隧道注漿簡介

1、隧道注漿簡介宜萬鐵路西南交大監(jiān)理站編制：徐林二00六年七月·湖北·恩施一、 注漿目的隧道洞身處在地下水發(fā)育地段，大量排放可能影響當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，采用“以堵為主、限量排放”的防排水原則。注漿主要目的是加固圍巖，保證隧道洞室穩(wěn)定，確保施工及運營安全，實現(xiàn)控制排放，減少水資源流失。排水量控制標準按注漿后每延迷洞壁滲漏量控制，現(xiàn)場實測與設(shè)計值相比較。注漿的主要作用：1、降低圍巖的滲透性，提高其抗?jié)B能力，減少地下水的滲流量；2、疏導(dǎo)（局部為堵水）水流，改善工程施工，運營條件；3、改善隧道圍巖的力學性能，提高其整體性；4、充填隧道周邊圍巖的溶洞、溶槽、裂隙，防止塌陷，改善其物理力學條件。

2、二、 注漿分類根據(jù)工程地質(zhì)條件，巖體完整性，巖溶發(fā)育情況，涌突水位置、水量、水壓及巖體的綜合滲透系數(shù)等選用以下注漿方法中的一種或幾種的組合方法：1、充填注漿與基巖裂隙注漿；2、滲透注漿；3、擠密注漿；4、劈裂注漿。三、 注漿方案注漿方案采用超前帷幕注漿、后注漿、局部注漿、補充注漿四種方案相結(jié)合，基本注漿方案分為以下幾種：1、超前帷幕注漿，每一循環(huán)長度3050m，固結(jié)范圍：開挖輪廓線外38m；2、開挖后全斷面徑向注漿，固結(jié)范圍：開挖輪廓線外35m；3、局部注漿分為：局部超前注漿、開挖后局部注漿等幾種，根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報探明的局部巖溶實際分布及開挖后地下水滲漏狀態(tài)分別采用；4、補充注漿為上述三種注漿

3、方案實施后，仍未達到設(shè)計要求時，根據(jù)實際情況選擇上述注漿方案一種或多種進行補充注漿。四、 注漿方案選擇注漿方案應(yīng)根據(jù)隧道工程、水文地質(zhì)情況初步選定，施工中根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報成果調(diào)整完善，合理選擇注漿方案：1、對可溶巖與非可溶巖接觸帶、斷層破碎帶及向斜核部、物探異常區(qū)等，預(yù)測儲水量大、水壓高、直接揭示極可能產(chǎn)生嚴重突水突泥地段采用超前預(yù)注漿方案，預(yù)注漿加固圈固結(jié)范圍：正洞為開挖輪廓線外38m；平導(dǎo)為開挖輪廓線外25m；2、對巖體完整，其結(jié)構(gòu)性能可保證開挖安全，但大面積渦水量大于控制排水量，且預(yù)測地下水壓力較少時，實施開挖后全斷面徑向注漿，注漿加固圈固結(jié)范圍：正洞為開挖輪廓線外35m；平導(dǎo)為開挖輪廓

4、線外3m；3、巖體完整，其結(jié)構(gòu)性能可保證開挖安全，但局部出水且流量大于控制排水靈時，僅對出水處實施局部注漿；4、注漿后流量仍大于控制排水量，注漿固結(jié)圈綜合滲透系數(shù)大于設(shè)計控制值或仍有局部出水點時，實施補注漿。五、 注漿機理注漿施工時，漿液在巖體（隧道一種）中的作用方式主要表現(xiàn)為四種：滲透擴散；劈裂擴散；裂隙擴散；擠壓填充1、滲透擴散在中粗砂層，砂礫石層、砂卵石層中采用超細型注漿材料；在干的或潮濕的粉細砂層中采用改性水玻璃進行注漿施工，若擴散半徑選擇的不大，注漿壓力選取的不高時，注漿在地層中一般表現(xiàn)為滲透擴散。2、劈裂注漿在中細砂層、粉細砂層、淤積質(zhì)粘土層，粉質(zhì)粘土層，由于顆粒細，因而產(chǎn)生滲透擴

5、散難度較大，注漿材料在該類地層中一般表現(xiàn)為劈裂擴散。不同細度的注漿材料在地層中注漿會產(chǎn)生不同厚度的劈裂漿脈。3、裂隙注漿在殘積層，巖石斷層破碎帶進行注漿施工時，一般當注漿材料粒徑能滿足小于裂隙寬度的1/31/5時，均能產(chǎn)生裂隙填充。根據(jù)施工經(jīng)驗，在這種地層中，一般采用普通水泥漿、普通水泥水玻璃雙液漿基本能滿足裂隙填充的要求。4、擠壓填充地層較粘軟，采用較高的注漿壓力，一是擠壓粘軟地層而致使地層物理力學性能改善；二是填充粘軟地層被擠壓后的空隙。一般采用普通水泥漿液。六、 注漿材料目前國內(nèi)外常用的注漿材料有：混凝土、水泥砂漿、改性水玻璃單液漿、普通水泥單液漿、普通水泥水玻璃雙液漿、超細水泥單液漿、

6、超細水泥水玻璃雙液漿、HSC單液漿、TGRM單液漿、環(huán)氧樹脂、聚氨酯等。1、大量地下工程均采用以下水泥為注漿基材的漿液，常用的共六種，其注漿材料評價見下表：名稱優(yōu)點缺點C漿凝膠時間長，局部孔隙較大位置，擴散范圍大。固結(jié)體強度高。單價低。凝膠時間長，易受地下水稀釋影響。顆粒粗，在粉細砂層中注漿擴散能力受到影響。MC漿凝膠時間長，顆粒細，在粉細砂層中有較好的可注性。固結(jié)體強度高凝膠時間長，易受地下水稀釋影響。單價較高。T漿和HSC漿具有較好的抗分散性，能有效控制注漿區(qū)域。固結(jié)體強度高。粘度大，影響注漿擴散范圍。單價高。CS漿凝膠時間可控，可以達到控域注漿目的。單價低。在粉細砂層中可注性差?？箟骸⒖?/p>

7、剪強度低，易被高壓水破壞。MCS漿在粉細砂層中能得到較細的劈裂脈，可注性好。凝膠時間可控?？箟骸⒖辜魪姸容^低，易被高壓水破壞。單價高。2、注漿材料配比參數(shù)表漿液名稱水灰比（W：C）體積比（C：S）水玻璃濃度（Be ,）C漿0.6：10.8：1MC漿0.6：10.8：1CS漿0.6：11：11：11：0.33035MCS漿0.6：11：11：11：0.33035HSC漿0.8：11：1T漿0.8：11：13、注漿材料使用原則按照地質(zhì)構(gòu)造條件不同，在一般斷層玻璃地段，宜采用C漿、CS漿等普通注漿材料。在砂層地段，宜采用MC漿、MCS漿、T漿和HSC漿等超細型特種注漿材料。按照注漿方案不同，在徑向注

8、漿施工時，一般地段可采用C漿，特殊地段應(yīng)采用MC漿。在超前帷幕注漿施工時，應(yīng)綜合采用C漿、CS漿、MC漿、MCS漿、T漿和HSC漿綜合注漿材料體系。按水文地質(zhì)條件不同，在一段富水條件下可采用C漿、MC漿。但在高壓、強富水條件下，應(yīng)綜合采用C漿、CS漿、MC漿、MCS漿、T漿和HSC漿綜合注漿材料體系。采用綜合注漿材料體系時，應(yīng)按照由粗到細、由單液到雙液、由高濃度到低濃度三個準則進行動態(tài)調(diào)整。七、 鉆孔注漿機械設(shè)備1、鉆機：（只列類型、以便了解） TBM配套THC500超前地質(zhì)鉆機； MEDIAN地質(zhì)鉆機（法國地基公司生產(chǎn)）； MKD5S地質(zhì)鉆機（西安探礦機械廠生產(chǎn)） ZYG150型全液壓鉆機；

9、 MGY60B型地質(zhì)鉆機； 改型TM30型錨桿鉆機； K100型垂直地質(zhì)鉆機。2、注漿泵（只列類型、以便了解） 日本產(chǎn)HFV50/70雙液注漿泵； 法國產(chǎn)PH系列雙液注漿泵； 河北產(chǎn)HBY50/70型雙液注漿泵； 鎮(zhèn)江產(chǎn)YZB130型雙液注漿泵； 葫蘆島產(chǎn)GZBYS型雙液高壓注漿泵； 葫蘆島產(chǎn)ZTGZ60/210型雙液注漿泵； 西安產(chǎn)ZJB（BP）30型單液注漿泵； 重慶產(chǎn)100/3.5型砂漿泵。3、攪拌機：LG300型葉片式注漿攪拌機或其它注漿攪拌機。八、 鉆孔注漿工藝注漿工藝是注漿成敗的關(guān)鍵，沒有一個合適的注漿工藝，漿液就很難按理想的軌跡注入地層。因此，亦很難達到良好的效果。決定注漿能否達

10、到預(yù)期效果幾個控制因素：注漿管材；注漿孔布設(shè)；注漿方式；注漿順序與原則；注漿參數(shù)1、注漿管材主要有大管棚、小導(dǎo)管（花管）、中空錨桿、孔口管、袖閥管、TSS管等2、注漿孔布設(shè)不宜采取矩形布孔，宜采用梅花型布孔；重要隧道工程，開挖輪廓線外至少布設(shè)兩圈或兩排注漿孔；重要基坑工程，帷幕注漿時至少施作三排以上。3、注漿方式前進式分段注漿，后退式分段注漿，氣孔一次性注漿、鉆孔注漿等。前進式分段注漿在施工中，實施鉆一段，注一段，再鉆一段，再注一段的鉆、注交替方式進行鉆孔注漿施工，每次鉆孔注漿分段長度35m。前進式分段注漿可采用水囊式止?jié){塞或孔口管法蘭盤進行止?jié){。其工藝流程見下表：后退式分段注漿注漿施工時，首

11、先將止?jié){塞及其它配套裝置放入管中，對底部一個注漿分段長度進行注漿施工，第一個分段注漿完成后，后退一個分段長度進行第二分段注漿，如此下去，直到將整個注漿讀那完成。進行后退式分段注漿施工，注漿分段長度宜取0.61.0m。兩種不同止?jié){方式工藝流程見下表：袖閥管后退式分段注漿工藝流程TSS管后退式分段注漿工藝流程全孔一次性注漿直接將注漿管路和注漿孔口裝置接通進行注漿施工。4、注漿順序及原則 分區(qū)注漿原則 注漿順序按跳孔原則 由上游到下游原則 由下到上原則 由外到內(nèi)原則 約束發(fā)散型注漿原則 定量定壓相結(jié)合原則 多孔少注原則5、注漿參數(shù)注漿加固厚度一般情況下臺階開挖時，B=0.20.5d；有少量地下水影響

12、下，B=0.52d；有高壓富水影響時，B=23d。漿液擴散半徑注漿擴散半徑，并不是指漿液在地層中擴散的最遠的距離，而是指漿液能符合設(shè)計要求的擴散距離。一般中細砂層，粉質(zhì)粘性土中取R=0.50.8m；中粗砂，砂卵石層中取R=0.81.2m；斷層破碎帶取R=1.22.0m。漿液凝膠時間根據(jù)目前的工藝水平，推薦雙液漿凝膠時間取Tg=303，一般情況下寧短勿長，當工人對工藝熟練程度高時取低值，反之取高值。單液漿凝膠時間不宜超過8h，否則難以控制擴散范圍。注漿長度注漿段長度是指縱向注漿范圍，根據(jù)大量的工程實現(xiàn)，注漿仍存在“楔形效應(yīng)”，即越向前注漿效果越差，漿液難以擴散，因此建議注漿段一般宜選用2030m

13、。注漿分段長度當對砂層，粉質(zhì)粘性土層注漿時，應(yīng)采取分段注漿，注漿分段長度宜取0.40.6m，否則極易引起地表隆起。注漿速度砂層，粉質(zhì)粘性土中注漿速度取V=2040L/min；砂礫石層等孔隙較大的地層取V=4060L/min；在斷層破碎帶中取V=60120L/min。注漿量注漿量計算公式：Q=R2·h·n·（1+）Q注漿量；R擴散半徑；h注漿段長n地層孔隙率；地層充填率；漿液損失率。一般情況下，地層孔隙率：砂層取0.30.4，其它地層取0.40.6；地層充填率：單孔計算時取60%70%，群孔時取70%80%；漿液損失率：根據(jù)工藝情況取10%30%。注漿壓力注漿壓力建議?。核畨?23Mpa；城市地下工程壓力1.2h。九、 注漿效果檢驗與評定1、檢測方法：共計五類十四種，見下表：分析法PQt曲線法注漿分布特征法涌水量對比法漿液填充率反算法鉆檢查孔法檢查孔觀察法檢查孔取芯法注漿效果檢查評定方法檢查孔PQt曲線法滲透系數(shù)測試法開挖取樣法加固效果觀察法注漿機理分析法力學指標測試法變形推測法物探法地質(zhì)雷達2、巖溶注漿處理時注漿效果檢查方法與標準必測項目：PQt曲線法（符合設(shè)計要求，達到設(shè)計注漿量和注漿終壓）注漿量分布特征法（不能有注漿盲區(qū)）涌水量對比法（堵水率達到80%，總涌水量50m3/m/d）檢查孔觀察法（