注浆的施工方案讲解.docx
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注浆的施工方案讲解.docx
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注浆的施工方案讲解
毛羽山、新城子隧道注浆施工方案
一、工程概况
兰渝线毛羽山、新城子隧道软弱围岩比重大、水文地质条件复杂,地质勘查揭示部分段落围岩受到高地应力、岩溶等不良地质影响,开挖后变形速率、变形总量都比较大,需要注浆处理。
二、注浆目的
注浆的主要目的是加固围岩,提高围岩自身的稳定性和承载能力,保证隧道洞室稳定,确保施工及运营安全。
本方案设计围岩边墙加固圈按3~4m考虑,施工过程中应根据工程场区环境敏感程度、超前地质预报预测及揭示的地质条件予以调整。
为达到目的,施工中可根据工点的具体工程地质、水文地质、条件选用以超前注浆、锁脚注浆、径向注浆一种或几种的组合注浆措施。
1、超前
增加掌子面前方围岩的稳定性,减少开挖爆破后的超挖,避免围岩失稳坍塌。
2、锁脚
配合钢架使用,增大锁脚区域围岩的强度,有效的将拱架与松动区外围岩锁固,减缓、减少拱架变形。
3、径向
改善隧道周边围岩的力学性能,提高其抗变形能力。
三、注浆范围
毛羽山隧道、新城子隧道洞身通过的三叠系板岩区域,薄层、破碎及腹水地段,具体范围根据兰渝公司、北京铁研监理站、铁一院及施工单位形成的四方会议纪要确定。
四、注浆主要施工工艺及施工方法
1、注浆导管的设计
小导管设计参数:
2导管规格:
热轧无缝钢花管,外径42mm,壁厚3.5mm;
②间距:
超前小导管环向间距40、50cm,径向间距间距2m×1.5m、1.5m×1.5m、1.2m×1.2m(环×纵);
3注浆材料:
1:
1水泥净浆;
4位置:
超前:
拱部120°;锁脚:
每榀钢架台阶接头;径向:
拱、墙或边墙。
2、制作钢花管
小导管采用φ42mm热轧无缝钢管,壁厚3.5mm,前端做成尖锥形,尾部焊接φ8mm钢筋加劲箍,管壁上每隔10~20cm梅花型钻眼,眼孔直径为6~8mm,尾部长度不小于30cm作为不钻孔的止浆段。
小导管构造见图1。
图1注浆小导管结构图
3、钻孔
3.1超前小导管
钻孔直径应较管径大20mm以上,环向间距应按地层条件而定。
渗透系数大的,间距亦应加大,一般采用20cm-50cm,设计为环向每米31根,纵向每2榀钢架打一环;外插角应控制在10°-30°之间,一般采用15°,小导管搭接长度不小于1.5m。
3.2锁脚锚管
由于软岩隧道采用分部开挖方法,拱部钢架安装后,钢架暂时不能全断面封闭成环,拱部钢架无法座落在坚实的基岩上,因此,拱部钢架必须采取锁脚措施,将钢架两底脚牢固锁定,以防止钢架下沉或两底脚回收,钢架锁脚采用两根L=4.0m的Φ42锁脚锚管锁定,斜向下15~30°。
3.3径向注浆
根据设计图纸现场准确放样出注浆孔的位置,注浆孔按梅花型布设。
钻孔机械采用风枪钻孔,孔径为50mm,钻孔深度应为3~4m。
4、注浆材料和配合比
为了保证注浆材料在地层中达到设计的扩散距离,并且固结体具有较高的后期强度和耐久性,注浆材料选用超细水泥浆单液水泥浆,浆液是以水泥为主,添加一定量的速凝剂,用水调剂成的单液浆,配合比为1:
1。
它的主要特点是:
凝结时间可根据实际需要随意调节,其变化范围为几分钟至几小时;浆液结石率可达100%,抗压强度可达5~10Mpa,抗渗性能好;工艺设备简单,操作方便;浆液无毒性,对地下水和环境无污染,较之使用化学药剂为添加剂的浆液更安全;来源丰富,价格便宜;凝结时间相对较长。
5、机械设备和注浆参数
钻孔设备:
YQ28风动钻机;
注浆设备:
GZJB型液压双液注浆泵;
制浆设备:
JZ350叶片式搅拌机
辅助设备:
搅拌储浆桶;多功能轮行式钻孔台车;T型混合器;Y型混合器
注浆机械选用高压力的双液泵,其泵压力大于2Mpa。
超前、锁脚注浆压力一般控制在0.5~1Mpa,径向注浆压力0.8~1.2Mpa。
6、浆液的拌制
先在机内放入定量清水进行搅拌,然后放入水泥,连续搅拌3分钟即可。
为了保证浆液质量,配料时制浆材料必须计量准确,水泥、速凝剂等固体材料采用重量称量法,水、采用体积称量法,其中水、水泥、称量误差不应大于5%,外加剂称量误差不应大于1%。
严格按照顺序加料,有外加剂的浆液中,外加剂未完全溶解,不得加入水泥,搅拌时不得将绳头、纸片等杂物带入搅拌机内,搅拌后的浆液必须经筛网过滤后方可进入注浆机。
搅拌时间不断少于3min,以免浆液搅拌不均。
掺有速凝剂的水泥浆必须在30min内用完。
选用JZ350叶片式搅拌机作为制浆设备,为了保证浆液的均匀性和在注浆间隙时不沉淀,另自行加工搅拌储浆桶两台,容量1立方米,采用立式电动机和摆线针轮式减速器,用支架倒立于储浆桶上,通过联轴节将动力直接传给搅拌轴。
为了方便吸浆,在储浆桶外侧设两个以上取浆口,以保证大流量注浆时浆液的供应。
根据选定浆液的配比参数拌好浆液,其中水泥浆拌好后用1×1mm网筛过滤,放入叶片立式搅拌机进行二次搅拌,确保浆液均匀。
7、注浆准备
(1)、注浆管路按下图所示联接,通过压水检查注浆管路的密封性,同时冲洗岩石裂隙,扩大浆液通路,增加浆液冲塞的密实性。
(2)、对于在工作面上显露并和注浆孔连通的裂隙,应喷射混凝土予以封闭。
喷射混凝土以25~30cm为宜,以免浆液从裂隙泄漏。
(3)、检查注浆材料数量能否满足连续注浆要求,如不能保证连续注浆要求,则要等补足数量后才能注浆。
(4)、要对注浆系统进行压水检查,压水压力一般为设计注浆压力的1.2倍。
以检查各注浆机具的密封性和完好性,同时检查搅拌机运行状况,发现问题立即解决,以免在注浆过程中因机械故障而造成注浆中断。
(5)、检查止浆塞的磨损程度,若发现止浆塞不能有效密封注浆,应立即更换,以免从止浆塞返浆,凝固后使注浆芯管无法拔出,影响正常施工。
(6)、安装注浆塞
在一般水压的钻孔中,止浆塞采用人力或机械帮助能够送入孔中的情况下,尽可能采用机械膨胀式止浆塞。
当静水头很高时,普通的止浆塞难以送入孔中,必须选用小直径高膨胀水压或气压止浆塞。
止浆塞的耐压强度应大于6MPa,安装时用钻机送入孔中注浆位置,加力膨胀。
通过中心管向地层注浆。
(7)、压水试验
注浆系统检测合格后,立即转入压水试验。
按一个压力阶段进行全孔压水试验,压力零点为静水压力。
先观察静止水压,一分钟一次,连续三次静水压力变化均小于压力平均值的1%时,则最后一次即为静水压。
然后进行试验,试验时每2分钟同时记录一次压入水量和压力值,直至达到稳定,稳定标准为连续4次观测值的变化幅度均小于平均值的1%。
压水试验过程应按规定格式详细记录,根据地层的渗透性能确定注浆配合比。
8、注浆
开泵前旋转压力调节旋钮将油压调在要求的表刻度上,随注浆阻力的增大,泵压随之升高,当达到调定值时,自动停机。
对于不能预先设定压力值的注浆机,在压力达到预定值时,要打开泄浆阀减压。
注浆泵流量大小通过调整注浆机的运行速度来控制。
通过变换水泥浆浓度,可以调整单液浆的凝胶时间,为保证凝胶时间的准确性,每变换一次浓度或配比时,需取样实配,并测定其凝胶时间;同时在泄浆口接混合料后测定实际单液浆的凝时间,避免异常情况发生。
9、注浆注意事项及结束标准
1、注浆采用单液浆,水泥和水1:
1的比例。
2、在小导管孔口处设置闸阀,注浆压力由小到大,从开始0升到终止压力0.5~1.0Mpa,稳压3min,流量计显示注浆量较小时,即可结束注浆。
3、注浆时由两侧对称向中间进行,自上而下逐孔注浆,或先内圈后外圈,先无水孔后有水孔,应利用止浆阀保持孔内浆液完全凝固。
如有窜浆或跑浆时,采用间隔注浆,最后全部完成注浆。
注浆结束后应关闭闸阀,防止浆液外流。
4、小导管注浆的孔口最高压力应严格控制在允许的范围内,以防压裂开挖面,注浆压力一般为0.5~1.0Mpa,止浆塞应能经受注浆压力。
注浆压力与地层条件及注浆范围要求有关,一般要求单管注浆能扩散到0.5m-1.0m的半径范围内。
5、注浆结束条件应根据注浆压力和单孔注浆量两个指标来判断确定。
单孔结束条件为:
注浆压力达到设计终压;浆液压入量,即每根导管内已达到规定注入量时,就可结束;若孔口压力已达到规定压力值,但注入量仍不足,亦应停止注浆。
6、注浆结束后,在掌子面顶部打检查孔,根据钻杆钻进速度判定注浆效果,若发生突进,需进行补注浆。
如遇特殊地质应做声波探测仪检查注浆效果,如未达到要求,应进行补注浆。
10、异常情况处理
若钻孔过程中,遇见突泥情况,立即停钻,拔出钻杆,安装孔口管及高压阀,进行注浆。
若掌子面小裂隙漏浆,先用水泥浆浸泡过的麻丝填塞裂隙,并调整浆液配比,缩短凝胶时间;若仍跑浆,在漏浆处采用普通风钻钻浅孔注浆固结。
当注浆压力突然增高,则只注纯水泥浆或清水,待泵压恢复正常时,再进行双液注浆;若压力不恢复正常,则停止注浆,检查管路是否堵塞。
当进浆量很大,压力长时间不升高,则调整浆液浓度及配合比,缩短凝胶时间,进行小泵量、低压力注浆,以使浆液在岩层裂隙中有相对停留时间,以便凝胶;有时也可以进行间歇式注浆,但停注时间不能超过浆液凝胶时间
五、机具设备
机具设备表
序号
名称
规格
单位
数量
用途
1
全站仪
TC420
台
4
放点位
2
多功能轮形式钻孔台车
自制
台
4
提供钻孔、注浆平台
3
空压机
20m3
台
8
送高压风
4
全液压双液注浆泵
GZJB
辆
3
泵送浆液
5
叶片式搅拌机
JZ350
辆
4
制浆
6
止浆塞
机械膨胀式:
耐压3MPa
个
24
7
高压球阀
耐压10MPa
个
40
8
抗震压力表
0~10MPa
个
8
9
搅拌机
台
4
10
储浆桶
800L
个
8
六、劳动力组织
劳动组织表(一班)
序号
工程项目
人数
分工
备注
1
施工负责人
1
施工总负责
三班制
2
技术员
6
施工技术总负责及施工质量检查
3
测量人员
3
放点位
4
钻孔工
6
搭钻孔台车并钻孔
5
注浆工
6
注浆并辅助
6
机械师
4
维修机械
7
砼拌合车司机
4
操作砼拌合车
8
砼拌合填料工人
12
填送水泥、沙子、水
中铁十一局兰渝铁路项目部
2012年3月5日
附表:
径向(局部)注浆钻孔及注浆记录表
工程名称:
施工里程:
编号:
注浆材料名称及配合比:
钻孔编号
钻孔
注浆
开始
结束
钻孔深度(m)
开始
结束
注浆量(m3)
合计
填表人:
现场施工负责人:
现场监理工程师:
本表一式四份。
年月日
径向(局部)注浆钻孔及注浆记录汇总表
工程名称:
施工里程:
编号:
注浆材料名称及配合比:
钻孔编号
钻孔深度(m)
注浆量(m3)
备注
合计
填表单位:
填表人:
现场施工负责人:
现场监理工程师:
监理分站:
监理单位负责人:
建设指挥部:
设计单位:
本表一式六份。
年月日
附表
隧道工程注浆数量汇总周报表
施工标段:
施工单位:
监理单位:
日期:
年月日
序号
工点名称(里程)
设计数量
实际实施数量
备注
钻孔孔数
钻孔总长度(m)
注浆量(m3)
其他充填
钻孔孔数
钻孔总长度(m)
注浆量(m3)
其他充填
数量合计
施工单位隧道主管工程师:
施工单位现场负责人:
现场监理工程师:
监理分站(组)长:
注:
本表每周五由施工单位以电子版分别报建设指挥部、公司工程部,签字原件由施工及监理单位留存待查。
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