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1、新建向莆鐵路青云山隧道徑向注漿堵水施工方案中鐵二十三局集團 -卜一 一一 / /中國鐵建編制：金坤學審核:韓尤直審批：李鐸中鐵二十三局向莆鐵路FJ-10標指揮部二00九年八月青云山隧道徑向注漿堵水施工方案1編制依據及編制范圍1.1編制依據(1) 青云山隧道設計圖(2) 向莆公司關于要求對青云山隧道嚴格進行注漿堵水的通知(向莆鐵司工程200993號)(3) 鐵路隧道施工技術指南(4) 鐵路隧道工程施工質量驗收標準(5) 已批復的青云山隧道實施性施工組織設計1.2編制范圍青云山隧道段涌水地段的徑向注漿施工參數、施工方法，包括 其作業要點、工藝要求等全過程。2. 工程概況2.1工程地質、水文地質及氣2、象概況2. 1. 1工程地質水文及現場勘察青云山隧道分別穿越青云山隧道風景名勝區、藤山自然保護區、 老鷹尖自然保護區，區內溝谷眾多，地表水發育，隧道埋深100900m, 地質變化頻繁，分別有凝灰巖、凝灰熔巖、石英正長斑巖等多種巖層,并受斷層破碎帶影響，圍巖產狀與走向變換頻繁，并根據已施工地段 的滲水情況觀察分析，洞內滲水受地表水影響嚴重，并隨雨季與枯季 變化。2. 1.2施工區氣象條件隧道地處亞熱帶季風氣候區，冬季較短，溫暖濕潤，年平均氣溫 19. 5C,多年平均降水量14002000毫米，雨量豐富，每年49月為 雨季，降雨量占全年的70%以上，并常伴有臺風暴雨出現，全年無霜 期296天。2.3、 2設計情況對青云山隧道涌水按照以堵為主的原則，對已開挖涌水地段，先對涌水點進行埋管集中引排，待涌水量及水壓減小后再采用加固圈3m徑向注漿加固巖堵水，其設計參照“永莆施圖（隧）02 (3) 16”圖，其具體注漿里程段落和注漿部位根據四方會堪變更紀要確定。3施工方案 3.1總體施工方案根據設計要求，洞內滲水采用“以堵為主、限量排放”的治理原則進行，保證隧道周邊生態環境不被破壞，防止周邊溪流、泉眼等不會因隧道施工而枯竭。在隧道進行開挖支護后，對巖裂縫密集處或有滲涌水地段采用注漿固結止水的方式處理，注漿材料為水泥凈漿漿液，注漿應分區段、分序加密的原則進行。3.2徑向注漿參數設計隧道注漿參數以隧道圍巖4、狀況及滲水情況確定，注漿孔采用風槍 鉆孔，鉆孔直徑52mm,注漿鉆孔深度5m,環向間距1.8m,縱向間距2. 6m,并呈梅花型布置，孔口采用450,壁厚為3. 5mm熱軋無縫鋼管, 管長1.0m,管口采取止漿措施。注漿材料采用水灰比為1:1水泥凈 漿，水泥采用P042. 5普通硅酸鹽水泥，注漿凈壓力為0.5l.OMPeu為了滿足經濟、合理的原則，在開挖過程中對圍巖滲水情況進行 了詳細的調查和記錄，并在開挖以后進行了長期的統計，以準確掌握 滲水狀況，為注漿固結提供基礎依據。注漿布置示意如圖1圖3所 示所示。注漿正斷面圖注漿縱斷面圖圖1全斷面注漿布置示意圖圖2拱部滲水注漿布置示意圖設計加固線圖3邊5、墻滲水注漿布!注意圖注漿根據分區段分序進行注漿，以一個作業臺架長度6m左右為 一個注漿段落，根據注漿孔在隧道展開面上的布置，分為二序注漿， 交錯進行，另外應以隧道涌水點為中心，由四周逐步分序向涌水中心 點注漿的順序進行，其1序孔的注漿凈壓力取0. 5-0. 8Mpa, 2序孔注 漿凈壓力取0.8l.OMpa,若因集中涌水壓力較大造成漿液隨裂隙滲 出時可采用速凝輔助措施提高漿液凝結時間，達到堵水效果。針對隧道開挖后巖面局部裂隙滲水的情況，采用局部注漿堵水的方式進行，沿滲水裂隙兩側進行注漿孔位布置，并將鉆孔方向與滲水裂隙面大角度相交，孔深5m,間距根據圍巖裂隙情況進行調整。局注漿孔 裂隙部注漿堵水6、布置示意圖如圖4所示。y円Zp、 /r 注漿孔i”第二O隙/a vX ”、 v企裂圖4局部滲水注漿布置示意圖3.3詳細施工方案3. 3. 1施工順序注漿施工由集中涌水較大的地段兩側逐步向集中涌水地段逐步 靠近的方式進行，為了防注漿串孔，防止漿液從附近鉆孔中滲流，施 工采用隔排隔孔施工，注漿順序按照先底部、再拱部、最后邊墻的順 序進行，注漿和鉆孔及時緊跟，減少空孔暴露時間，首先對注漿孔位 進行測量定位標志和編號，以便鉆孔和注漿能夠同時作業，具體施工 順序如圖5所示。圖5注漿順序示意圖3. 3. 2鉆孔施工注漿孔位布置應遵循“分段，分批，逐步加密”的原則，注漿孔 采用風槍成孔，成孔直徑52mm,利7、用自制鉆孔臺車進行操作，成孔 以后及時采用高壓水進行清孔，在注漿過程中，加強對注漿施工段附 近圍巖的水文和地質觀察，并對注漿施工地段進行監控量測工作。當 出現注漿施工段附近出現集中突水或圍巖變形時應暫停施工或調整 注漿參數。3. 3.3注漿施工根據設計圖紙對正洞開挖后進行徑向注漿堵水加固，注漿材料采 用水泥凈漿，水灰比為不得稀于1： 1的漿液，并根據現場注漿壓力 及進漿量可作適當調整，當出現集中涌水較大及普通注漿堵水失敗 時，需采用速凝輔助措施進行補救，以縮短漿液凝固時間，達到迅速 止水的效果，拱墻的注漿利用自制臺車進行，底板注漿采用左右幅錯 開施工的方式進行，注漿機選用效率高、耐高壓的注漿設8、備，現場采 用2TGZ-II型雙活塞式注漿泵，其排漿量為170L/min,工作壓力為 15MPa,垂直輸送高度為40m,水平輸送距離為100m。水泥漿液采用 專用制漿機現場制備，并通過濾網過濾后輸入注漿機內進行注漿。根據現場試驗數據統計結果，在保證漿液可灌性和有效擴散距離 前提下，應根據滲漏水情況、節理裂隙發育情況合理選用漿液配比， 并同時在實際施工中根據吸漿量和注漿壓力適時作以調整。在注漿過程中若出現注漿量過大且壓力尚未達到預期值時，可以 采取在漿液中添加絮凝劑的方式減少漿液的流動性，并可以盡可能縮 小注漿范圍。3. 3.4注漿工藝1）作業方式：注漿方式采用全孔一次性壓入注漿方式進行，便于漿9、 液控制。2）注漿壓力：采用“分級升壓法”進行注漿壓力控制，開始注漿時, 不宜將壓力升至過高，而應由低到高逐漸提髙，注漿壓力一般控制在 水點壓力的23倍范圍內，其具體值還應根據當時注漿量進行調整。 注漿施工工藝如圖6所示。圖6雙液注漿工藝流程3. 3. 5集中涌水的處理措施針對集中涌水地段或注水泥漿無法堵水的地段，結合節理裂隙發 育情況，合理選擇漿液配比，以確保灌入漿液有效的擴散半徑，擴散 半徑控制在3ni以內，混合漿液初凝時間控制在2niin以內。注漿孔位 布置應遵循“分段、分批、逐步加密的原則，針對不同的滲漏情況布 設中深、淺孔，中深孔排水降壓，淺孔注漿；注漿時應遵循“先外后 內、先稀后濃10、的原則，即施工先從影響區邊緣向中心逐段逼近，灌 注漿液濃度應由稀逐漸變濃。注漿材料選擇水泥-水玻璃雙液，水泥：選用42. 5的普通硅酸鹽水泥; 水玻璃：選用濃度Be二3040,模數M=2. 83. 1的水玻璃原液。 配比參數：為控制水泥-水玻璃漿液膠凝時間及漿液擴散半徑，取得 良好的注漿封堵效果，根據以往注漿經驗表明，水泥-水玻璃漿液膠 凝時間可在幾秒至幾十分鐘內準確控制，其膠凝時間與水泥品種、水泥漿水灰比、水玻璃溶液濃度、水玻璃溶液與水泥漿的體積比等因素 有關，如表1和圖7所示。oa1XM-G.OW : C-D.8dEL = 4 匸IEL = 3D表1水泥水玻璃漿液不同條件下的膠凝時間（M=11、30）水玻璃濃度（水泥漿：水玻 璃）Be =30Be-35Be-40W:C （重量比）I： 0. 527”29”34”0.6： lI： 1.050”56”r 07”I： 0. 531”37”42”0.8： lI： 1.056”r 12”r 32”I： 0. 550”47”52”l.O： lI： 1.0I，12”r 26”52”1041：0.61：0.8 Jd.O水泥漿：水坯璃（OP-bO.4 106 JOB 1d.O水泥漿:水玻璃（體稅比圖7水泥漿與水玻璃漿液不同體積比的膠凝時間關系圖根據現場試驗數據統計結果，在保證漿液可灌性和有效擴散距離 前提下，應根據滲漏水情況、節理裂隙發育情況合理選用漿12、液配比， 并同時在實際施工中根據吸漿量和注漿壓力適時做以調整，亦可采到 間隔注入雙液漿的方式，以縮短漿液凝結時間，提高堵水效果。在注漿過程中若出現注漿量過大且壓力尚未達到預期值時，可以 采取在漿液中添加絮凝劑的方式減少漿液的流動性，并可以盡可能縮 小注漿范圍。4安全技術措施1）注漿過程中會加大初期支護及圍巖的壓力，因此在注漿施工之前應布設好監控量測點，并量測獲得初使數據，監控量測包括拱頂下沉 及凈空收斂，按設計間距進行量測斷面布置，同時加強斷層裂隙帶的初期支護和圍巖的觀測。2）注漿前應再次復核滲水水壓力，以便精確確定注漿壓力值。3）注漿時注漿設備應設在工作面，以便取得良好的注漿效果。4）在注漿13、過程中應隨時觀察出水點及周邊節理裂隙的滲漏水情況,如出現串漿、漏漿等現象，應采取表面封堵、間歇注漿、加濃漿液等 技術措施及時進行處理。5）注漿時若采用間歇注漿方式，間歇時間應視漿液的膠凝時間而 定，稍短于漿液膠凝時間。6）注漿前向注漿孔內壓入高猛酸鉀顏色水做壓水試驗，觀察并記錄 注漿孔附近的串（冒）漿點，并用棉絮進行及時封堵。7）在注漿過程中應嚴格控制注漿壓力和記錄注漿量，當注漿壓力突 然增大且初期支護表面未發現有滲漿時，應及時減小注漿壓力，以防 止因注漿壓力過大造成的初期支護破壞或附近地段的巖爆發生。8）注漿施工時必須留出洞內工作人員的緊急逃生通道，并加強內外 聯系，確保在突發事件時洞內工人14、能夠安全疏散。5人員、機械配置5. 1機械配置本著安全、合理、經濟的原則進行機械設備配置，具體機械配置 表如表2所示。表2機械配制表序號機械名稱規格單位數量備注1作業臺架臺2自制2自卸汽車10T輛1自有3空壓機20m3臺1自有4裝載機ZLC50臺1自有5風鉆TY28把5自有6制漿機300L2新購7注漿機2TGZ-II型雙活塞式注漿泵臺1新購8電焊機臺2自有5.2人員配備人員配備表如表3所示。表3人員配置表班組人數負責內容合計鉆孔7負責注M孔的鉆進20注漿8負責孔口管安裝、制漿、注漿工作輔助4負責注漿所需的其它輔助工作現場管理2負責現場施工安全、調動6環境保護措施1）機動車和設備維修散落的油漬，必須立即清理干凈。2）施工中返工的挖除材料立即運出現場并進行掩埋等處理。對于施 工中廢棄的水泥袋等及時收集清理并搞好現場衛生，以保護自然環境 與景觀不受破壞。3）對于注漿后的剩余材料及初期支護中滲出的漿液必須經理污水 處理池凈化后才能排放。