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来源：职称驿站所属分类：建筑设计论文 发布时间：2012-10-31浏览：214次
摘要：本文通过勉宁高速公路元墩1#隧道工程介绍了隧道水泥水玻璃双液注浆施工的方案及工艺和注浆过程中的注意事项谈了自己的看法。
关键词：隧道水泥，注浆，施工
工程概况
2001年4月6日，勉宁高速公路元墩1#隧道下行线正式从出口进洞,但其出口段为强风化泥质页岩，且又处于小型地质构造带，节理发育，极为破碎。洞身浅埋、偏压、裂隙水丰富。在施工中经常遇到小型塌方，不仅影响了工程的顺利进行，而且也对工人的人身安全造成了影响。经建设单位、设计院、施工单位的多次研究，先后确定了缩小钢拱架间距（由原设计的0.8米变为0.5米），加设Ф50锁脚钢管的初期支护加强措施及开挖时保留核心土等多种措施，但在开挖时左右侧拱腰仍出现几次小的坍塌，空腔已采用喷灌C20砼填实。4月19日，上半段面掘进至XK0+881里程，掌子面裂隙水明显增大，泥页岩遇水软化，核心土推移，左右侧拱腰严重溜塌，经研究决定，采取及时挂网喷射砼封闭，才使塌方得到控制。针对该塌方，我们采取了以下方案：
一、洞内施工方案：
上半断面掌子面砌筑0.5m厚浆片止浆墙，防止掌子面进一步坍塌，同时在左、右侧下部先用长5.0米Ф50小导管（花管）引流裂隙水，然后打5.0m长注浆导管，间距按0.8×0.8m梅花型布置，并对小导管进行水泥-水玻璃双液注浆，以固结核心土。双液浆的配合比由试验室选定。沿开挖轮廓线设双层4.5m长的超前小导管,间距20cm,排距20cm，超前小导管也采用双液注浆，起到堵水和固结围岩作用。双液注浆后，人工开挖，仍保留核心土，钢支撑间距0.5m/榀,挂双层钢筋网喷射砼。此段施工顺序是：小导管排水—小导管双液注浆—人工开挖（留核心土）--施作初期支护，每5.0m一个循环，人工挖3.0m,支护3.0m,第二循环视情况可不设浆片止浆墙,采用20cm厚砼封闭掌子面后，再进行排水、注浆。注浆顺序：一般是先压注外圈孔，后压注内圈孔，先压注无水孔，后压注有水孔。从拱顶向下顺序压注，如遇串浆或跑浆，则间隔一孔或几孔压注。
二、施工措施：
1、为确保下半断面施工安全，拱脚处增加锁脚小导管双液注浆。
2、上述方案适用于浅埋、偏压、裂隙水丰富的地段，施工段长度视围岩变化确定，当围岩变好后，初期支护仍按原设计施工。
3、要加强围岩变形的监控测量,要做好施工方案特别是双液注浆工艺的技术交底和工地值班,监理加强旁站和指导,坚持按程序施工,施工过程及时反馈信息。
三、双液注浆施工工艺
水泥--水玻璃注浆，适用于裂隙宽度（或粒径）大于1mm或渗透系数为K35×104m/s，断层破碎带和砂卵地层。压浆压力经验公式，洞内注浆P=（0.2～0.5）H1KH1孔位静水位高度（m），K洞内修正系数K=1.2～2.0,P注浆压力(Mpa)。注浆与开挖的关系：根据特定的注浆方案要求，压8m开挖6m，在特别差的地段，开挖长度缩短到4～5m，并且要求每一茬炮的进尺严格控制在0.8～1.2m的范围内。注浆后一般是要求浆液结石体达到足够的强度后方可开挖。由于浆液凝胶的时间短，早期强度高，故一般注浆完毕后，即可进行开挖准备的准备工作。
双液注浆施工工艺流程
注浆材料及要求
１、注浆所用材料
注浆所用材料为水泥－水玻璃浆液，浆液中主要物质为：
水泥：325#或425#普通或矿碴硅酸盐水泥
水玻璃：模数为2.4~3.4，浓度为30~45Be’
２、注浆时浆液的起始浓度（水灰比）：0.6:1~1:1，该水灰比为质量比，可在注浆过程中根据实际情况预以改变。
３、水玻璃浓度(Be’)：350+1
４、水泥浆与水玻璃体积比：1:1~1:0.6
水泥－水玻璃浆液组成及配比
原料 规格要求 作用 用量比例 主要性能
水泥浆 325#或425#普通或矿渣硅酸盐水泥 主剂 １ 1、凝结时间可控制在几秒至几十分钟范围内
２、抗压强度为5~20Mpa
水玻璃 模数：2.4~3.4;
浓度：30~45Be’ 主剂 0.5~1
注浆参数
１、 注浆浆液的扩散半径
在施工中，应控制好注浆浆液的粘度、凝结时间、注浆速度和注浆压力、压注量。注浆压力和注浆时间越大扩散半径就越大，因此在施工中对压浆压力、浆液浓度、压入量等参数进行人为控制与调整，以保证扩散半径。结合元墩１号隧道地质情况和试验结果，浆液的实际有效扩散半径为0.5m。
２、 注浆压力
注浆时，初始注浆压力应控制在0.2~0.4Mpa，注浆的最大压力（终压）结合实际，一般为1.5~2.0Mpa。
３、 浆液浓度
在压注浆液时，浆液的浓度应先稀后浓，浆液的起始浓度为1:1(水灰比)。
４、 压力控制
在进行浆液压注时，压力的控制采用一次升压法，具体方法是在注浆一开始就在短时间内将压力升至最大压力值，并一直保持到压浆结束，在规定压力下，每一级浓度浆液的累计吸浆量达到一定限度后，既可调换浆液配比，逐级加浓，当单位吸浆逐渐减少，直至达到结束标准时既可结束注浆。
５、 浆液浓度的选择及变换
由于压注段岩层的裂隙大小、分布情况、疏密程度均不一样，为了适应大小不同裂隙，一般是先压稀浆后再压浓浆，先将较细的裂隙填充好，而后将浆液逐级变浓，将中大裂隙压注密实。浆液浓度的变换是在同一浓度下注浆持续一定时间后，或压入量达到一定数量，而注浆压力、吸浆量均无显著变化，既可加浓一级。
四、注浆中的注意事项
１、 在喷射20cm厚C20混凝土加固岩壁前，应先清理落在作业面上的松动岩石。
２、 喷射混凝土是在注浆管装好后进行，所以喷射混凝土时注浆管应带上防护套帽，以避免注浆管被混凝土堵塞。
３、 注浆前，用1.5~2.0倍于注浆终压对注浆系统进行吸水试验检查，检查管路系统能否耐压，有无漏水；检查管路连接是否正确；检查设备机况是否正常，吸水试验试转时间为20min。
４、 注浆顺序：一般先压注内圈孔，后压注外圈孔，先压注无水孔，后压注有水孔，根据降水漏斗原理，一般是从拱顶顺序向下压注，如遇串浆或跑浆，则间隔一孔或几孔灌压。
５、 注浆施工前，除根据注浆工艺要求（单液或双液）配备应有的机具设备外，应视工作条件，做好注浆站的选址与布置，进行试泵与注水试验，安装注浆管路和止浆塞、止浆岩盘，然后制浆，开始压注。注浆站应尽量靠近工作面，泵站布置不仅要考虑紧凑、操作方便，并应加强通风防尘。若在隧道内进行，场地狭窄，应采用移动式的注浆站。
６、 试泵：开泵前先将三通转芯阀调到回位置，待泵吸水正常时，将三通回浆口慢慢调小，泵压徐徐上升，当泵压达到预定注浆压力时，持续二、三分钟不出故障、即可结束。
７、 静水压力测试：静水压力高度就是压水测试，压水的目的在于测定岩层的吸水性，核实岩层的渗透性，为注浆时选取泵量、泵压及浆液配方等提供依据，同时冲洗钻孔，检查止浆塞效果和注浆管路是否有跑、漏水现象。并通过压水将中将松软的泥质充分填物推送到注浆范围外,使浆液进入裂隙后增加充塞的密实性和胶结强度。压水时,先开单泵压水,然后再开另一单泵压水,测定混合器是否串水。混合器工作正常，即可双泵压水。
８、 压水压力及压水时间：压水压力应由小逐渐增大到预定注浆压力，并保持几分钟。压水时间，视岩层破碎程度和裂隙大小而异，对于破碎岩层及大裂隙约需10～20min，对中小裂隙约需15～30min。在实际施工中，应根据实际情况确定。
压水试验和注浆关系图
五、注浆管和止浆管
钻孔完毕，应进行掏孔检查。在确认没有坍孔和探头石的情况下，方可下管。如有探头石，必须用钻机进行扫孔。注浆管的安装方法是：根据确定的注浆方式确定止浆塞位置。用沾有CS胶的麻绳绕成不小于钻孔直径的纺锤形柱塞，把管子插入孔内，再用台车把管顶入孔内到要求的深度，使麻丝柱塞与孔壁充分挤压紧实，然后在麻丝与孔口空余部分，填充CS塑胶泥，使注浆管和止浆塞固定。顶进注浆管时，必须将钻头换成冲套，注浆管须带护丝箍，以保护管口外丝扣。
注浆管为φ42mm×3.5～7.0m的钢管(根据岩层的条件选择其长度).顶进时,外露的长度一般不小于30～40cm,以便连接孔口阀门和管路,胶泥凝固到有足够强度后(2～4h),方可注浆,这样才能有效地止浆。
六、止浆盘范围外的作用
止浆盘的作用是防止注浆地段地下水涌向作业面及防止下段注浆时跑浆。根据注浆终压和岩层的情况，可在预留的岩盘，加喷15～25cm厚C20砼加固岩壁。喷砼的范围是整个开挖面3m地段，特别是在注浆孔周围3m范围以内及钢拱和有管棚出露处附近，必须反复加喷，保证喷射厚度。喷射砼前，先清理落在作业面的松动岩石，然后分层喷，最好使用机械手和三联机作业。必须注意，由于喷砼是在注浆管装好后进行，所以喷砼时注浆管应带上防护套帽，以保护注浆管丝扣和避免喷砼堵塞注浆管。
七、注浆
注浆管路系统的试运转：当上述工作完成后，按注浆站布置图和工艺流程图，安排设备就位，接好管路系统，作注浆前的试运转。用1.5～2倍于注浆终压对系统进行吸水试验检查，并接好风、水、电；检查管路系统能否耐压，有无漏水；检查管路连接是否正确；检查设备机况是否正常；使设备充分”热身”。试运转的时间一般为20min。
1、 注浆药液：
注浆药液，根据主材浓度反应剂种类型，具有特定的配合比。一般可按每1000L混和液的标准配合比，注浆作业是分盘进行混合。分成A、B液的配合比按总量200L或400L进行混合。为实现连续注浆，我们配备2个贮浆桶。
3、注浆压力的控制：由于注浆管路一般都短于20m，且弯头少，在0.1Mpa以内，可以认为注浆压力就是显示的泵压值,由注浆泵的油压控制调节。具体调法是：启动注浆泵，正常运转后关闭泵口阀门，泵停止运转后，旋转压力调节旋钮，将油压调在要求的油压刻度值上,随着注浆阻力的增大,泵压随之增高,当达成调定值时，会自动停泵，十分安全,不致于发生超压,注浆泵的排量调节控制按钮和排理记录仪加以监控.为防止由于压注速度过大,造成上压过快返浆漏浆等异常现象，影响注浆质量，在注浆前先测定注浆孔的吸水率，以确定合适的压入速度，先压注三分钟的单液水泥浆，检查止浆情况，测定钻孔及浆率，再行确定双液压入速度进行双液注浆。
4、 胶凝时间的控制：通过配双调节两台注浆泵的流量控制系数，凝胶时间的变化由C：S来控制，它比用调节浆液浓度来控制凝胶时间的方法具有快速、简单、容易，只需操作泵上的两个铵钮就可实现，如需2min以上的凝胶时间，则掺加缓凝剂来控制。为了确保凝胶时间的准确，在注浆过程中，须经常测试，一般每拌一筒浆或换一级浓度或配比时，需要取样实配，测定凝胶时间，通过对比，检查配浆是否准确，泵的操作是否正常，吸浆是否正常，混合器的混合是否均匀，从而有助于监控注浆情况（如压力变化），避免异常故障的发生。
八、总结语
元墩1#隧道下行线的施工遇到严重阻碍，困难重重，将一般隧道存在的偏压、浅埋、石质破碎强风化、塌方等多种问题集于一体。对此，经多方专家考察，确定以上的施工方案，此方案作为一种技术手段，在施工前我们还缺少一种先知先觉的精神，因此，在一开始我们就向承建单位摆明原委，要求采取强支护的手段，避免单方面考虑制定方案，遗留隐患，影响施工及运营安全。
《隧道水泥或水泥-水玻璃双液注浆施工工艺总结》
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文章名称： 隧道水泥或水泥-水玻璃双液注浆施工工艺总结
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