注浆加固-结构建材-有货号

注浆加固

南岭隧道注浆种类：1）按地点分：地表注浆、洞内注浆。2）按注浆材料分：水泥浆液、化学浆液，或单液浆、双液浆。

3）按注浆时间：预注浆、后注浆。

4）按注浆目的分：围岩加固、堵水堵泥。据不完全统计，南岭隧道注浆工作量如表10-3。表10-3 南岭隧道钻孔注浆工程量统计表（1）注浆方案的选择注浆方案的选择是指地表垂直钻注法与导坑水平钻注方案的选择，应根据隧道与施工条件确定。一般情况下，当含水层较厚距地表较近，或含水层虽薄，层数较多时；当隧道为浅埋隧道，能使钻注与导坑掘进平行作业，加快施工进度时；当地表钻孔较易见到突水层时，用地表垂直钻注是合适的。

反之，含水层较薄，但深，或含水层虽多，但相距较远，其间又有隔水层时；当隧道为深埋隧道，钻孔工作量过大，且钻孔不易见到突水层时，则宜用导坑水平钻注。南岭隧道下连溪、生潮垅地区为岩溶发育地层。涌水突泥时间长，量大，已经产生许多陷坑，还可能存在一些隐蔽陷坑，地表与洞内存在许多网状、串珠状岩溶通道。

故地层已被严重扰动，采用单一的地表钻注或洞内钻注都不能达到堵水的作用，采用两者结合的办法较好。1）地表钻注比洞内钻注超前一环进行，可以加快施工进度，可充填溶裂，加固地层，堵塞大的突水通道，以利提高洞内钻注效果。2）岩溶地层溶裂无规律，地表钻孔往往不易见到溶裂地层，所以必须结合洞内钻注法，以提高钻注质量。

3）地表钻注条件好、速度快；洞内钻注工作面小、干扰大、施工条件差，影响和占用掘进时间。4）地表与洞内注浆量出入不大，各种注浆方法的效益还难以精确判断。倘有成果，这是由于采取两种注浆方法相结合之故。

但洞内注浆止水效果优于地表注浆。5）当地表钻注能控制和堵塞溶裂，且打20°～30°斜孔能见溶裂层时，宜优先使用地表钻注，反之应优先或结合使用洞内钻注。（2）注浆方法与段高注浆段高是指一次注浆的长度，其方法分为全段一次注浆和分段注浆两种。全段一次注浆是将注浆孔钻至终深一次注浆。

分段注浆又分分段下行式（自上而下）注浆与分段上行式（自下而上）注浆。地表钻注时从节约投资考虑，地质钻孔同时又是注浆孔，并且，为了避免施工干扰，只能把地质钻孔全钻完后方可注浆，这给施工带来了极大困难，只好采用全段一次注浆。注浆中极易孔口冒浆，浆液未达毛洞有效范围的溶裂，注一孔造成周围邻孔冒浆固结。如注生潮垅一期工程12#孔周围11个孔串浆；地质钻孔多次变径且小，满足不了注浆要求；套管埋深不够，仅满足地质孔要求，但作为注浆孔则不够；施工中采取的措施是将全段一次注浆改变为分段注浆，根据溶裂的标高可分别采用下行式或上行式，采用多次洗孔注浆法，直至满足终孔标准。

提高注浆工艺，严格控制注浆范围，采取的方法：①将不合格的孔口管重新埋至完整灰岩下2m。②注意浆液配比，适时压注双液。③下钢花管控制注浆范围。④加强注浆信息反馈测试工作。

⑤采用多孔同步注浆新工艺等。在地质极其复杂，施工条件极为不利的情况下，通过采取上述措施，注浆质量符合设计要求。在钻孔附近，即在有效范围6m内的隧道附近溶裂已加固，隧道净空以上与洞内连通的溶裂封堵加固，地表形成注浆层硬壳，以利洞内施工方案的实施。

注浆压力通过多次钻注从0→（0.5～0.7）MPa→（1～2.5）MPa。从洗孔取样看，溶洞部分岩心为普通水泥-水玻璃双液浆浆块或浆液与泥的混合块。生潮垅注浆扩散由南向北移动。

洞内注浆段高的选择，可参考我国的经验数据。在极破碎岩层中，注浆段高一般为5～10m，破碎岩层10～15 m，裂隙岩层15～30m，重复注浆可取30～50m。南岭隧道采用多孔反复钻注法，且钻机的性能决定注浆段高选择为30～40m。注浆方法一般宜采用预注浆以防患未然，如出现涌水突泥，再钻注的后注浆法，则成本高、干扰大、工期长、效果不如预注浆显示得快而好。

（3）钻孔布置与钻孔机械注浆孔的数目布置对注浆效果、钻注时期、成本影响很大。注浆孔数的确定与岩石裂隙的大小、发育情况、导坑与隧道断面、钻注机械的性能、浆液种类等因素有关。按照注浆机理，粘土中一般不能进行渗透注浆。

若按渗透注浆则粘土中孔距大大小于粗砂地层的1.5 m间距。施工中按经验布孔，同时不采用渗透注浆原理，而用压溃、劈裂原理布孔。地表布孔的原则：①距隧中线左右各7 m，间距10m梅花形布置两排钻孔。岩溶发育的隧道可加孔，以期形成帷幕。

②应根据钻探资料、洞内水平钻孔资料、施工的有关资料，将钻孔位置适当移动，增减孔数。③本工程一般都设计为垂直钻孔，碰到岩溶几率较少，最好应布斜钻孔，以增加揭露裂隙几率。岩溶地层为典型非均质岩层，与均质岩层的钻注设计和施工差别很大。

施工中布孔遵循下列原则：①绝大多数钻孔的终止位置在隧道外轮廓线外2m以上。②终孔间距5m左右，以达到沿隧道轮廓形成封闭帷幕。导坑中部布孔稀，主要为。

防水闸门硐室和护碹必须采用什么进行注浆加固

高标号水泥。水泥标号与凝固时间和硬度有关系，水泥标号越高凝固时间越短，硬度越强，防水闸门硐室和护碹必须采用高标号水泥。

水泥标号是表示水泥强度的重要指标，它以标准.试块，在标准条件下养护28天时的抗压强度来确定。

注浆加固及开挖支护

当正洞超前导坑开挖至破碎段时，出现了涌水、流砂、流泥。鉴于此隧道为主要控制工程，经研究，将原超前导坑由左中线移至右边墙边，欲绕过该破碎段。

强行开挖10m，采用木排架支撑，由于岩石破碎和涌水，加上已施工过的导坑木排架支撑变形，因此无法继续进行正常施工。

经研究讨论，决定先采用注浆法将破碎岩体加固，采取微台阶法对原导坑扩大开挖。断面分上、下两部开挖施工。（1）注浆加固结合施工现场的机械设备，综合考虑施工条件和工程造价，决定采用超前小导管预注浆加固破碎岩层，同时小导管按管棚施工要求布设，起超前管棚作用。1）注浆材料。

根据地质情况，注浆材料采用普通水泥-水玻璃双液浆，浆液配比为：水泥浆水灰比1∶1、水泥浆与水玻璃体积比1∶1、水玻璃浓度35Be′、缓凝剂掺量1.9%。浆液凝胶时间51sec。2）注浆参数。

①浆液扩散半径。通过试验，普通水泥-水玻璃双液浆在破碎段岩层中扩散距离为1.1 m。根据排管参数和加固层厚度，可推算出理论公式：地下工程注浆技术式中：L为注浆管有效长度（m），取3.3 m；Lk为理论开挖长度（m），取1.8 m；α为注浆管外插角（°）；Rk为浆液有效扩散半径（m）；d为注浆孔间距（m），取0.8 m；E为加固层厚度（m），取1.2 m。

计算得：Rk＝0.58 m。②注浆管长度、外插角超前小导管选用长3.5 m、外径Φ51mm的焊接钢管加工制成，其中花管长2.5 m，外插角为15° ，超前小导管除作注浆管用外，同时又起到超前管棚作用。③加固层厚度加固层既要保证能采取爆破法开挖施工，同时又要从经济效益方面考虑。

根据力学计算和以往的施工经验，加固厚度定为开挖轮廓线以外1.2 m。④单孔注浆量根据公式：地下工程注浆技术式中：Q为注浆量（m3）；R为扩散半径（m）；H为注浆段长（m）；n为地层裂隙度或空隙率，取40%；α为浆液填充率，取0.8；β为浆液损失率，取0.1。计算出单孔注浆量Q＝0.67 m3。3）注浆管布设。

注浆管的布设如图10-19。图10-19 注浆管布设图（单位：cm）图中○●均为超前小导管，其中●为水泥-水玻璃双液浆，○为不注浆，只起管棚作用；锁脚锚杆注水泥-水玻璃双液浆4）注浆效果检查。①钻检查孔：采用钻机钻检查孔，检查孔位于两相邻注浆孔的中间和管棚管紧邻，外插角15°。将注浆加固后的钻机钻进速度和注浆前的钻进速度相对比来评定注浆加固效果。

②开挖后观察：注浆加固后开挖，无任何坍塌。由开挖面观察，浆液充填均匀，加固效果较好，测浆液扩散半径为0.6～0.8 m。（2）爆破开挖开挖采用微弱爆破法施工，每循环进尺选取0.6 m，现场爆破施工炮眼布置如图10-20 ，装药参数见表10-8。图10-20 炮眼布置图表10-8 装药参数表（3）施工监测与反馈为确保破碎段的安全顺利通过，必须随时掌握围岩和支护的动态状况，因此，必须对围岩进行施工监测。

1）量测项目及其测点的布置。根据现场的具体条件设施以及工期紧等特点，破碎段主要进行了净空收敛量测。由于木排架的存在，量测结果应能如实地反映受力变形情况，因此，测点按图10-21布设。

2）量测频率及量测判断的基准值。根据实际工作中的经验，量测判断可以用弹塑性有限元数值分析的结果作为量测管理基准。量测频率可以根据净空收敛速率确定。

表10-9为五指山隧道破碎段量测频率及控制基准。表10-9 量测频率及控制基准图10-21 测点布设图3）量测资料的整理。经量测数据整理，图10-22 为DK500 ＋486 断面收敛-时间曲线，表10-10为DK500＋486断面收敛量测结果，表10-11为DK500＋486断面收敛变形-时间回归分析结果。

注浆设计怎么做

一、注浆方案选择注浆方案选择是进行注浆施工首先解决的问题。一般把注浆方法和注浆材料的选择放在首要位置，同时还应考虑工程地质条件、工程本身性质等，依据高速公路工程实践经验，一般应遵循以下原则：高等级公路下伏软弱地基的加固注浆一般采用水泥浆液或水泥粉煤灰浆液。

当软弱土层上部有硬壳存在时，要将它做为封压层，当无这种硬壳或不发育时，可在地表做一粘上垫层，厚约0.5m，以此垫层作封压层，或在低级碾压后形成封压层。

对于上部沙砾层较多的软弱土层，一般宜用分段式自上而下注浆，对于上部沙砾层少或没有的软弱土层时，一般宜用分段式自上而下注浆。注浆采用直接打入式。即采用直径43mm花管直接打入，孔口采用三角形止浆塞止浆。二、注浆标准与范围注浆标准是指设计者要求注浆后应达到的质量指标。

由于不同注浆工程的性质和工程地址条件千差万别，对各自的注浆目的和要求又不尽相同，因而很难规定一个比较具体和统一的准则，而只能根据具体情况作出具体规定。确定注浆范围包括在平面上确定注|考试大|浆处理的长度和宽度，在纵向上确定注浆深度。注浆深度的确定应结合软弱地基的特点、路基或构造物的荷载或沉降要求诸因素综合确定。

三、压力注浆材料可用于注浆的材料有很多，应根据注浆的目的和受注体的地质条件来选择。一般说来，注浆材料通常分为粒状浆材和化学浆材两大类，然后在按浆材的特点、物化性能进一步分为稳定的粒状浆材、不稳定的粒状浆材、无机化学浆材和有机化学浆材。两种不同种类的浆材，其性能和使用范围也有差异。

粒状浆材主要以硅酸水泥、粘土、粉煤灰等构成，来源丰富、价格低廉，操作工艺简单，广泛用于地基加固注浆中。但因其粒径大、可注性差，不宜于防渗、堵水。化学浆材料呈溶液状态，可注性好，只要能注水的细小裂隙或孔隙，化学浆材一般都可注入，主要用语防渗、堵漏加固工程，其价格较贵，施工困难。

四、压力注浆参数的确定注浆参数包括确定浆液扩散半径r、容许注浆压力、注浆孔布置方式等，这些参数互相联系，与地基土渗透性等相关。（一）浆液扩散半径r 注浆孔的布置中，浆液扩散半径r是一个重要的参数，r值可进行理论公式估算，如选用参数合理，则计算值具有一定的参考价值，当地质条件较复杂或计算参数不易选准时，就应通过现场试验来确定。对于粘性土层，由于地层空隙很小，浆液无法渗入，只能通过劈裂作用注放浆液，浆液扩散具有规则性，注浆设计施工可用“浆液有效半径”来表示交流扩散范围。对于砂性土层，由于地层空隙较大，浆液以填充固结为主，其扩散半径远大于粘土中的扩散半径。

当为一段路段处治时，扩散半径可取大值；当为中、小构造物路段处治时，扩散半径可取小值。（二）注浆压力注浆压力是给予浆液扩散充填、压实的能量。保证注浆质量的前提下，压力大，扩散的距离大，有助于提高土体强度；但当压力超过受注土层的自重和强度时，可能导致路基及其上部构造物的破坏。所以在施工中，一般都以不使地层破坏或仅发生局部和少量破坏作为确定容许注浆压力的基本原则。

注浆压力值与地层的结构、初始注浆的位置和注浆序次、方式等因素有关，有些因素较难准确地获取，在注浆处理前应通过现场注浆试验来确定，以取得施工所需参数。进行注浆试验时，一般采取逐步提高压力的办法，求得注浆压力与注浆量的关系曲线，当压力升高至某一数值，而注浆量突然增大时表明地层结构发生破坏或空隙尺寸已被扩大，因而可把此时的压力值作为确定容许注浆压力的依据。（三）注浆量的确定在正常情况下理论注入的耗浆量应填充到颗粒之间的空隙中，或沿层理或裂隙劈裂式注入。（四）注浆孔的布置方式注浆压力、浆液扩散半径r确定后，注浆孔距取值范围也就确定了，注浆孔距L取值范围在r≤L≤2r之间。

桥头过渡段注浆设计一般为多排注浆孔，不同排上注浆孔设计一般有两种布置方式：一种为矩形排列，即前排孔与后排孔沿公路轴线方向上平行；另一种为三角形排列，即前排孔的位置与后排孔的位置沿公路轴线方向错开1/2的孔距，平面上呈梅花状。（五）注浆施工工艺流程根据工程地质、水文地质条件和工程要求，通过实验或类比等方法确定注浆参数，选择注浆施工设备，组织施工力量，编制施工组织计划，进行压力注浆。注浆孔施工是注浆的第一道工序，在施工中应注意以下几点： 1、钻孔孔位和设计孔位的偏差不大于25cm，钻孔直径为91mm或75mm（终孔直径）； 2、用压缩空气清孔排渣，严禁采用水作为冲洗液。

如遇塌孔严重时，可采用花管注浆。花管前端呈尖锥状，用冲击锤将花管打入受注层位； 3、钻孔设备准确到位，严格按施工次序布钻施工，钻机在施工过程中应尽量减少注浆孔斜度。（1）制浆根据试验确定的配合比选择浆材，制浆时应注意以下几点： ①材料必须准确称量，误差应小于5﹪，水泥等材料宜采用重量发称量； ②掌握浆液性能，做到随用随制，使用多少浆制多少浆。

③浆液应进行充分搅拌，并坚持注浆前不断搅拌，防止再次沉淀，影响浆液质量。（2）压力注浆压力注浆是通过注浆设备，输浆管路，在压力作用下将浆液注入目的土层中。桥头过渡段填料压力注浆应注意以下几点： ①按设计要求进行分序成孔跳灌施工，由外向内分序成孔，隔孔灌注，一般情况分2～3序，条件允许时可采用1序完成； ②搭板范围内采用一次钻灌法，止浆标准为：注浆压力0.5Mpa、注浆量小于1L/min，稳压3分钟可正常止浆。否则作好记录，特殊处理。

③搭板以外采用两次钻|考试大|灌法，第一次成孔深度2～3m，注浆夜里控制在0.1～0.2MPa，注浆量小于1L/min稳压3分钟，可正常止浆。 ④当孔深小于5m时，窜冒浆能够有效控制时，搭板以外也采用一次钻灌法。 ⑤压力注浆施工时，孔口采用止浆塞封闭，浆液搅拌均匀，随拌随用，严防石块杂物混入浆液，确保连续灌注并在灌注前进行过筛处理，以防发生堵管现象。

注浆技术发展到现在，国内外在注浆材料、注浆方法和注浆工艺、注浆机具和设备，注浆效果检查及技术标准等诸多方面都取得了长足的进步。压力注浆加固桥头过渡段填料在公路建设上得到了较为广泛的应用，许多公路沉降较大的地段及桥头路堤均采用了注浆处治，从后期应运观测来看，与同期建设的其他项目相比，路基的不均匀沉降明显减少。所以进行压力注浆加固的研究，具有理论性和实际价值。

注浆堵水加固及开挖支护

（1）施工方案1）2#溶洞特点。经过多次会议论证，与会专家一致认为圆梁山隧道2#溶洞是圆梁山隧道溶洞施工难题中的“难中之难”，被称为“国内外罕见，极具挑战性的难题”。

2#溶洞究竟难在什么地方？这和2#溶洞的特征是相联系的。

①充填介质为粉细砂层。粉细砂层颗粒小，常规的注浆材料难以注入，目前，世界上尚没有对粉细砂层十分成功的施工经验可以借鉴。②水量大。在溶洞正洞下导坑探孔时，探水孔最大涌水量为860m3/h，下导坑施工完成后曾出现过高达69000m3/h的特大涌水，储量如此丰富的水和地下暗河沟通，从而使粉细砂层施工难上加难。

③水压高。在该溶洞下导坑超前探测时，由钻孔内射出水流约30m，高水压将地质钻机钻杆顶出近8 m，并使钻机淹没。经对该溶洞进行水压监测，在有动水的条件下，水压力值仍高达2.73MPa，在如此高的水压下修建隧道，这在世界隧道修建史上十分罕见，为中国先例。

高压力水的存在，将极易使注浆的薄弱环节被水压力击穿，使注浆浆团崩溃，形成冲击性破坏。④开挖断面大。为满足全抗水压二次衬砌要求，正洞设计断面面积超过100m2，在如此大的开挖断面条件下，应确保溶洞施工万无一失，否则一旦注浆加固效果不好，造成大量涌水、涌砂，后果将不堪设想，必定将会是灾难性的损失。

⑤工作量大、工期紧。2#溶洞规模大，施工治理需投入大量的人力、物力和财力，而圆梁山隧道的工期又迫在眉睫，这也势必加大了2#溶洞的施工难度。2）总体施工方案。

针对2#溶洞，经多次专家会议方案论证，均认为该溶洞能否打穿是关系到“圆梁山隧道能否打通，渝怀铁路能否运营”的首要问题，因而应采取最为稳妥的施工方案。经对注浆方案和冷冻方案进行比选，均认为在高压动水条件下采取冷冻方案可靠性不高，因而确定了采取以“泄水洞泄水降压和全断面帷幕注浆”为主的“排堵相结合”方案。同时，考虑到圆梁山隧道的工期紧张，为满足工期要求，应采取迂回导坑措施，尽早实现该溶洞的“两端夹击”。如图10-58 ，2#溶洞施工总体方案为“施工泄水洞实现泄水降压；泄水洞安设泄水阀实现定量排放；施工迂回导坑形成溶洞两端夹击；顶水注浆封堵大型岩溶管道；全断面超前帷幕注浆加固砂体；超前大管棚实现刚性支护；CRD分步开挖稳扎稳打”。

具体方案实施程序为：1#泄水洞→迂回导坑→2#泄水洞→顶水注浆→全断面超前帷幕注浆→大管棚施工→大管棚注浆→超前小导管支护→超前小导管注浆→CRD开挖支护→径向注浆→泄水洞、迂回导坑封堵。（2）泄水洞由于圆梁山隧道水压高，注浆施工难度大，并且高水压力极易击穿注浆的薄弱环节，为此，必须施工泄水洞进行“泄水降压”。考虑到该溶洞范围大，为彻底达到泄水目的，分别从正、反两个方向施工泄水洞，以达到最佳泄水目的，如图10-72 ，从六通位置施工1#泄水洞，从平导位置施工2#泄水洞。泄水洞断面1.8 m×1.8 m，泄水洞施工到溶洞边缘，达到泄水目的后停止。

泄水洞施工完成后，安设7 根ϕ150mm泄水管，施作3 m厚C20混凝土止浆岩墙，达到泄水的“限量可控”。在注浆施工过程中，泄水管一般处于正常排水状态，一旦出现泄水洞跑浆，应首先调整注浆材料和浆液配比，如仍无效，应关闭泄水管，继续注浆，等注入的双液浆凝固后，重新打开泄水管。如泄水管有堵塞现象，则可采用钻机将泄水管扫通，使其保持正常泄水。正洞注浆完成后，将泄水洞止浆墙爆除，达到最大泄水降压目的，以保证正洞处于低压状态下开挖施工，确保施工安全。

在2#溶洞施工完成后，采用浆砌片石封填泄水洞，并进行注浆填充加固，注浆材料采用普通水泥单液浆，水灰比为0.6∶1。图10-58 2#溶洞总体施工方案示意图（3）迂回导坑2#溶洞规模大，施工难度大，若从单方向进行施工，工期难以保证。同时，针对高压动水砂层，注浆加固段越长，施工难度也越大，施工质量也难以保证，并且采取大管棚支护措施时，在高压动水粉细砂层并局部夹杂部分漂石的条件下，经现场多次试验，一次管棚支护长度难以超过20m，否则钻孔施工工期太长，施工质量也较难保证。

因此，在经过多次地质探测及分析后，在正洞左侧距正洞50m处施工迂回导坑，通过迂回绕越2#溶洞，从而实现“两端夹击”处理溶洞。在2#溶洞施工完成后，采用片石封填迂回导坑，并进行注浆填充加固，注浆材料采用普通水泥单液浆，浆液配比为：水灰比0.6∶1。（4）顶水注浆待混凝土止浆墙强度达到设计强度后，对从下导坑DK354＋475位置引出的排水管实施顶水注浆，以减少地下水对施工的影响。

顶水注浆注浆材料采用普通水泥单液浆、超细水泥单液浆、超细水泥-水玻璃双液浆和普通水泥-水玻璃双液浆。注浆材料选择顺序为先粗颗粒，后细颗粒，先注凝胶时间长的浆液，后注凝胶时间短的浆液。单液浆配比为：水灰比0.6∶1～0.8∶1；双液浆配比为：水泥浆水灰比0.6∶1～1∶1、水泥浆与水玻璃体积比1∶1～1∶0.3、水玻璃浓度32Be′。（5）全断面超前预注浆1）施工程序。

正洞全断面超前预注浆按“两端夹击”方案进行设计与施工，即在正向DK354＋455和反向DK354＋494分别施作止浆墙，从溶洞两端对溶洞进行处理。根据现场施工条件及设备配置情况，为最大程度发挥资源配置能力，施工程序分“四步”：正向DK354＋455上部超前预注浆（图10-59）→反向DK354＋494下部超前预注浆（图10-60）→正向DK354＋455下部超前预注浆（图10-61）→反向DK354＋494上部检查及补注浆。图10-59 正向上部超前预注浆方案图（单位：cm）图10-60 反向下部超前预注浆方案图（单位：cm）2）注浆材料。

针对粉细砂层，超前预注浆综合采用普通水泥单液浆（简称C浆）、普通水泥-水玻璃双液浆（简称C-S浆）、超细水泥单液浆（简称MC浆）、超细水泥-水玻璃双液浆（简称MC-S浆）、HSC浆和TGRM浆（简称T浆）六种注浆材料，注浆材料配比如表10-22。现场注浆施工中，应根据情况进行浆液种类和配比的选择及调整。圆梁山隧道2#溶洞现场注浆施工时，注浆材料选择程序如图10-62。图10-61 正向下部超前预注浆方案图（单位：cm）表10-22 浆液配比参数表3）注浆参数。

注浆参数如表10-23。在现场注浆施工中，注浆参数根据实际情况进行动态调整。4）钻孔注浆工艺。

①采用钻机开深2 m，直径ϕ135mm的钻孔，安设固结孔口管。图10-62 注浆材料选择程序表10-23 注浆参数表②孔口�。