注漿施工方案

注漿施工方案一、工程概況1.1隧道概況紙坊隧道位于甘肅省岷縣縣城東邊，于洮河右岸岷縣奈子溝村東側(cè)山坡進(jìn)洞，在岷縣正龍骨料飼料廠后山進(jìn)洞。隧道位于西秦嶺中山區(qū)，山高溝深，地形起伏很大，洞身最大埋深248m，梁頂植被覆蓋較好。隧道起訖里程為DK201+820～DK206+955，全長5135m的雙線隧道。隧道DK201+820～DK202+854.809和DK206+154.144～+955位于R=40001.2工程地質(zhì)地形地貌隧道位于西秦嶺中山區(qū)，山高溝深，地形起伏很大，洞身最大埋深248m，梁頂植被覆蓋較好。地層巖性隧道洞身經(jīng)過的地層有第四系全新統(tǒng)坡積粉質(zhì)黏土、碎石、二疊系下統(tǒng)碳質(zhì)板巖、板巖、砂巖三疊系中統(tǒng)板巖、砂巖。山坡表層覆蓋第四系全新統(tǒng)坡積粘質(zhì)黃土、坡積、滑坡堆積粗角礫土、碎石土等。地質(zhì)構(gòu)造1〕主要構(gòu)造隧道位于禮縣-柞水冒地槽褶皺帶分界處，兩構(gòu)造單元以合作-岷縣斷裂構(gòu)造f3為界。區(qū)域斷裂f3長160km,寬20～40km。其西段為一系列走向70°～80°東向北陡傾的疊瓦試構(gòu)造，東段由數(shù)條長20～60km的斷裂構(gòu)造，斷層面以北傾為主，傾角50°～70°，總體呈西南凸的弧形，從斷層面大量擦痕及派生褶皺組成的入子型構(gòu)造說明北盤向南東斜沖，致使中石碳統(tǒng)推覆在下二疊統(tǒng)之上、下二疊統(tǒng)逆沖于三疊統(tǒng)之上，破碎帶寬達(dá)600m以上。受合作-岷縣斷裂構(gòu)造帶f3影響，隧道工程范圍內(nèi)二疊系及三疊系砂巖、板巖地層褶曲構(gòu)造及斷層構(gòu)造及其發(fā)育。f3斷層及其次生斷層f22、f23、f24通過隧道洞身，隧道工程地質(zhì)條件差。2〕斷裂受合作-岷縣斷裂構(gòu)造帶f3影響，隧道工程范圍內(nèi)發(fā)育多條級(jí)次級(jí)斷層及構(gòu)造破碎帶，主要有f22、f23、f24。這些斷裂大多數(shù)被第四系坡積地層覆蓋，但地貌上斷層或斷層埡口較為明顯，結(jié)合地質(zhì)野外調(diào)繪及物探成果，f3斷層為區(qū)域性斷層，壓扭性逆斷層，產(chǎn)狀N29°W/60°N,發(fā)育于二疊系地層。隧道在DK202+960～DK203+180穿越該層地貌上表現(xiàn)為大溝谷。f22斷層產(chǎn)狀N30°W/76°S,下盤產(chǎn)狀N52°W/45°N，上盤產(chǎn)狀N35°W/55°N.隧道在2〕斷裂穿越該層破碎帶約101m，地貌上表現(xiàn)為斷層崖。F24斷層產(chǎn)狀N45°W/75°N斷層帶寬200m隧道在DK205+855～DK206+120通過該斷層。3〕褶皺隧道DK202+390～DK202+540段通過一背斜及向斜構(gòu)造。巖性為二疊系下統(tǒng)板巖夾砂巖為主夾灰黑色碳質(zhì)板巖。背斜軸部位于DK202+440附近，北翼產(chǎn)狀N52°W/45°N南翼產(chǎn)狀N65°W/62°N；向斜軸部位于DK202+492附近，南翼產(chǎn)狀N55°W/53°N背斜及向斜軸面向北陡傾，走向與兩側(cè)斷層走向一致。巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，砂巖巖質(zhì)較硬，受構(gòu)造應(yīng)力作用具壓碎結(jié)構(gòu)，板巖巖質(zhì)軟，易發(fā)生擾曲變形。1.3水文地質(zhì)1〕地下水地下水類型為第四系松散層孔隙潛水和基巖裂隙水。。2〕地表水隧道區(qū)域內(nèi)山體沖溝發(fā)育，溝床叢坡比降較大，但匯水面積較小，常年僅有4條溝，溝水流量隨季節(jié)變化較大。3〕隧道涌水及富水區(qū)隧道涌水量按正常的3倍考慮，該隧道的正常涌水量是2180.39m3／d,可能現(xiàn)的最大涌水量為6541.17m3／d.施工時(shí)應(yīng)做好防范措施，該隧道的富水區(qū)DK201+820～DK202+926、DK203+590～DK204+584共兩段長度2100m.占整個(gè)隧道的40.96〕水動(dòng)力條件洞身進(jìn)口匯水面積小，地質(zhì)復(fù)雜地表水及地下水的滲透，隧道穿過的不良地質(zhì)發(fā)育區(qū)，在多雨季節(jié)仍存在突水、滑坡、泥石流可能，施工時(shí)不容無視。二、施工注漿方案2.1注漿以劈裂漿為主，滲透注漿為輔。滲透注漿主要通過漿液與山體水形成具有一定強(qiáng)度的聚合反響物，加強(qiáng)巖體顆料間膠結(jié)，陰塞滲水通過，防止顆料流失造成巖體結(jié)構(gòu)破壞并止水，劈裂注漿那么通過高壓劈裂擠密軟弱巖體，利用強(qiáng)度較好的漿液凝固體在軟弱層面形成骨架，約束巖體變形，提高巖體的整體穩(wěn)定性，同時(shí)用漿液置換巖體中的飽水空間，整體上提高巖體抗水軟化能力。從現(xiàn)場情況來看，巖層屬于軟弱松散體，注漿效果要求主要對(duì)隧道拱頂以上進(jìn)行填充，來作為永久性的加固體，應(yīng)以滿注和高強(qiáng)度為前提，依據(jù)上述原因，設(shè)計(jì)注漿參數(shù)如下：注漿漿液采用水泥單液漿，水灰比為1：1。單孔注漿量：0.8H(m3)；注漿速度：90L／min；注漿初壓：0.5～2MPa；注漿施工機(jī)具表序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)單位數(shù)量備注1鉆機(jī)KQJ9臺(tái)32風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)YT28臺(tái)23水泥砂漿攪拌機(jī)JQ350立式攪拌機(jī)臺(tái)24斗車個(gè)65壓漿泵2TGZ-200/150型臺(tái)290L/min6儲(chǔ)漿筒自制個(gè)27分流器自制個(gè)1三個(gè)分嘴2.3.超前小導(dǎo)管注漿2.3.1超前小導(dǎo)管配合型鋼鋼架使用，應(yīng)用于隧道Ⅴ級(jí)圍巖拱部超前注漿預(yù)支護(hù)，其縱向搭接長度不小于1m。超前小導(dǎo)管設(shè)計(jì)參數(shù)：①超前導(dǎo)管規(guī)格：φ42無縫冷軋鋼管、壁厚3.5mm；符合設(shè)計(jì)要求；②小導(dǎo)管環(huán)向間距40cm；③傾角：外插角5°～10°，可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整；④注漿材料：M20水泥漿或水泥砂漿；⑤設(shè)置范圍：拱部120°范圍。2.3.2施工工藝流程見圖1。制作鋼花管小導(dǎo)管前端做成尖錐形，尾部焊接φ12mm圖1超前小導(dǎo)管施工工藝流程圖地質(zhì)調(diào)查地質(zhì)調(diào)查現(xiàn)場試驗(yàn)效果檢查制定施工方案進(jìn)行施工施工準(zhǔn)備設(shè)備準(zhǔn)備管材加工材料準(zhǔn)備噴砼封閉掌子面機(jī)具準(zhǔn)備拱部放樣布孔風(fēng)槍或煤電鉆成孔清孔插入小導(dǎo)管注漿隧道開挖M20砂漿準(zhǔn)備小導(dǎo)管安裝⑴測量放樣，在設(shè)計(jì)孔位上做好標(biāo)記，用鑿巖機(jī)鉆孔，孔徑較設(shè)計(jì)導(dǎo)管管徑大20mm以上。⑵成孔后，將小導(dǎo)管按設(shè)計(jì)要求插入孔中，或用鑿巖機(jī)直接將小導(dǎo)管從型鋼鋼架上部、中部打入，小導(dǎo)管宜從鋼架腹部穿過，特殊情況下亦可以從鋼架頂部或底部穿入，外露20cm支撐于開挖面前方的鋼架上，與鋼架共同組成預(yù)支護(hù)體系。2.4組合中空錨桿注漿技術(shù)參數(shù)〔1〕Φ22組合中空注漿錨桿用于V級(jí)炭質(zhì)板巖初期支護(hù)，沿設(shè)計(jì)開挖輪廓線在拱部徑向打設(shè)。Ⅴ級(jí)炭質(zhì)板巖組合中空注漿錨桿長6.0m,環(huán)縱向間距1.0×0.8m,梅花型布置，每環(huán)15根。組合中空錨桿在上臺(tái)階鋼拱架位置布置。錨桿必須加錨墊板，錨墊板必須和錨桿連接牢固?！?〕.附圖說明：組合中空錨桿布置在拱頂120度范圍內(nèi)。圖2中空注漿錨桿施工工藝流程圖錨桿制作錨桿制作各項(xiàng)工前準(zhǔn)備錨桿鉆機(jī)就位鉆錨桿孔鉆孔角度定位錨桿孔位測量放樣錨桿孔清孔機(jī)械設(shè)備保養(yǎng)準(zhǔn)備注漿材料注漿設(shè)備就位錨孔成孔檢查攪拌砂漿注漿插入錨桿錨桿竣工驗(yàn)收安裝墊板2.41、選擇Φ40的鉆頭匹配鉆機(jī)鉆孔，孔深6m，鉆孔方向根據(jù)巖層情況適當(dāng)調(diào)整，使其與巖層主要結(jié)構(gòu)面盡量垂直。2、鉆孔完畢，用高壓風(fēng)將孔眼沖洗干凈，并用塞子塞緊空口，防止石渣掉入。3、將組合中空錨桿放入孔內(nèi)，并抹漿處理墊塊與圍巖的接觸面，放入墊塊，使墊塊緊貼巖面，旋入擋環(huán)，使之剛好與墊塊接觸。2.5注漿巖體巖體〔1〕、注漿：①、注漿管路系統(tǒng)的試運(yùn)轉(zhuǎn)：設(shè)備就位后，用1.5～2倍的注漿終壓對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行吸水試驗(yàn)檢查，并接好風(fēng)、水、電；檢查管路系統(tǒng)能否耐壓，有無漏水；檢查管路連接是否正確；檢查設(shè)備、機(jī)具性能是否正常，進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，時(shí)間一般為20min。②、注漿漿液用水泥漿，為實(shí)現(xiàn)連續(xù)注漿，配備1～2個(gè)貯漿桶。a、注漿材料及配比水泥：采用活性高，出廠日期不超過3個(gè)月的425＃以上普通硅酸鹽水泥，水泥漿濃度：。水：飲用水，水溫不低于6℃b、注漿配比：漿液水灰比為：1：1。③注漿順序先壓注無水孔，后壓注有水孔。根據(jù)降水漏斗的原理，從拱頂順序向下壓注，如遇串漿或跑漿，那么間隔一孔或幾孔壓注，相鄰孔內(nèi)流漿后及時(shí)堵塞繼續(xù)壓注漿液，確保到達(dá)預(yù)定壓力。④注漿壓力的控制注漿壓力由注漿泵的油壓控制調(diào)節(jié)，控制在2.0～2.5Mpa。為防止壓漿速度過大，造成升壓過快返漿、漏漿，進(jìn)行間歇性反復(fù)注漿?！?〕施作順序?yàn)榉乐勾疂{，鉆孔、注漿按上、下、左右孔錯(cuò)開順序進(jìn)行。注漿終孔后及時(shí)關(guān)閉止?jié){閥。注漿停止2天后，根據(jù)隧道的滲漏情況分區(qū)域重點(diǎn)注漿。三、注漿質(zhì)量控制〔1〕確定注漿量：對(duì)有代表性的孔位進(jìn)行注水試驗(yàn)，確定巖土的孔隙率為0.8,填充率為90%，由此來調(diào)整注漿參數(shù)，確定注漿量的大小、速度和注漿壓力?！?〕注漿：注漿時(shí)，遵從從低處向高處注漿，從外向內(nèi)注漿的原那么，盡量減少相鄰注漿管串漿現(xiàn)象發(fā)生，并設(shè)專人盯注壓力表的變化，防止堵管和注漿管的脫管。在注內(nèi)排孔時(shí)，適當(dāng)提高注漿壓力。在到達(dá)預(yù)計(jì)注漿量后，穩(wěn)定一段時(shí)間后撤除注漿管迅速用塞子堵塞注漿管，防止?jié){液流出。在未到達(dá)設(shè)計(jì)注漿量時(shí)而壓力到達(dá)預(yù)定值時(shí)，進(jìn)行原因分析，確定已飽和時(shí)，才能換管另注。有時(shí)發(fā)生竄管，漿液從其它管中冒出時(shí)，馬上停止注漿，盡早補(bǔ)注出漿管，否那么要補(bǔ)充鉆孔。注漿施工中認(rèn)真填寫注漿記錄，隨時(shí)分析和改良作業(yè)，并注意觀察施工支護(hù)工作面的狀態(tài)。注漿參數(shù)應(yīng)根據(jù)注漿試驗(yàn)結(jié)果及現(xiàn)場情況調(diào)整。四、注漿平安考前須知⑴串漿時(shí)及時(shí)堵塞串漿孔，然后可間隔一孔或數(shù)孔灌注。⑵泵壓突然升高時(shí)，可能發(fā)生堵管，應(yīng)停機(jī)檢查。⑶進(jìn)漿量很大，壓力長時(shí)間不升高，應(yīng)重新調(diào)整砂濃度及配合比，縮短膠凝時(shí)間。施