破碎圍巖注漿加固堵水施工工法.doc

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1、破碎圍巖注漿加固堵水施工工法1.前言由西部中大建設集團承建的安康高速公路磨河村隧道，左線隧道長4182m，右線隧道長4217m，是雙向四車道高速公路隧道，凈寬11.25m，凈高5.2m，隧道襯砌為復合式襯砌。由明洞進入正洞的淺埋段，圍巖破碎富水，地質情況復雜，容易發(fā)生塌方、突泥、涌水等地質災害。能否通過淺埋破碎富水圍巖段，這是保證隧道施工及運營階段的安全與穩(wěn)定性、延長隧道的使用壽命必須考慮的問題。承建單位針對本項目的難點成立了專門的課題組。研究成果在磨河村隧道施工中得到了成功的應用，經(jīng)過鑒定達到了國內領先水平，形成了一系列關鍵施工技術，申請了三

2、項實用新型專利（一種槽形開孔注漿小導管，一種俯斜式小導管注漿方式，一種仰斜式小導管注漿方式），并結合施工工藝、組織管理等，編寫了《破碎圍巖注漿加固堵水施工工法》。2.工法特點2.0.1槽形開孔注漿小導管，制作工藝簡單，比傳統(tǒng)小導管溢漿效果好。2.0.2采用仰斜、俯斜式注漿小導管，改變了注漿管和排氣管的布置方式，使?jié){液擴散和空氣排放更加科學合理，有助于孔眼內的漿液擴散，在自重和壓力作用下提高了孔眼內部漿液的密實度，防止注漿孔和排氣孔的堵塞，增強了注漿加固堵水的效果，注漿質量易于控制。2.0.3與超前支護相結合，抑制了破碎圍巖的松弛變形，避免高壓水

3、直接作用在隧道襯砌上，提高了支護結構的安全性。2.0.4采用徑向注漿有效地改善了初期支護背后圍巖性能,加強了初期支護與圍巖的密貼程度,提高了圍巖和初期支護的承載力和自穩(wěn)力,有效地控制了沉降和變形，可促使圍巖與結構早日趨向穩(wěn)定。3.適用范圍本工法適用于穿越破碎圍巖、富含地下水、需要抑制圍巖松弛變形的隧道及其它地下工程，也可用于處理坍方體及抗?jié)B防水加固。4.工藝原理-13-將槽形開孔小導管打（鉆、壓）入地層，結合仰斜和俯斜式小導管注漿的特點，合理設置排氣管與注漿管，使?jié){液通過小導管滲透、擴散到圍巖孔隙或裂隙中，以改善圍巖物理力學性能，提高軟弱、破碎

4、圍巖的整體穩(wěn)定性，抑制坑道周邊圍巖的損傷和圍巖松動區(qū)的擴展，減小富水破碎圍巖的滲透性和支護結構承受的水壓力，降低隧道運營后發(fā)生病害的可能性，延長隧道的使用壽命。5.施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程開挖施工注漿施工過程中，按照以下施工流程操作：施工準備→確定注漿孔位置和數(shù)量→鉆孔→安裝注漿管→制備注漿液→注漿→檢查注漿效果→注漿結束。注漿過程的工藝流程圖見圖5.1富水破碎圍巖段鉆孔裝注漿管配制漿液注漿否效果檢查補孔結束圖5.1注漿工序流程圖5.2操作要點5.2.1徑向注漿設計參數(shù)通過徑向注漿可起到加固圍巖和堵水的作用。一般徑向注漿設計參數(shù)

5、主要根據(jù)地層特點進行確定，并經(jīng)現(xiàn)場試驗后不斷完善。1.注漿范圍的確定因注漿的目的、周圍環(huán)境、圍巖條件的不同，其注入加固位置及范圍也不同。按經(jīng)驗一般徑向注漿加固范圍為：①一般裂隙地段B=(0.2～0.5)D；②-13-溶洞間隔段B=0.5D；③溶洞段B=(0.5～1)D。D為開挖斷面寬度（m）。本次徑向注漿加固范圍為開挖輪廓線外3m。徑向注漿圖見圖5.2.1-1。圖5.2.1-1徑向注漿圖2.現(xiàn)場施工時漿液擴散半徑常根據(jù)經(jīng)驗取值：①一般在中細砂層、粉質粘性土中取0.5～0.8m；②中粗砂、砂卵石中取0.8～1.2m；③斷層破碎帶取1.5～2m。對

6、擴散半徑取值的高低，應綜合比較注漿目的、效果、鉆孔和漿液費用等因素確定。3.多排（圈）孔注漿設計，應充分發(fā)揮注漿孔的擴散潛能，以獲得最大的注漿體厚度，減少鉆孔數(shù)量。布設注漿孔時，應避免出現(xiàn)孔與孔之間的搭接不緊密的“窗口”或“注漿盲區(qū)”。多排（圈）孔的最佳搭接為等邊三角形梅花形布置，如圖5.2.1-2，注漿孔間距與擴散半徑的關系為：，R為擴散半徑（m）。因此，對于多排（圈）孔進行注漿孔設計時，注漿孔間距應滿足式：。故徑向注漿孔按梅花形布置，開孔環(huán)向間距1m，排距1m。-13-圖5.2.1-2孔排間的最優(yōu)搭接圖4.注漿管采用Φ42mm、長3m的注漿

7、鋼花管。注漿管前端加工成圓錐狀并封死，花管部分長2m，在花管段上沿縱向間隔20cm、環(huán)向間隔120°按梅花形布設45×3mm的槽形溢漿孔，管尾部分采用兩道Φ6mm的圓形鋼筋焊箍，其中一道用于連接注漿芯管，另一道繞上棉紗后用于止?jié){。注漿孔采用風鉆鉆孔，成孔直徑Φ50mm，成孔后下入Φ42mm注漿管。槽形開孔小導管見圖5.2.1-3。圖5.2.1-3槽形開孔小導管5.注漿材料采用普通水泥—水玻璃雙液漿和普通水泥單液漿，以雙液漿為主。雙液漿配比為：水泥漿水灰比0.8∶1～1∶1、水泥漿與水玻璃體積比1∶1、水玻璃模數(shù)2.4～2.8，水玻璃濃度35。普

8、通水泥單液漿漿液配比為：水灰比0.8∶1。6.一般根據(jù)注漿經(jīng)驗注漿速度為：①對于粉質粘性土中注漿，注漿速度宜取20～40L/min；②對于砂礫石層等孔