隧道工程帷幕注浆加固施工方案

新建XX区至XX铁路TA1 XX山隧道帷幕注浆（方案）报审表工程项目名称：中铁三局XX区至XX铁路施工合同段：XX山隧道编号：新建XX区至XX铁路工程XX山隧道帷幕注浆加固施工方案编制：复核：审核：中铁三局集团有限公司XX区至XX铁路XX山隧道项目部20XX年10月15日目录一.编制依据 (2)二.编制范围 (2)三.编制原则 (2)四.施工概况 (3)五.总体设计方案 (4)5.1 施工设计方法及注浆特点 (4)5.2注浆孔的布置及注入顺序原则 (5)5.3主要注浆参数 (6)六.施工方法及工艺 (7)6.1.WSS注浆功法注浆加固及止水原理 (7)6.2.注浆工艺及方法 (7)6.3. 注浆材料特性 (8)6.4.注浆压力的选定 (9)6.5.主要机械设备及劳力计划配置 (10)6.6.类似工程的加固土体效果 (11)七.注浆过程中注意事项 (12)八.工程质量保证措施 (13)九.安全保证措施 (14)XX山隧道wss注浆加固施工方案一、编制依据●新建铁路XX区至XX线原王施隧01-09、10、11设计图纸●类似工程的施工实践经验；●现场踏勘及调查所得的相关资料；●《新建铁路XX区至XX线隧道超前地质预测预报》地质情况及XX山隧道相关会议纪要资料二、编制范围新建铁路XX区至XX线XX山隧道进口、斜井复杂渗水砂岩地质条件施工方法、工艺、组织、劳力机械资源配置及安全质量控制措施等三、编制原则3.1.确保技术方案针对性强、操作性强；施工方案经济、合理。

坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性与实事求是相结合。

根据工程地质、水文地质、周边环境及工期要求等条件选择最具实用性的施工方案和机具设备。

3.2.技术可靠性原则根据本标段工程特点，依据类似工程施工经验，选择可靠性高、可操作性强的施工技术方案进行施工。

3.3.经济合理性原则针对工程的实际情况，本着可靠、经济、合理的原则比选施工方案，施工过程实施动态管理，从而使帷幕注浆加固施工达到既经济又优质的目的。

3.4.环保原则施工前充分调查了解工程周边环境情况，紧密结合环境保护进行施工。

施工中认真作好文明施工，减少空气、噪音污染，施工污水、废浆经沉淀并取得相关部门的批准后方可排放。

施工过程实施ISO14000标准，进行环境管理。

建设“绿色工地”，实施“环保施工”。

四、施工概况4.1设计情况新建XX区至XX铁路专用线XX山隧道地处宁夏固原市郊黄土梁卯区，属工企I级铁路专用单线隧道，隧道起点里程DK5+345,终点里程DK11+788，隧道全长6443m，斜井2个，总长度2074米。

隧道所处区域为弱富水区。

隧道施工由4个作业队分四个工作面同时施工。

分别为隧道进口工区、1#斜井工区、2#斜井工区及隧道出口工区。

Ⅴ砂岩段复合式衬砌断面图围岩区间段支护设计情况：超前小导管+钢筋网片+钢拱架+C25喷射砼。

采取φ42mm双层超前小导管预支护，长度3.5米，环向间距40cm，每50 cm架立1榀I18工字钢，每榀钢架施作8根φ42mm 锁脚锚管，长度3.5米,C25喷射混凝土厚度25 cm。

二衬砼采用C35钢筋砼，抗渗等级P10。

4.2．施工揭示第三系全风化砂岩按照设计资料，当前XX山隧道进口、斜井均处于渗水砂岩复杂地质条件施工段。

根据隧道施工揭示的情况，对第三系下含水细砂岩具有以下工程特性:砂岩的成分组成、胶结及含水情况具有不均一性，且开挖后受水体浸泡及外部条件的影响，稳定性随时间延续具有显著变差的特点。

XX山隧道在第三系下富水砂岩地段施工过程中，由于受到水的影响，原状砂岩迅速恶化，常呈流砂状外涌，掏空边墙，引发边墙侧向土体不断坍塌，易造成已支护面背后空洞、挤压变形，致使开挖困难，难以及时有效进行支护。

仰拱开挖后四周渗水漫流，两侧边墙迅速向低点涌砂，造成淤沙较厚，基底始终处于淤泥质状态，成拱困难，边墙支护难以下接，直接制约掌子面施工进度严重。

隧道进口、斜井掌子面拱顶先后出现大量股状水流不断且水量较大，造成掌子面正前上方空洞较大，砂体受水流浸泡呈松散流体状态，极易以流沙状涌出，致使掌子面处于息工、停工状态。

五.总体设计方案5.1 施工设计方法及注浆特点根据本工程掌子面实际地质及施工条件，参考相关类似工程成功经验，决定以帷幕注浆技术为主导方案，拱顶局部及边墙辅以旋喷桩加固，本注浆方案将采用全断面或半断面WSS工法注浆技术--详情见附图（附后）。

初定加固长度为15m，开挖12 m，预留止浆墙3 m，采用洞内辐射性注浆工艺，成孔为小型机械钻孔，施工采用AB、AC液注浆，加固断面尺寸为开挖轮廓线外扩拱顶2~3m。

其特点：①钻机采用的二重管直接作为钻杆钻孔达到预定深度或地点，同时二重管可以用来直接注浆，管头装有30cm混合器用来使双液充分混合；②注浆过程中注浆管可以旋转（正反均可），不会发生钻杆卡死及浆液溢流现象，节省了其他注浆管一次性投入的费用，另外有利于保护环境不受污染；③浆液分溶液型（A、B液组成）和悬浊型（A、C液组成）。

浆液对土层有很强的渗透性，采用调节浆液配比和注浆压力的办法可使注浆范围人为控制；凝结时间可以调节，并可以复合注入施工，满足不同的要求；④可以根据不同土体的性质随时调整瞬结性一次性注浆和渗透性二次注浆的复合比率，达到加固土体的效果；⑤由于一次注入是限制注浆，二次注入是渗透注浆，注浆液不会向注入范围外溢出，从而有利保护地下环境而不被污染。

⑥从钻孔至注浆完毕，可连续作业；⑦钻机体型较小，移动方便，适用较困难的施工环境。

5.2注浆孔的布置及注入顺序原则根据注浆扩散半径计算，孔距为0.4～0.8米，平面布孔如下图所示布置（在后续施工中可根据开挖情况做适当调整）。

注入顺序：隧道加固区域将从外围到中心进行施工，环向从拱顶中心向两侧注浆加固。

正洞钻孔布置图5.3主要注浆参数5.3.1注浆孔深度15米，向外辐射角度10~25°。

5.3.2注浆孔直径Φ25cm。

5.3.3浆液扩散半径：0.4～0.6 m。

5.3.4浆液凝结时间：20s～30min。

5.3.5注浆压力0.5～4.0MPa（塌方体、岩体松散等地段终压采用低压力0.3MPa进行注浆，正常密实段终压最大取4.0MPa）。

5.3.6挖循环段长12米。

5.3.7留止浆盘段长3米，掌子面采用C25网喷混凝土或C20混六、施工方法及工艺6.1.WSS注浆功法注浆加固及止水原理注浆时在不改变地层组织的情况下，将土层颗粒间存在的水强迫挤出，使颗粒间的空隙充满浆液并使其固结，达到改良土层性状的目的。

其注浆特性是使该土层粘结力（c）\内摩擦角（ψ）值增大，从而使地层粘结强度及密实度增加，起到加固作用；颗粒间隙中充满了不流动而且固结的浆液后，使土层透水性降低，而形成相对隔水层。

注浆加固后强度：卵石层达到25~30kg/c㎡、细中砂层达到15~20kg/c ㎡、粘土层达到10~12kg/c㎡；止水系数可达到：k=10-7cm/s~10-8 cm/s。

6.2.注浆工艺及方法6.2.1注浆工艺流程图6.2.2.施工方法①定孔位：根据设计要求，将孔位用红油漆标出，对准孔位，调整钻机至钻孔方向与设计钻孔方向一致，不同入射角度钻进，要求孔位偏差为±3cm, 入射角度偏差不大于1°。

②钻机就位：钻机按指定位置就位，调整钻杆的垂直度。

对准钻孔后，钻机不得移位，也不得随意起降。

③钻机成孔：第一孔施工时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进系数。

密切观察溢水出水情况，出现大量溢水出水时，应立即停钻，分析原因后在进行施工。

每钻进一段，检查一段，及时纠偏，空底位置应小于30cm。

钻孔和注浆顺序由外向内，同一圈孔间隙隔施工。

④回抽钻杆：严格控制提高幅度，每部不大于10-20cm，均匀回抽，注意注浆参数变化。

⑤注浆配比：采用经济量准确的计量工具，按照现场实际情况配料。

注浆：注浆孔开孔直径不小于45mm，严格控制注浆压力，同时密切关注注浆量，当压力突然上升或从孔壁、断面溢浆时，应立即停止注浆，查明原因后采取调整注浆参数或移位等措施重新注浆。

土层容易造成坍孔时，采取前进式注浆，否则采用后退式注浆。

⑥注浆压力的控制开泵前旋转压力调节旋钮将油压调至要求的油压刻度上，随注浆阻力的增大，泵压随之升高，当达到调定值时，会自动停机，不至于产生超压注浆的危险。

⑦注浆泵流量的控制注浆泵流量的大小由注浆泵的排量调节控制钮和排量记录仪方便地加以控制。

⑧胶凝时间的控制通过调节注浆泵两个出浆口的流量，变化水泥浆和水玻璃浆的注入比例来控制。

在注浆的过程中，为保证胶凝时间的准确，须经常测试，每变换一次配比或浓度时，需取样实配，测定胶凝时间，同时在泄浆口接浆测定双液浆的实注胶凝时间，避免异常情况发生。

⑨注浆结束标准及结束注浆注浆结束标准根据注浆压力及注浆量来控制。

一般采用定压注浆，注浆结束时，应先打开泄浆管阀门，再关闭进浆管阀门并用清水将注浆管冲洗干净后方可停机。

6.3. 注浆材料特性主要注浆材料：水泥、水玻璃、外加剂等无收缩注浆属于安全性，高渗透性的注浆材料，团结硬化时间可根据实际工程需要进行调整。

无收缩注浆液分为超高强度型CW-3A、高强度型CW-313、普通型CW-3C三种类型。

6.3.1.无收缩注浆液特点①、团结硬化时间容易调整，设计硬化时间长的注浆液也具有很高强度。

②、渗透性良好，特别是对微细砂层的渗透性优易。

③、地层中有流动水的情况下也具有很强的团结性能。

④、浆液强度、硬化时间、渗透性能可根据现场实际需要任意调整。

⑤、浆液不流失、团结后不收缩，硬化剂无毒，对地下水不会造成污染。

6.3.2.标准浆液的性质6.3.3无收缩注浆液标准配比如下表所示：6.4.注浆压力的选定注浆压力是注浆施工中的重要参数，它关系到注浆施工的质量以及是否经济。

因此，正确确定注浆压力和合理运用注浆压力有着重要的意义。

注浆压力与砂层空隙发育程度、涌水压力、注浆材料的黏度和凝胶时间长短等有关，目前均按经验确定。

通常情况下按如下经验式计算;6.4.1按已知的地下水静水压力计算，设计的注浆压力（终压值）为静水压力的2-3倍，最大可达到3-5倍，即P,＜P＜（3-5）P，式中：P----设计注浆压力（终压值）（Mpa） P,----注浆处静水压力（Mpa）6.4.2根据注浆处地层深度计算P=KH 式中：P----设计注浆压力（终压值）（Mpa）；H----注浆处深度（m） K----由注浆深度确定的压力系数；压力系数K的取值如表示：6.5.主要机械设备及劳力计划配置6.5.1主要机械设备配置[机械] [器具] [其他] 75—A型钻机两台旋转二重管排水处理装备SYB—60/160型注浆泵二台注浆液混合器测定器具SJY—双层立体式搅拌机一台喷头凝胶时间测定仪逆止阀消音器6.5.2劳动力计划劳动力具体分工如表6.5.2所示。