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
— — 1
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，
— — 2
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
— — 3
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。
— — 4
（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
— — 5
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。
— — 6
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
— — 7
六、劳动力组织
劳动组织表（一班）
—
— 8
2012
中铁十一局兰渝铁路项目部
年3月5日
— 9
—
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：
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
— — 10
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：
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： 建设指挥部：
监理单位负责人:
设计单位：
本表一式六份。 年 月 日
— — 11
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
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。
— — 12
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
— — 1
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，
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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
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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。
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（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
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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。
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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
— — 7
六、劳动力组织
劳动组织表（一班）
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2012
中铁十一局兰渝铁路项目部
年3月5日
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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：
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
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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：
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： 建设指挥部：
监理单位负责人:
设计单位：
本表一式六份。 年 月 日
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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
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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