sec 16min20sec注浆速度（ L/min ）2050注浆分

6、段长（ m）0.5 0.8m单孔单位注浆量（ L/m）砂层： 300400 强风化层： 150250水泥浆：水玻璃（1：1）：0.15 、（1：1）：0.2TSS管规格（ mm）42（壁厚 3.5mm）3、注浆顺序根据现场情况，翔安端竖井注浆主要在 SS2a段，共 8.5m，注浆过程中， 进行隔孔注浆，每次间隔 1 个孔，注浆孔位布置如图 4：注浆孔位布置如图 44、TSS管后退式注浆工艺采用 TSS管及其配套止浆系统注浆步骤如下：1、 将止浆塞配套后下入 TSS管中并进行 止浆塞初始定位（见图 5）；2、 顺时针旋转顶杆螺母， 使止浆塞膨胀， 当感觉旋转吃力时停止旋转，即已达 到较好的止浆效

7、果； 图 53、 接通管路进行注浆施工， 当注浆 参数达到设计参数（主要以注浆 压力控制） 时停止该段注浆 （见 图 6 ）；4、 逆时针钻转顶进螺母， 使止浆塞图6膨胀恢复，后退止浆塞一个注浆步距进行第二段注浆；5、 按以上顺序循环下去，直至将整个注浆段完成TSS管内后退式分段注浆工艺流程如图 7 所示：TSS管后退式注浆工艺流程图 75、主要注浆机械设备配套表 3 机械设备配套表序号机械名称型号数量单位1风钻YT283套2单缸双液注浆机ZX-70/80D2台3搅拌机1台4储浆桶1个5储水玻璃桶2个6清水桶2个6、注浆结束标准1、单孔注浆结束标准以注浆压力为主、注浆量为辅的原则进行控制。注浆

8、过程中，以定压达到设计注浆终压为第一控制原则，如果长时间注浆压力不上升，则 按定量标准进行注浆控制。2、全段注浆结束标准设计的注浆孔基本达到注浆结束标准，同时对井壁渗水情况进行观 察，若渗水量过大，必须再次对所注 TSS 管进行复注浆，直至达到渗水 量小或无渗水的效果。7、注浆效果检查1、分析法可以通过注浆量 Q1、注浆压力 P、出水量 Q2 绘制 Q1-P-Q2Q曲线来判断 注浆效果。2、钻孔检测法根据注浆情况，在注浆段钻设一定数量的检测孔，孔内出水量应小 于 12m3/d 。3、其它方法还可以采用地震波法、声波法及电磁波法等间接方法对注浆效果进 行检测。8、质量保证及安全保障措施1、对注浆

9、的配合比进行严格的控制，需要对水桶、水玻璃桶进行 刻度划分，在保证配合比不变的情况下（ 1：1：0.27 ），现场对水玻璃进 行稀释（ 1：1 体积比）和水灰比进行调整（ 0.8：1 质量比），以便于现 场配合比控制。2、水泥和水玻璃应严格控制，符合设计要求，严禁使用过期水泥 和波美度不符的水玻璃，必要是进行现场检验。3、浆液搅拌应均匀，一般水泥浆搅拌时间为 35min，但不得超过30min，未搅拌均匀或沉淀的浆液严禁使用。4、注浆过程中，时刻注意泵压和流量的变化，若吸浆量过大或压力突然下降，注浆压力长时间不上升，应查明原因，如井壁或井底掌子面 冒浆，可采取加大水玻璃浓度的方法，观察冒浆情况，

10、若还继续冒浆，停 止注浆并清洗 TSS管，以便复注浆。调整浆液配比、缩短浆液固结时间、 大泵量、低压力注浆、间歇注浆都能达到注浆结束标准。5、严格进行注浆效果检验评定，符合要求时才能结束注浆作业，当未达到注浆结束标准时，必须进行复注浆，直至符合注浆结束标准。6、孔口管、止浆塞要安装牢固，施工期间严禁人员在其正前方，以 防止孔口管冲出伤人，确保施工安全。7、注意每次注浆完后对注浆机械的保养和维修，注意用电安全，经常进行检修杜绝漏电伤人，并派专人进行维修和操作，非专业人员不得随 意操作或维修。五、注浆结果及分析1、注浆过程分析1、本次注浆主要采用 TSS管进行注浆，同时辅助以普通超前小导管。在综合

11、考虑可注性和可泵性及环保等各方面因素的前提下，注浆材料以普 通水泥双液浆为主、普通水泥单液浆辅助，相互结合，互为补充，以达到 堵水和加固砂层的目的，保证开挖顺利进行。2、由于前期对竖井涌砂涌水进行高压旋喷桩施工加固、全断面帷幕 注浆、钻孔灌注桩施工形成止水帷幕，在本次注浆中，结合前期工作，堵 水止水达到了设计要求，而且井壁上只有少量清水流出。83、在整个注浆过程中， 基本处于正常状态， 且串浆主要位于打设的 TSS管，冒浆主要位于还未支护的井壁和超前小导管处，初支的裂缝处时而伴有漏浆现象，通过调整水玻璃用量、水灰比和注浆压力，对冒浆和漏浆进行及时封堵并复注浆，也取得了良好的效 果；针对大量孔已

12、经达到设计注浆量，但 注浆压力还不达到 1MPa，现场采取继续注 浆的原则，直至注浆压力达到 2MPa为止停 止注浆，本次注浆呈挤密 - 劈裂-再挤密的 形式，将砂层的孔隙率减小，提高砂层的自 图 8稳能力，起到了加固砂层、止水堵水的效果（见图 8） 2、注浆参数分析、根据注浆参数设计要求并结合现场实际情况，本次注浆（包括之 后的再次复注浆）达到了预期的效果，且在注浆过程中，压力是主要控制 因素（ 2MPa以内）。、竖井井壁注浆加固富水砂层，通过渗 水量观测每天的渗水量不超过 12m3，出水由原 来的承压水（见图 9）变注浆后的线状或滴水 状（见图 6），由原来的含砂变成注浆后的清水， 由原来

13、的流砂状变成注浆后的固结浆块状，通 过开挖，发现靠近井壁附近的砂层有了明显改善，由原来的毫无自稳能力变成具有一定强度的固结砂浆块，确保了竖井顺利开挖过砂层段。3、从竖井开挖情况得出，通过注浆，对竖井砂层中的海水大部分挤形 成浆脉（见左图 10），充填于富水砂层 中，砂层首先得到了挤密，由于注浆压力控六、注浆成果综述制的较大，砂层大多形成不同程度的劈裂（见右图 11）。 图 11通过前期的全断面帷幕注浆， TSS 管贴 片打入过程中容易脱落，针对该现象，对贴 片进行胶粘并注浆前对 TSS管用高压水进行 清洗，防止贴片脱落后砂进入 TSS管中影响 注浆效果（见图 12）；在整个注浆过程中由于 TS

14、S管是一次性全部打入后才注浆，出现了浆液从 TSS管中漏出的现象， 鉴于此，为了确保注浆质量，应注浆孔注浆采用打入一根注一根，这样就 减小了向 TSS 管串浆的几率；此次注浆是在钻孔灌注桩在竖井外侧形成了 止水帷幕的情况下注浆，竖井周围水的补给路径被基本切断，在此情况下， 注浆将砂层中的水挤出并加固砂层，改变原有砂的孔隙率，并在砂层 图 12 中形成较理想的浆脉， 从而更好的加固砂层。通过在竖井砂层段注浆，验证了 TSS 管后退式注浆的可行性，而且锻10 炼了注浆队伍，使注浆人员熟悉了 TSS 管注浆的基本原理，掌握了注浆技 术。后退式注浆通过分段注浆，注一段加固一段，达到控域注浆的目的， 可以使砂层得到充分的加固，同时也体现了 TSS 管及其配套系统的优越性 能，TSS管利用贴片有效的防止了注浆管在打设过程中溢浆孔被砂或别的介 质堵塞，保证注浆的顺利进行。本次注浆以普通水泥 - 水玻璃双液浆、普通水泥单液浆为注浆材料，其 设计配合比是比较合理的，设计配合比的可注性和可泵性得到了验证，且 可行，但若选择超细水泥等更为优质的材料，浆脉发育如何，止水、加固 砂层的效果将有待试验验证。11