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帷幕注浆堵水及径向注浆加固围岩实施工程的方案

来源:产品中心    发布时间:2023-11-05 13:28:50

  摘要:隧道施工常因地质问题导致开挖涌水,给施工带来重大安全风险隐患和质量隐患。本文以铜锣山隧道工程掌子面帷幕注浆止水及径向注浆加固实践,对注浆方式、注浆压力、结束标准、施工工艺等问题做简要论述。

  重庆轨道交通六号线二期工程刘家坪站~上新街站铜锣山隧道出口钻爆段起讫里程为:右线(含短链0.808m)。本段钻爆段设计起点与铜锣山隧道复合式TBM区间相接,设计终点与一期工程上新街车站相接。

  我部在开挖至YDK10+471处进行超前探孔作业,钻探至9~10米时出现水很大,出水量为15000m/d。掌子面围岩为泥岩及其破碎,隧道掘进前方非常有可能存在一处较大溶腔。动态设计小组在2#斜井工区会议室对现场施工情况作出变更, YDK10+471掌子面施做4米止浆墙,进行全断面帷幕注浆堵水措施;该段围岩为泥岩且及其破碎,隧道施工完初支后,初支结构有可能不能完全承受较大的水压,考虑初支结构的安全性,计划在YDK10+471~446段落,施工3.5m长,径向注浆加固周边岩体。

  铜锣山隧道YDK10+471段采用全断面帷幕注浆堵水;YDK10+471~446采用径向注浆加固周边岩体。

  隧道预注浆机具设备包括钻孔机械、注浆泵、抽水泵、浆液搅拌机、水箱、止浆塞、混合器以及流量计、压力表、阀门、注浆管路等配套装置。

  本段帷幕注浆止水加固区范围为隧道轮廓线m,每孔注浆扩散半径控制到2.5m左右,采用20cm厚C25喷射砼封闭掌子面开始做注浆施工。一次注浆段长为30m,.若有必要进行下一循环注浆时,留6-8米的岩盘作为下一循环的止浆墙。

  ⑴注浆范围为隧道开挖线m,一个注浆段完成后留6-8m不开挖作为下一注浆段的止浆岩盘。

  ⑵此循环超前预注浆共设置88个注浆孔,A环孔深13米,B环孔深23米,C环孔深31米,D环孔深30米;

  ⑶注浆孔开孔间距以及终孔间距根据图纸CQQ6II-QJ05-SS-JG6-083A中详细坐标。

  浆液选定分别为水泥单液浆跟水泥双液浆,根据水量大小及压水试验浆液种类由现场情况而定。水泥单液浆水灰比为0.6:1速凝剂掺量为水泥的3%,水泥双液浆配合比为:水玻璃浓度35Be:水泥浆与水玻璃体积比为1:1~1:0.6:;缓凝剂掺量为水泥的2%。

  根据探水孔测试的涌水压力1.0MPa,注浆压力一般比静水压力大0.5~1.5Mpa的原则,铜锣山隧道帷幕注浆压力初步确定为1.5~2.5MPa,终压初步确定为3~5MPa。

  根据工程注浆钻孔工作量及难度,钻孔主要是采用日本生产的矿研RPD-150C钻注一体机,该设备具备了钻孔效率高、移动灵活、简单易操作方便等特点。

  钻机就位:由测量班做测量,在掌子面上用标出孔口位置;孔位布好,采用日本生产的矿研RPD-150C钻注一体机钻孔和清孔, 将孔口管顶进。

  先将3.0米长口空管一端用水泥砂浆固结堵死,另一端焊上法兰盘,将孔口管打入至露出20~30cm,外露孔口处用水泥砂浆填塞。孔口管起着导向作用,钻孔安装时要控制好角度。

  注浆孔采用矿研RPD-150C钻机钻设,超前预注浆孔直径φ65mm,钻进过程中钻机上的自动记录装置对钻孔数据来进行实时监控,并进行数据保存,便于现场分析和日后研究。

  注浆设备:选用2TGZ-II型高压注浆泵(双液注浆泵)。各注浆机技术参数见后表。

  ①所有制浆材料都进行了称量,采用重度比进行配置,加水采用自动计量器,称量误差不大于5%。

  ②水泥浆液采用搅拌机搅拌,纯水泥浆液的搅拌时间不少于5min,浆液在使用前过筛;浆液搅拌完放置时间不超过1h。

  (1).注浆方式选用分段后退式注浆。先钻孔底然后后退3.5米注浆,当注浆压力达到规定,再后退3.5米继续注浆,依次循环注至孔口。根据现场孔内出水量大小选择水泥单液浆或水泥双液浆。

  (2).钻孔注浆顺序:先注外圈,后内圈,先近后远,同一圈的孔由下至上间隔施作以及跳孔注浆,同时外孔各孔间距离要尽可能大一些。

  做好现场注浆应做记录,包括孔深、水流、浆液配合比、开始和结束时的注浆压力、时间、注浆量等。

  (2).注浆孔按照梅花型布置,孔底环向间距为300cm,纵向间距260cm,注浆孔孔径为52mm,孔口管采用Ф50mm,壁厚3.5mm的无缝钢管,长1.0m,孔口管应埋设牢固,具备良好的止浆措施。

  采用单液水泥浆,水泥采用普通硅酸盐水泥(P.O.42.5R);注浆管采用Ф42mm钢管,长3.5m。

  (4).注浆压力控制在3.0mpa左右,注浆过程中做好记录,以便分析珠江效果是不是达到要求;每循环设2~3个检查孔,检查孔钻取岩芯,观察浆液充填情况,并查看检查孔内的涌水量(应小于0.2L/min/m)。

  (5). 每环3.5m注浆管30根,Ф42mm钢管需用1110m,注浆量以现场监理和业主代表签认为准。

  本文简要阐述了隧道施工掌子面帷幕注浆堵水及径向注浆加固施工方法,通过施工实践表明,本方法对隧道围岩破碎地段具备比较好的治理效果。

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