1、4.3.1.帷幕注浆工艺流程4.3.1.1.帷幕注浆施工方案适用于乌鞘岭隧道的断层主带。乌鞘岭隧道进口段,通过 2 处断层主带。其中 F4 断层主带分布于DK170+450-DK170+650,断层以泥砾为主,岩体极破碎,节理很发育,属软岩。中等富水。F5 断层主带分布于 DK171+210-DK171+250,以断层泥砾为主,岩体极破碎,节理很发育,属软岩,中等富水。进口段通过断层主带共计 240 米,在此段施工中,利用全断面帷幕注浆通过断层主带,可有效加固地层、填充节理裂缝、封堵地下水,达到防渗加固之目的。4.3.1.2.帷幕注浆的设计参数4.3.1.2.1.根据帷幕注浆加固防渗的目的、加
2、固岩体的特性、可用注浆材料的特点、钻孔及注浆的设备,确定施工设计参数。帷幕注浆施工技术参数如下:帷幕注浆使用钢管直径为 80,L-15m,纵向搭接 4m,排距为10.5m;注浆终止压力为 5MPa;水泥与水玻璃体积比1110.6,缓凝剂采用磷酸氢二钠 掺量为水玻璃质量的3%;注浆浆液的凝胶时间为 35min。注浆加固范围外边线距隧道设计开挖线的最大距离为 8m,单管注浆半径设计为 3.0m。4.3.1.2.2.帷幕注浆孔位设计4.3.1.2.2.1. 帷幕注浆施工起始断面平面布孔设计,主要考虑到帷幕注浆要在隧道设计开挖线周围,均匀加固 8 米的范围,以及考虑到应用轨行门架式全液压凿岩台车施工能
3、力。注浆孔的(A-A)断面布置见图 4.3.1.-1。4.3.1.2.2.2.帷幕注浆的纵向断面设计,主要考虑到乌鞘岭隧道的 F4 及 F5 断层主带的地质条件很差,而且中等富水。由于断层主带主要以泥砾为主,因此,帷幕注浆施工中的钻孔、顶管工作困难很大,综合考虑施工设计要求和施工机械设备的能力,浆帷幕用钢管设计为 15m 长。帷幕注浆用钢管端沿椭圆形布置,环向最大间距 2.9m。保证相邻的帷幕注浆钢管端不帷幕注浆的纵断面图见图 4.3.1.-2、图 4.3.1.-3。3025C4.31-2 CM085420CMAB51938349504.31-A762980182134542.M674.3.1
4、.2.2.3.见图 4.3.1.-4 和 4.3.1-5。4.31-CM17038015220258791046521350812435901678304.3-B CM62542673584321501483690515203978032829301744.1-5CM4.3.1.3.乌鞘岭隧道帷幕注浆施工机具配套4.3.1.3.1.施工机具配套选用原则:一、保证施工机具设备生产性能满足乌鞘岭隧道施工设计要求;二、保证施工生产中,机械设备性能满足施工工艺、工序的质量要求;三、保证满足乌鞘岭隧道快速施工的要求;四、保证隧道工程施工生产安全的要求;4.3.1.3.1.帷幕注浆钻孔机械设备为了保证帷幕
5、注浆施工中,钻孔作业施工精度、保证快速施工、合理配置施工机械,充分发挥机械化配套施工的优越性,同时为保证乌鞘岭隧道施工中突水、涌泥等不良地质条件下,突发的意外事故处置能力和应变能力,在帷幕施工钻孔作业中,选择了轨行门架式全液压凿岩台车,作为钻孔作业施工机具。管棚施工使用的机具,成套设备见表 4.3.1.-1。帷幕注 浆施工作业钻孔成套设备表 (表 4.3.2.-1)序号 设备名称及规格 单位 数量 备注1 轨行门架式液压凿岩台车 TH586-5台 1 4 臂、瑞典 产2 运输车辆 台 2 运料3 交流电焊机 台 1 购置4 钻杆 套 5 购置5 102冲击钻头 个 5 钻引导孔用6 钻杆连接套
6、 个 5 购置7 钢管顶进连接套 个 5 自制8 管钳工具 套 3 购置9 大锤 把 3 购置4.3.1.3.2.注浆机具设备注浆机具设备:包括注浆泵、高速搅拌机、混合器、抗震压力表、双栓塞、流量计等。搅拌设备要求能够满足注浆设计能力需要、强制搅拌、高速度、高稳定性、水的掺量能够自动、准确计量;注浆泵能够注入悬浊液和化学浆液、能够满足注浆设计能力、配有流量流速记录仪、可变速调节浆液注入速度;输浆管要具有快速施工接头,满足快速施工与维护的要求;混合器具有单向止浆能力,注双液浆时能够保证浆液混合均匀;孔口管要求能够与帷幕注浆用钢管、输浆管进行快速拆卸与安装。保证施工快速进行;流量计要求能够计量流量
7、、流速、并具备电脑记录打印功能。具体管棚注浆施工机具设备名称及性能见表 4.3.1.-2。帷幕注浆施工机具设备名称及数量一览表 (表 4.3.1.-2)序号 名称 规格型号/性能 单位 数量 备注1 2TGZ-60/210 注浆机 双液 台 3 配压力及流量计2 搅拌机 1400r/min 台 2桶容积 2*250L,拌合水自动计量3 混合器 双液 个 5 自制4 双栓塞 双管、异径、三爪 套 105 高压球阀 25、30 个 10 压力按设计选用6 抗震压力表 压力按设计选用25每根 10 米 根 10 带快速接头7高压胶管30每根 5 米 根 5 带快速接头8 孔口管 80 根 带法兰盘、
8、自制4.3.1.3.3.现场试验设备见下表。注浆施工的技术重点:一方面是设计是否符合实际施工要求;另外一方面既是注浆施工作业中的过程控制。所以一定要保证注浆施工现场的试验工作。其目的是控制影响注浆效果的各个因素保证在设计的范围之内。通过玻美度计现场检测水玻璃的配制是否满足设计要求;通过粘度计进行现场检测注浆浆液黏度是否满足设计要求;通过温度计进行现场检测,确定水泥浆液或水玻璃的温度是否在涉及范围内,并以此推断温度对注浆浆液凝胶时间的影响程度;通过现场进行注浆浆材凝胶时间试验测定,判断施工配比是否满足设计要求;最重要的是通过现场观察得到的压力变化数值、流量变化数值、流速变化数值等施工参数,现场进
9、行注浆设计调整与优化。具体的现场试验设备以其名称见表 4.3.1.-3。注浆施工现场试验设备名称数量一览表 (表 4.3.1.-3)序号 名称 规格型号 单位 数量 备注1 压力机 压力换代用 套 12 天平 0-1Kg、感量 1g 台 23 维卡仪 组 14 秒表 01s 块 25 粘度计 ZNN 型 个 26 比重计 ZNB 型 个 47 玻镁计 0-70Be 支 48 温度计 0-50 支 29 磅秤 50Kg 台 110 电炉 1-15KW 个 211 试模 4*4*4、7.07*7.07*7.07 套 6 抗渗试模4.3.1.4.帷幕注浆施工4.3.1.4.1.帷幕注浆施工工艺流程图
10、见图 4.3.1.-6。 4 . 3 . 2 . - 3 4.3.1.4.1.注浆方式4.3.1.4.1.1.注浆方式采用分段后退式注浆和独头注浆方式。在乌鞘岭隧道施工过程中,根据地质超前预报、钻引导孔的涌(渗)水情况、裂隙发育程度和注浆设备能力确定具体的注浆方式。乌鞘岭隧道由于节理极度发育、岩体极破碎,中等富水,故原则上采用后退式分段注浆方式,以确保浆液的扩散半径和均匀性。4.3.1.4.1.2.分段后退式注浆方式目的是为了提高注浆浆液在预加固围岩中的均匀分散程度,保证浆液的扩散半径达到设计要求。分段后退式注浆的节长为 2m,每节前后搭接0.5m。分段式注浆施工示意图见图 4.3.1.-7。
11、4.3.1.4.1.3.独头注浆方式见图 4.3.1.-8。4.31-8 4.3.1.4.2.利用单向阀管技术,控制注浆串孔以往帷幕注浆施工204.31-7cm4.31-9 cm401401.5400.2401M经验告诉我们:在帷幕注浆施工中,最难控制的是防止串浆现象的发生。帷幕注浆施工中,如果有一根钢管内发生串浆现象,那么这根钢管就会失去原有的作用。造成注浆扩散半径达不到施工设计要求,所加固的围岩内产生注浆空白区,为隧道渗漏水埋下巨大隐患,甚至造成巨大损失。为防止注浆施工过程中发生浆液串孔的不利状况发生,影响帷幕注浆施工加固围岩的效果,所以乌鞘岭隧道工程帷幕注浆施工过程中采用单向阀管的新方法
12、。此种方法可有效防止窜浆的现象发生,提高管棚的施工质量。其具体方法见图 4.3.1.-9。如图单向阀管的孔口经过特殊处理:1、钻外孔;2、钻内孔;3、涂环氧树脂;4、安装封闭盖。4.3.1.4.3.帷幕注浆施工准备为了保证帷幕注浆施工作业顺利进行和保证施工质量,安全,逐将前应做好如下施工准备工作:4.3.1.4.3.1.在帷幕注浆段前须加强注浆段前 5M 须加强隧道初期支护原设计的单层钢筋网,改为双层钢筋网;隧道开挖尺寸较施工正常值放大 10CM,喷锚厚度为 30CM。4.3.1.4.3.2.止水止浆墙的施工:为防止未注浆地段地下水涌出作业面及注浆时跑浆,注浆地段的起始处掌子面应喷射 20CM 厚混凝土(加双层钢筋网),以后,每个注浆段终止处留出 4 米厚的止浆岩盘。4.3.1.4.3.3.隧道断面防线,定中线,在止浆墙上标出注浆孔位。4.3.1.4.3.4.由专业注浆技术工程师,进行技术人员的培训,了解