注漿主要目的是加固圍岩,限制排水量,保證隧道洞室穩定,确保施工及運營安全。本方案設計排水量控制标準按注漿後每延米洞壁滲漏量不大于1m3/(d.m)考慮,施工過程中根據工程場區環境敏感程度,超前地質預報預測及揭示的地質條件予以調整,為達到目的,施工中根據具體工程地質、水文地質、條件選用防滲、堵水、固結為目的的一種或幾種組合注漿措施。
注漿目的
⑴防滲
降低圍岩的滲透性,消除或減少地下水的滲流量,降低孔隙水壓力,提高圍岩的抗滲透變形能力,限制排水量。
⑵堵水
截斷水流、改善工程施工,運營條件。
⑶固結
改善隧道圍岩的力學性能、提高其整體性。
孔位布置
深孔注漿加固範圍為隧道上半斷面開挖輪廓外2m範圍内,注漿沿隧道掘進方向17m一循環。一個注漿段完成後留3m不開挖作為下一循環的止水岩盤。上半斷面深孔注漿孔由工作面向開挖方向呈輻射布置,鑽孔均勻布置,保證注漿充分,不留死角,漿液擴散半徑1.5m,每循環超前預注漿共設置90個注漿孔,孔深約20m。
漿液配制
(1)單液水泥漿
按照注漿工藝性試驗确定的配合比,單液水泥漿采用水灰比:1:1。先在機内放入定量清水進行攪拌,然後放入水泥,連續攪拌3分鐘即可。
(2)制漿注意事項
為了保證漿液質量,配料時制漿材料必須計量準确。水泥固體材料采用重量稱量法,水采用體積稱量法,其中水泥、水稱量允許偏差不大于1%。嚴格按照配比加料,攪拌時不得将繩頭、紙片等雜物放入攪拌機内,攪拌後的漿液必須經過篩網過濾後方可進入注漿機。攪拌時間不得少于3min,以免漿液攪拌不均勻。
注漿準備
(1)注漿管路按下圖連接,通過壓水檢查注漿管路密封性,同時沖洗岩石裂隙,擴大漿液通路,增加漿液沖塞的密封性。
(2)對于在工作面上顯露并和注漿孔連通的裂隙,應噴射砼予以封閉,噴射砼以25~30cm為宜,以免漿液從裂隙洩露。
(3)檢查漿液材料數量能否滿足連續注漿要求,如不能保證注漿要求,則要等補足數量後才能注漿。
(4)要對注漿系統進行壓水檢查,壓力一般為設計注漿壓力的1.2倍。以檢查各注漿機具的密封性和完好性,同時檢查攪拌機運行狀況,發現問題立即解決,以免在注漿過程中因機械故障而造成注漿中斷。
(5)檢查止漿塞的磨損程度,若發現止漿塞不能有效密封注漿,應立即更換,以免從止漿塞返漿,凝固後使注漿芯管無法拔出,影響正常施工。
注漿作業
1、注漿方法
a、後退式分段注漿
後退式分段注漿利用鑽機鑽孔,将氣囊(水囊)式止漿塞置入注漿鑽孔内,通過輸水(氣)設備,使止漿塞膨脹,和岩壁形成止漿系統,滿足分段後退式注漿要求。每注漿段長5米,注漿段完成後,後退止漿塞至下一注漿段預定位置進行第二段注漿,如此下去,直至該孔注漿完成後開始下一注漿孔的注漿施工。
b、前進式分段注漿
前進式分段注漿工藝是針對成孔困難,湧水量很大等特殊地質條件下的一種可行性較高的注漿技術,遇水即注漿,再掃空,再注漿,直至設計孔深。
2、對于湧水壓力較小的注漿孔,可将止漿塞放入孔中直接進行注漿。孔深大于8m的鑽孔,注單液漿時應考慮分段注入。對于水壓力較大的注漿孔,可将注漿芯管焊在法蘭盤上。再安裝在孔口管法蘭盤上,進行注漿。
3、由于岩石破碎或湧水量過大,不能一次性成孔時,設置孔口管并采用分段進行式注漿,在該注漿段完成注漿後,掃孔鑽進至下一階段,然後注漿,如此反複,直至設計深度。
4、注漿泵流量大小通過調整注漿機的運行速度來控制。先注外圈、後注内圈,同一圈由下而上間隔施作。當鑽孔湧水量≥50L/min時,注入速度80-150L/min;當湧水量≤50L/min時,注入速度35-80L/min。
注漿結束标準
01
結束标準
根據注漿壓力和注漿量來控制。一般采用定壓注漿。當注漿壓力逐步升高,達到設計終壓并繼續注漿10min以上,進漿量小于初始進漿量的1/4,檢查孔湧水量小于0.2L/min,可結束本孔注漿;全段注漿結束标準:所有注漿孔均符合單孔結束條件,注漿後隧道預測湧水量小于1m3/(d.m),可結束本循環段注漿。
注漿結束時,應先打開洩漿管閥門,再關閉進漿管閥門并汲清水将注漿管路沖洗幹淨後方可停機。
02
注漿效果檢查
全部注漿孔注漿結束後,于斷面上下左右及中部各設一檢查孔,每孔長約20m,孔徑與注漿孔相同,測孔内湧水量或進行壓水試驗,若滿足設計要求,則可以開挖,否則進行補注漿。
注漿效果判斷标準:
①對注漿過程中的各種記錄資料綜合分析,注漿壓力和注漿量變化是否合理,是否達到設計要求;
②檢查孔出水量小于0.2L/min,任一檢查孔湧水量小于10L/min; ③檢查孔鑽取岩芯,觀察注漿填充情況;
④根據注漿前後地層聲波速度大小對比來判斷漿液的填充密實程度;⑤采用各種手段測定工作面注漿後的湧水量,湧水量小于定值,則質量合格;如不能達到以上要求,則要根據情況進行補孔注漿,直到滿足上述要求為止。