某隧道右洞注漿止水總結(jié)

某隧道右洞注漿止水總結(jié)地質(zhì)情況說明某隧道穿越某山，山體走向N30°E，為四川盆地東部平行嶺梳狀褶皺山地形。頂部灰?guī)r溶蝕后成為槽谷，但兩側(cè)為挺拔山脊，組合成“一山兩嶺”和“一山三嶺”的特有形態(tài)。地貌屬侵蝕構(gòu)造中低山河侵蝕巖溶地形。山頂部為巖溶隆脊山地，兩側(cè)為單面山峰狀中低山。隧道穿越某背斜，背斜兩翼須家河（T3xj）和珍珠沖（J1xh）分布區(qū)。某背斜出露地層主要有三疊系雷口坡組、嘉陵江組、須家河組、侏羅系上統(tǒng)珍珠沖組。其中須家河、雷口坡組分布最廣，第四系主要分布于背斜北西翼緩傾斜坡及隧道進出口地段。YK5+415里程段巖性為灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r、巖溶角礫巖,以灰?guī)r為主.硬質(zhì)巖(Rb=68.7MPa)。中-厚層狀,受地質(zhì)構(gòu)造影響較嚴重,節(jié)理較發(fā)育,呈塊狀砌體結(jié)構(gòu)及塊碎石狀鑲嵌結(jié)構(gòu),巖體較完整-較破碎。位于處斷層下盤,屬巖溶中等較強發(fā)育帶,位處水平徑流帶,富水性好,地下水影響嚴重,其溶隙、溶孔、溶穴發(fā)育,層間一般結(jié)合差。洞室開挖后,地下水一般呈股狀、大股狀產(chǎn)出,遇巖溶管道,溶洞將產(chǎn)出較大涌水或突水。Vp=2516-3687(m/s)。圍巖穩(wěn)定性較好,但遇到溶縫和溶洞堆積物穩(wěn)定性差。第二章我部治水工作一、止?jié){巖盤方案2006年07月21日，隧道掌子面挖掘發(fā)現(xiàn)涌水，由于水量不是很大，遂決定采取掛網(wǎng)噴漿裝孔口管的方式對掌子面進行加固，并準備注漿止水。先在掌子面打入錨桿（φ25螺紋鋼），桿長2m，打入巖盤1.5m，全斷面掛鋼筋網(wǎng)噴射混凝土，目的是為了封閉掌子面，防止巖盤由于內(nèi)壓過大而崩裂，形成止?jié){巖盤。之后對止?jié){巖盤外圍以大仰角和外插角鉆孔，安裝孔口管，準備深孔預(yù)注漿。但就在安裝孔口管此時，由于內(nèi)壓過大，掛網(wǎng)噴漿層發(fā)生開裂，涌水從噴射混凝土中流出，左側(cè)尤為明顯，水量相當大，此方案失敗。二、止?jié){墻方案設(shè)備：QS100B潛孔鉆，配備φ76mm和120mm鉆頭；3SNS-A注漿泵，壓力0~10MPa，注漿管耐壓12MPa；ZJ-400制漿機，容量400L；YJ-400儲漿桶，容量400L。材料：普通硅酸鹽水泥，河砂，水玻璃，麻筋。2006年7月24日，決定采用止?jié){墻方案對掌子面進行注漿止水。先在掌子面打入若干錨桿，錨桿長3m，打入2m，外留1m。止?jié){墻設(shè)計厚度1.5m，在支模的同時將孔口管固定到位，并利用孔口管將止?jié){巖盤的涌水引出，防止涌水影響混凝土澆注質(zhì)量?？卓诠転棣?08無縫鋼管，端部焊有法蘭盤，便于以后安裝其他設(shè)備?？卓诠馨惭b位置如下：2006年07月26日，經(jīng)過約30小時，止?jié){墻澆筑完畢，并已達到初期強度，可以鉆孔注漿。據(jù)觀察，第33號孔涌水量比較大。首先用潛孔鉆通過孔口管對巖盤進行鉆孔，打出水后安裝注漿管進行注漿。由于我方注漿機使用不合理，壓力表經(jīng)常損壞，不久所有壓力表均損壞，不能讀取注漿壓力，工人只是憑經(jīng)驗注漿，導(dǎo)致注漿壓力經(jīng)常過大，注漿很不穩(wěn)定，注漿管擺動很大。直接導(dǎo)致止?jié){墻內(nèi)部壓力過大，孔口管和施工縫竄漿嚴重。2006年07月28日，掌子面左側(cè)后方約5m處初襯開裂，有小量涌水，裂縫寬度最大處約1cm，長度約1m，由拱腳向上發(fā)育，拱腳噴射混凝土少量崩落，基巖裸露。2006年07月31日，由于止?jié){墻澆筑時下挖基礎(chǔ)過淺，基礎(chǔ)清淤不干凈，由上自下的注漿將水大量壓入下部，注漿壓力過大等原因，止?jié){墻不能承受水壓，出現(xiàn)漏漿，初期襯砌發(fā)生了開裂，漿液大量從裂縫中涌出。工人用木楔，鋼筋，綿紗將裂縫塞住，通過減小注漿壓力，加砂和麻筋等方法堵漏，但效果并不是很好，原因是對漿液濃度控制和注漿壓力控制不夠好。由于止?jié){墻底部漏漿嚴重，遂將部分孔口管接長后，在止?jié){墻底部重新澆筑了一個高1.5m，寬1m的混凝土臺階，但由于內(nèi)部水壓過大，于2006年08月04日臺階右下部出現(xiàn)裂縫，臺階與老止?jié){墻的施工縫連接不夠牢固，出現(xiàn)小股冒水，并夾雜有氣泡?；A(chǔ)右下部基礎(chǔ)被涌水掏出一空洞，洞里夾雜有竄漿的地下水以約1L/s的速度涌出，右下部第12號孔φ200mm孔口管滿管排水，水量相當大。2006年08月07日，對止?jié){墻右下部新澆筑一長約1.5m，寬約80cm，高約50cm的混凝土臺階進行堵漏加固。由于止?jié){墻多處漏漿，遂采取雙液注漿處理，注漿后立即注入了一定量的水玻璃，試圖用水玻璃加速漿液凝固。但由于注漿方法不當，各處竄漿非常嚴重，最后進行加固的臺階基礎(chǔ)被涌水沖出一洞，發(fā)生管涌，工人用棉紗、石塊等填補，涌水、漏漿依然嚴重。止?jié){墻施工縫漏漿，部分孔口管竄漿，注入水玻璃后，無任何改善。注漿止水失敗。第三章XX院注漿止水工作設(shè)備：杭鉆SGZIIIA地質(zhì)鉆機，配備φ110mm、φ91mm、φ51mm地質(zhì)取樣鉆頭、φ56硬質(zhì)合金鉆頭；3SNS-A注漿泵，壓力0~10MPa，注漿管耐壓12MPa；ZJ-800制漿機，容量800L；YJ-800儲漿桶，容量800L。材料：普通硅酸鹽水泥，粉煤灰、河砂，水玻璃，麻筋，糠殼。XX院對注漿泵進行了改進，對出漿口增加了一穩(wěn)壓罐，回漿管上安裝了壓力表，壓力表下部裝有一油封，用于對漿液進行隔離，防止?jié){液堵塞壓力表。注漿孔空位布置圖：孔深及鉆孔角度表：孔號孔深（m）與水平方向夾角角與垂直方向夾角角孔號孔深（m）與水平方向夾角角與垂直方向夾角角I-1319°（向上）0°II-6328°（向下）15°（向右）I-2319°（向上）2°（向右）II-73215°（向下）13°（向右）I-3317°（向上）6°（向右）II-83215°（向下）9°（向右）I-4313°（向下）10°（向右）II-93215°（向下）4°（向右）I-5311°（向下）11°（向右）II-103215°（向下）0°I-6311°（向下）11°（向左）II-113215°（向下）0°I-7313°（向下）10°（向左）II-123215°（向下）4°（向左）I-8317°（向上）6°（向左）II-133215°（向下）9°（向左）I-9319°（向上）2°（向左）II-143215°（向下）13°（向左）II-13215°（向上）0°II-15328°（向下）15°（向左）II-23213°（向上）7°（向右）II-16324°（向下）17°（向左）II-3328°（向上）13°（向右）II-17320°15°（向左）II-4320°15°（向右）II-18328°（向上）13°（向左）II-5324°（向下）17°（向右）II-193213°（向上）7°（向左）XX院進場后，先搭建了臨時工作平臺，用彩條布將工作場地頂部做了臨時防水處理，之后將設(shè)備吊裝到位。鉆機經(jīng)過工人大致搬運到位以后，通過機器自身實現(xiàn)左右水平移動和垂直面內(nèi)的俯仰轉(zhuǎn)動定位，鉆機通過自身的絞盤固定在我方早先的孔口管上。3臺鉆機同時工作，用φ110mm或φ91mm地質(zhì)取樣鉆頭在止?jié){墻上鉆深2m的孔，用于安裝孔口管?？卓诠転棣?9mm鍍鋅鋼管，有1.5m和2m兩種長度，根據(jù)實際鉆孔情況選擇安裝。孔口管安裝方法為先在孔內(nèi)塞入半干水泥，孔口管上纏上一定長度的無紡布作為與孔的密封材料，但經(jīng)XX院人員介紹，用生麻的密封效果更好，但成本更高?？卓诠馨惭b約12小時以后，水泥基本已達到設(shè)計強度，可以開始鉆孔。鉆孔主要使用的是φ51mm硬質(zhì)合金鉆頭，此鉆頭對巖石為切削式鉆進，對于較軟弱的巖石鉆孔效果較好，遇到堅硬巖石和鋼筋，鉆頭磨損會很嚴重，甚至損壞，若遇堅硬巖石和鋼筋要使用金剛石鉆頭以磨碎的方式鉆進。鉆孔過程中，我方也曾使用潛孔鉆協(xié)助鉆孔，但與XX院的地質(zhì)鉆機相比，潛孔鉆鉆頭易堵塞，堵塞后需將鉆頭完全拔出，更換或清理以后才能繼續(xù)鉆孔，浪費了較多時間，而地質(zhì)鉆機由于鉆頭結(jié)構(gòu)相當簡單，加入高壓水作位沖洗劑以后，不易堵塞；當潛孔鉆遇到較大的內(nèi)部水壓以后就不能繼續(xù)鉆孔，而地質(zhì)鉆機遇到較大的內(nèi)部水壓以后，可以卸下外部高壓水供給鉆桿，巖層內(nèi)的高壓水能通過鉆桿排出，一方面作為鉆孔沖洗劑，一方面又可以起到減壓的作用，鉆孔能繼續(xù)進行。當鉆孔有較大水涌出或出現(xiàn)較嚴重竄漿時，即可停止。之后在孔口管上安裝閥門和注漿管開始注漿。制漿濃度按照800L制漿機18包水泥/缸的水泥配合比配置水泥，剛開始注漿時，在儲漿桶內(nèi)加入1/3~1/2桶清水，將濃漿稀釋成稀漿后再注漿，目的是用稀漿將巖體內(nèi)的水擠開，使稀漿很快擴散到裂隙中，為下一步注濃漿打基礎(chǔ)。當注了1~3桶稀漿后，改注濃漿。注漿壓力根據(jù)內(nèi)部水壓大小設(shè)計，此次注漿一般壓力控制在0.5~2MPa，個別時候達到4MPa，壓力通過回漿管和注漿泵擋位控制，由專人負責(zé)調(diào)節(jié)，目的一方面是為了防止注漿壓力過大使巖盤內(nèi)部過渡擠壓而更加破碎，造成竄漿加?。涣硪环矫媸菫榱朔乐钩霈F(xiàn)爆管等危險情況。注漿時若出現(xiàn)較小竄漿，可根據(jù)實際情況，在漿液中加入適量河砂即可；若出現(xiàn)較大竄漿，就需要考慮減小注漿壓力，漿液中加入河砂、麻筋、糠殼等惰性材料，通過漿液在巖盤內(nèi)部裂隙的沉積來止住竄漿。這種方法通常比較見效，竄漿會在短時間內(nèi)被止住，其關(guān)鍵在于注漿壓力的控制和漿液配合比的控制，XX院是按照經(jīng)驗對注漿壓力和摻料量進行控制，若摻入料過多，則容易造成堵管、堵孔，過少則起不到止竄漿的目的。若竄漿過于嚴重，則需要暫停注漿，用生麻、棉紗、鋼筋等對竄漿部位進行封堵，對孔口管安裝閥門進行關(guān)閉，之后再繼續(xù)注漿。若竄漿范圍繼續(xù)擴大，則需要在漿液中加入水玻璃進行雙液注漿，迅速對竄漿進行控制。對于要吸漿的孔，只要制漿速度能跟上，就可以加速一直注，壓力一般控制在1~3MPa，直到快注滿為止，再減速慢注或進行間歇式注漿，直到注滿。對于吸漿比較困難的孔，則需要進行間歇式注漿，控制壓力在0.5~2MPa慢注，注到壓力突然上升時停止5~20分鐘，維持壓力，使?jié){液在巖盤內(nèi)擴散，壓力減小以后再繼續(xù)注漿，控制壓力依然維持在0.5~2MPa。如此重復(fù)，直到注滿為止。在因各種原因停止注漿的時候，每隔一段時間要打開回漿管回漿，防止孔和管道堵塞。對于注漿效果的檢查，可在注漿后立即打開回漿管，觀察回漿管出水，若在很短時間內(nèi)出清水，則說明巖盤內(nèi)可能有流動的水已將漿液沖走；若回漿漿液變稀或出渾水，則說明巖盤內(nèi)可能存在靜止的水；若回漿后沒有水，則說明可能是堵孔或已注滿。當注漿后8~12小時，漿液已達到設(shè)計強度，可以繼續(xù)鉆孔注漿，鉆孔還是按照鉆出大水或出現(xiàn)嚴重竄漿為止，但是鉆孔時要避免對正在注漿的孔間隔太近的孔鉆孔，避免出現(xiàn)竄漿。此次YK5+414注漿止水循環(huán)，鉆至9m左右，有較大水涌出，約90L/min；鉆至18~22m處出大水，隨水流沖出的巖石為鈣質(zhì)灰?guī)r