1、新建向莆铁路青云山隧道径向注浆堵水施工方案中铁二十三局集团 -卜一 一一 / /中国铁建编制：金坤学审核:韩尤直审批：李铎中铁二十三局向莆铁路FJ-10标指挥部二00九年八月青云山隧道径向注浆堵水施工方案1编制依据及编制范围1.1编制依据(1) 青云山隧道设计图(2) 向莆公司关于要求对青云山隧道严格进行注浆堵水的通知(向莆铁司工程200993号)(3) 铁路隧道施工技术指南(4) 铁路隧道工程施工质量验收标准(5) 已批复的青云山隧道实施性施工组织设计1.2编制范围青云山隧道段涌水地段的径向注浆施工参数、施工方法，包括 其作业要点、工艺要求等全过程。2. 工程概况2.1工程地质、水文地质及气2、象概况2. 1. 1工程地质水文及现场勘察青云山隧道分别穿越青云山隧道风景名胜区、藤山自然保护区、 老鹰尖自然保护区，区内沟谷众多，地表水发育，隧道埋深100900m, 地质变化频繁，分别有凝灰岩、凝灰熔岩、石英正长斑岩等多种岩层,并受断层破碎带影响，围岩产状与走向变换频繁，并根据已施工地段 的渗水情况观察分析，洞内渗水受地表水影响严重，并随雨季与枯季 变化。2. 1.2施工区气象条件隧道地处亚热带季风气候区，冬季较短，温暖湿润，年平均气温 19. 5C,多年平均降水量14002000毫米，雨量丰富，每年49月为 雨季，降雨量占全年的70%以上，并常伴有台风暴雨出现，全年无霜 期296天。2.3、 2设计情况对青云山隧道涌水按照以堵为主的原则，对已开挖涌水地段，先对涌水点进行埋管集中引排，待涌水量及水压减小后再采用加固圈3m径向注浆加固岩堵水，其设计参照“永莆施图（隧）02 (3) 16”图，其具体注浆里程段落和注浆部位根据四方会堪变更纪要确定。3施工方案 3.1总体施工方案根据设计要求，洞内渗水采用“以堵为主、限量排放”的治理原则进行，保证隧道周边生态环境不被破坏，防止周边溪流、泉眼等不会因隧道施工而枯竭。在隧道进行开挖支护后，对岩裂缝密集处或有渗涌水地段采用注浆固结止水的方式处理，注浆材料为水泥净浆浆液，注浆应分区段、分序加密的原则进行。3.2径向注浆参数设计隧道注浆参数以隧道围岩4、状况及渗水情况确定，注浆孔采用风枪 钻孔，钻孔直径52mm,注浆钻孔深度5m,环向间距1.8m,纵向间距2. 6m,并呈梅花型布置，孔口采用450,壁厚为3. 5mm热轧无缝钢管, 管长1.0m,管口采取止浆措施。注浆材料采用水灰比为1:1水泥净 浆，水泥采用P042. 5普通硅酸盐水泥，注浆净压力为0.5l.OMPeu为了满足经济、合理的原则，在开挖过程中对围岩渗水情况进行 了详细的调查和记录，并在开挖以后进行了长期的统计，以准确掌握 渗水状况，为注浆固结提供基础依据。注浆布置示意如图1图3所 示所示。注浆正断面图注浆纵断面图图1全断面注浆布置示意图图2拱部渗水注浆布置示意图设计加固线图3边5、墙渗水注浆布!注意图注浆根据分区段分序进行注浆，以一个作业台架长度6m左右为 一个注浆段落，根据注浆孔在隧道展开面上的布置，分为二序注浆， 交错进行，另外应以隧道涌水点为中心，由四周逐步分序向涌水中心 点注浆的顺序进行，其1序孔的注浆净压力取0. 5-0. 8Mpa, 2序孔注 浆净压力取0.8l.OMpa,若因集中涌水压力较大造成浆液随裂隙渗 出时可采用速凝辅助措施提高浆液凝结时间，达到堵水效果。针对隧道开挖后岩面局部裂隙渗水的情况，采用局部注浆堵水的方式进行，沿渗水裂隙两侧进行注浆孔位布置，并将钻孔方向与渗水裂隙面大角度相交，孔深5m,间距根据围岩裂隙情况进行调整。局注浆孔 裂隙部注浆堵水6、布置示意图如图4所示。y円Zp、 /r 注浆孔i”第二O隙/a vX ”、 v企裂图4局部渗水注浆布置示意图3.3详细施工方案3. 3. 1施工顺序注浆施工由集中涌水较大的地段两侧逐步向集中涌水地段逐步 靠近的方式进行，为了防注浆串孔，防止浆液从附近钻孔中渗流，施 工采用隔排隔孔施工，注浆顺序按照先底部、再拱部、最后边墙的顺 序进行，注浆和钻孔及时紧跟，减少空孔暴露时间，首先对注浆孔位 进行测量定位标志和编号，以便钻孔和注浆能够同时作业，具体施工 顺序如图5所示。图5注浆顺序示意图3. 3. 2钻孔施工注浆孔位布置应遵循“分段，分批，逐步加密”的原则，注浆孔 采用风枪成孔，成孔直径52mm,利7、用自制钻孔台车进行操作，成孔 以后及时采用高压水进行清孔，在注浆过程中，加强对注浆施工段附 近围岩的水文和地质观察，并对注浆施工地段进行监控量测工作。当 出现注浆施工段附近出现集中突水或围岩变形时应暂停施工或调整 注浆参数。3. 3.3注浆施工根据设计图纸对正洞开挖后进行径向注浆堵水加固，注浆材料采 用水泥净浆，水灰比为不得稀于1： 1的浆液，并根据现场注浆压力 及进浆量可作适当调整，当出现集中涌水较大及普通注浆堵水失败 时，需采用速凝辅助措施进行补救，以缩短浆液凝固时间，达到迅速 止水的效果，拱墙的注浆利用自制台车进行，底板注浆采用左右幅错 开施工的方式进行，注浆机选用效率高、耐高压的注浆设8、备，现场采 用2TGZ-II型双活塞式注浆泵，其排浆量为170L/min,工作压力为 15MPa,垂直输送高度为40m,水平输送距离为100m。水泥浆液采用 专用制浆机现场制备，并通过滤网过滤后输入注浆机内进行注浆。根据现场试验数据统计结果，在保证浆液可灌性和有效扩散距离 前提下，应根据渗漏水情况、节理裂隙发育情况合理选用浆液配比， 并同时在实际施工中根据吸浆量和注浆压力适时作以调整。在注浆过程中若出现注浆量过大且压力尚未达到预期值时，可以 采取在浆液中添加絮凝剂的方式减少浆液的流动性，并可以尽可能缩 小注浆范围。3. 3.4注浆工艺1）作业方式：注浆方式采用全孔一次性压入注浆方式进行，便于浆9、 液控制。2）注浆压力：采用“分级升压法”进行注浆压力控制，开始注浆时, 不宜将压力升至过高，而应由低到高逐渐提髙，注浆压力一般控制在 水点压力的23倍范围内，其具体值还应根据当时注浆量进行调整。 注浆施工工艺如图6所示。图6双液注浆工艺流程3. 3. 5集中涌水的处理措施针对集中涌水地段或注水泥浆无法堵水的地段，结合节理裂隙发 育情况，合理选择浆液配比，以确保灌入浆液有效的扩散半径，扩散 半径控制在3ni以内，混合浆液初凝时间控制在2niin以内。注浆孔位 布置应遵循“分段、分批、逐步加密的原则，针对不同的渗漏情况布 设中深、浅孔，中深孔排水降压，浅孔注浆；注浆时应遵循“先外后 内、先稀后浓10、的原则，即施工先从影响区边缘向中心逐段逼近，灌 注浆液浓度应由稀逐渐变浓。注浆材料选择水泥-水玻璃双液，水泥：选用42. 5的普通硅酸盐水泥; 水玻璃：选用浓度Be二3040,模数M=2. 83. 1的水玻璃原液。 配比参数：为控制水泥-水玻璃浆液胶凝时间及浆液扩散半径，取得 良好的注浆封堵效果，根据以往注浆经验表明，水泥-水玻璃浆液胶 凝时间可在几秒至几十分钟内准确控制，其胶凝时间与水泥品种、水泥浆水灰比、水玻璃溶液浓度、水玻璃溶液与水泥浆的体积比等因素 有关，如表1和图7所示。oa1XM-G.OW : C-D.8dEL = 4 匸IEL = 3D表1水泥水玻璃浆液不同条件下的胶凝时间（M=11、30）水玻璃浓度（水泥浆：水玻 璃）Be =30Be-35Be-40W:C （重量比）I： 0. 527”29”34”0.6： lI： 1.050”56”r 07”I： 0. 531”37”42”0.8： lI： 1.056”r 12”r 32”I： 0. 550”47”52”l.O： lI： 1.0I，12”r 26”52”1041：0.61：0.8 Jd.O水泥浆：水坯璃（OP-bO.4 106 JOB 1d.O水泥浆:水玻璃（体税比图7水泥浆与水玻璃浆液不同体积比的胶凝时间关系图根据现场试验数据统计结果，在保证浆液可灌性和有效扩散距离 前提下，应根据渗漏水情况、节理裂隙发育情况合理选用浆12、液配比， 并同时在实际施工中根据吸浆量和注浆压力适时做以调整，亦可采到 间隔注入双液浆的方式，以缩短浆液凝结时间，提高堵水效果。在注浆过程中若出现注浆量过大且压力尚未达到预期值时，可以 采取在浆液中添加絮凝剂的方式减少浆液的流动性，并可以尽可能缩 小注浆范围。4安全技术措施1）注浆过程中会加大初期支护及围岩的压力，因此在注浆施工之前应布设好监控量测点，并量测获得初使数据，监控量测包括拱顶下沉 及净空收敛，按设计间距进行量测断面布置，同时加强断层裂隙带的初期支护和围岩的观测。2）注浆前应再次复核渗水水压力，以便精确确定注浆压力值。3）注浆时注浆设备应设在工作面，以便取得良好的注浆效果。4）在注浆13、过程中应随时观察出水点及周边节理裂隙的渗漏水情况,如出现串浆、漏浆等现象，应采取表面封堵、间歇注浆、加浓浆液等 技术措施及时进行处理。5）注浆时若采用间歇注浆方式，间歇时间应视浆液的胶凝时间而 定，稍短于浆液胶凝时间。6）注浆前向注浆孔内压入高猛酸钾颜色水做压水试验，观察并记录 注浆孔附近的串（冒）浆点，并用棉絮进行及时封堵。7）在注浆过程中应严格控制注浆压力和记录注浆量，当注浆压力突 然增大且初期支护表面未发现有渗浆时，应及时减小注浆压力，以防 止因注浆压力过大造成的初期支护破坏或附近地段的岩爆发生。8）注浆施工时必须留出洞内工作人员的紧急逃生通道，并加强内外 联系，确保在突发事件时洞内工人14、能够安全疏散。5人员、机械配置5. 1机械配置本着安全、合理、经济的原则进行机械设备配置，具体机械配置 表如表2所示。表2机械配制表序号机械名称规格单位数量备注1作业台架台2自制2自卸汽车10T辆1自有3空压机20m3台1自有4装载机ZLC50台1自有5风钻TY28把5自有6制浆机300L2新购7注浆机2TGZ-II型双活塞式注浆泵台1新购8电焊机台2自有5.2人员配备人员配备表如表3所示。表3人员配置表班组人数负责内容合计钻孔7负责注M孔的钻进20注浆8负责孔口管安装、制浆、注浆工作辅助4负责注浆所需的其它辅助工作现场管理2负责现场施工安全、调动6环境保护措施1）机动车和设备维修散落的油渍，必须立即清理干净。2）施工中返工的挖除材料立即运出现场并进行掩埋等处理。对于施 工中废弃的水泥袋等及时收集清理并搞好现场卫生，以保护自然环境 与景观不受破坏。3）对于注浆后的剩余材料及初期支护中渗出的浆液必须经理污水 处理池净化后才能排放。