帷幕注浆技术在隧道防水中应用

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1、帷幕注浆技术在隧道防水中应用摘要：文章以某隧道工程为例，介绍了帷幕注浆技术在隧道防水工程中的实践应用，较为详细的阐述了隧道帷幕注浆设计方案和施工。实践证明，工程防水效果良好，为隧道穿越浅埋过河地段的防水处理，提供了宝贵的实践经验，可为相关技术人员参考。关键词：隧道工程；帷幕注浆；设计；施工中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：1工程基本情况某隧道全长6233m。隧道最大高差374m，最大埋深342.46m，5‰上坡。线路等级为Ⅰ级单线铁路，开挖宽度6.52m，高9.06m。其中DK164+350～DK164+395段45m穿越河流，平均

2、埋深为19m，在DK164+366处埋深仅15m。河流水源主要为大气降水,流速0.5m/s，流量较大。设计围岩为强风化花岗片麻岩，粒状变晶结构，片麻状构造，呈碎块状砌体结构，围岩等级为Ⅴ级加强。7通过钻探，DK164+350～DK164+395段地质情况基本探明：DK164+350～DK164+365段为白灰色花岗片麻岩，全风化，岩体整体破碎，属较软岩，地下水较发育，水量约40m3/h，水压约1.5MPa；DK164+365～DK164+395段为白灰色花岗片麻岩，强风化，岩体整体较破碎～破碎，属较软岩，地下水发育，水量约60m3/h，水压约

3、1.5MPa。由于隧道埋深浅，围岩差，涌水量较大，施工过程中稍有不慎，就极有可能造成隧道涌水、坍塌,甚至有可能造成河水灌入隧道的严重后果，因此，如何保证隧道安全顺利通过此段过河浅埋段是本工程的关键。2隧道帷幕注浆设计方案（1）超前预注浆注浆段长度该隧道DK164+350～DK164+395段45m穿越河道段帷幕注浆段长度确定为：注浆加固固结范围为开挖轮廓线外4m，每一注浆段长度按25m，共施作2个循环。（2）止水止浆墙厚度根据掌子面涌水的水压及水量的情况，为防止注浆过程中地下水涌向工作面及注浆时跑浆，注浆工作面喷射C20混凝土20cm（加双层

4、钢筋网）进行封闭。第一个注浆段终止处留5m止浆岩盘。（3）帷幕注浆单孔注浆方式在隧道施工过程中，由于隧道节理发育、岩体破碎、富水较大，故采用后退式注浆方式进行注浆（见图1）。图1后退式分段注浆示意图（4）浆液扩散半径及钻孔参数7单孔注浆有效扩散半径为2m。孔口管使用直径为120Ф钻头钻深3.5m，孔口管采用Ф108钢管，长3m，用Ф90金刚石钻头钻进注浆孔。（5）浆液胶凝时间由于此段富水，浆液胶凝时间选择为30～50S。（6）注浆终压注浆终压为1～1.5MPa。（7）注浆量的计算浆液的扩散半径与岩层裂隙很难精密确定，注浆量的估算按下式进行：Q

5、=Anα（1+β）式中：Q—总注浆量，m3；A—注浆范围围岩体积，m3；N—围岩空隙率，％；α—浆液充填系数（0.7～0.9）；β—注浆材料损耗系数。设计中，nα（1+β）统称为充填率，充填率按表1选用。由于隧道浅埋过河段围岩破碎，节理发育，为确保注浆堵水效果，充填率选择5%。表1充填率选用表序号围岩地质条件充填率％1裂隙带2～32断层破碎带5～103溶洞、岩溶发育带20～307（8）注浆材料的选择注浆材料采用水泥-水玻璃双液浆，水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥,经实验室试验确定，水泥与水玻璃体积比1：0.5，水泥浆水灰比0.8，水玻璃模

6、数m=3，波美度Be=35。3帷幕注浆施工3.1帷幕注浆施工工艺流程帷幕注浆施工工艺：超前地质预报（超前探孔）→注浆参数确定→施工准备→布孔→钻孔→下注浆管→注浆→效果检查。3.2帷幕注浆孔位布置及施工（1）布孔。以隧洞中轴为中心呈伞形布置，共3环，计72个孔（见图2）。图2帷幕注浆孔位布置图（2）开孔。首先根据孔位布置图，测量技术人员在灌浆部位用测量仪器测放出控制点。测放出各灌浆孔位，并用红油漆作出标志，以便在施工过程中记录方便。孔位按照Wm-n-s-k格式进行编号。严格按设计位置、方向进行施钻，埋管钻孔的直径要大于孔口管外径，孔深3.5m

7、。孔钻好后将孔口管置于孔内，外露长度保持30cm。7（3）钻孔。使用Φ90金刚石钻头钻进。孔口位置准确定位，与设计位置的允许偏差为+5cm，偏角应符合设计要求，每钻进一段，检查一段，每隔10米对钻孔使用JJX-3钻孔测斜仪进行一次测斜，及时纠偏，以保证钻孔质量，在钻孔终孔时对孔底偏斜进行一次测量。孔底位置偏差应小于30cm；施钻时钻机要尽量贴近岩面，以减小钻杆的震动；要用清水钻进，开孔要轻加压，慢速，大水量，以保证开孔质量；换钻杆时要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心水孔是否畅通等。（4）下管。钻孔完毕，进行清孔检查，在确认没有塌孔和探头石

8、的情况下，方可下管，否则必须用钻杆进行扫孔。在确定注浆管内无阻塞物后，即可进行注浆管安装。把管子插入孔内，再将管顶入孔内到要求深度，使橡胶栓塞与孔壁充分挤压密实，注