帷幕注浆堵水关键技术

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1、3.4岩溶富水地段堵水施工技术3.4.1岩溶富水隧道注浆堵水技术及发展概况3.4.1.1岩溶富水段注浆堵水技术国内外在高压、富水区修建深埋长大隧道都不同程度地遇到丫涌水，突泥现象，在溶岩地区更加严重，高压涌水、突泥给施工和环境保护都带了了巨大的W难和安全隐患，地质和隧道专家认为，在岛水压、富水区修建长大隧道是一种具有挑战性的世界难题。从国内外的隧道施工现状及发展趋势看，高水压、富水、岩溶地段修建特长隧道的技术还不成熟，地层加同和堵水及岩溶的处理技术有待发展，在岩溶水的堵、排方Ifif还存在着不同的看法，充填型溶洞的注浆理论谣要不断探索，注

2、浆材料、注浆方式、注浆参数及钻孔、注浆机械设备配套技术仍需进一步试验和研宂，注浆的机具设备，诸如注浆泵、搅拌机、止浆塞以及压力和流量计量装置需进一步的更新和完善。因此针对屮梁山隧道商水压、富水、岩溶的特点，结合周围环境条件，深入幵展卨水压、岩洛特长隧道注浆堵水技术研究具有重要的意义，它不仅为中梁山隧道安全、优质、高效、按期建成提供理论支持及技术保证，而1可以进一步完善和发展隧道及地下工程注浆理论及技术，为类似工程提供借鉴作用。注浆在岩土工程中应用极广泛，其投资巨大，污染小，效果显著。传统的注浆设计采用参数为定伉的“安全系数法”，多依赖于工

3、程经验，过于保守，缺乏准确性，浪费了大M的人力、物力和财力，该问题亟待解决。考虑注浆的随机性，建立基于随机模型的注浆可靠性设计体系，完善理论分析和设H•方法，指导注浆工程的设H•和施工，可弥补以往确定方法的不足，是注浆研究发展的必然趋势，对有关现场注浆工程的设计、分析和评价必然会产生深刻的影响。对岩溶富水隧道的注浆工程进行可靠性分析与设计需具备有关的岩层性质统计资料，设计参数包括注浆材料（浆材类型、配比、凝胶时间等）、注浆半径、注浆孔布置、注浆方式、注浆顺序、注浆压力、注浆量等。这种注浆堵水的主旨是以注浆孔为中心形成满足设计要求的隔水帷幕

4、，达到隧道掌子面安全开挖的目的。图3-4-1隧道岩溶富水段注浆堵水模型图3.4.1.2岩溶富水段注浆堵水发展概述注浆的历史注浆用于堵水和改良地层己有近二百年的历史。1802年法国人别鲁尼第一次用撞击泵向地层中注入粘土和水凝性石膏来稳定地层。1824年发明波特兰水泥后，注浆开始推广。1885年德国人提琴斯首先采用向岩层裂隙注入水泥浆的方法，来防止涌水取得成功，并在欧洲矿山建设中广为应用。1920年，荷兰人尤斯登发明用水玻璃-氯化钙浆液分开注入地层，利用两种浆液的化学反应加固地层。1924年日本在旧乃•那铁路隧道屮，采用水泥-水玻璃浞合浆液注

5、入断层破碎带，取得了良好的效果，以后在隧道工程中广泛应用。综合而述，注浆经过一百多年的发展，由开始的单液注浆发展到多液注入：浆材由粘土类发展到高效无毒易注的化学类浆：设备由单一的注浆设备发展到勘测、制浆、灌注、记录、检查分析配套专用设备。工艺技术口臻完善，应用领域愈加广泛。在我国应用注浆只有儿十年的历史，但真正发展是从1955年开始的。材料从水泥浆发展到水泥-水玻璃双液浆、化学浆等。工艺从中.液注浆发展到双液注浆再到化学注浆，设备也从泥浆泵等代用设备发展到成套专用注浆设备。0前，随着我国土建工程的发展，我国注浆技术水平己居世界先进水平行列

6、。3.4.2岩溶富水注浆机理及设计3.4.2.1隧道岩溶富水段注浆的机理注浆又称灌浆，它是将一定材料按比例配成的浆液，用压送设备将其灌入地层或缝隙内使其扩散、凝胶或固化，以达到加固地层、防渗堵漏的目的。阁3-4-2注浆材料固结示意阁（1）注浆浆液的扩撒机理注浆施工吋，浆液在地层中的作用方式主要表现为叫种：①渗透扩散②劈裂扩散③裂隙填充④挤压填充渗透扩散劈裂扩散裂隙填充挤压填充图3-4-3浆液在地层中扩散机理模式图①渗透扩散在中粗砂层、砂砾石层、砂卵石层中采用超细型注浆材料；在干的或潮湿的粉细砂层中采用改性水玻璃进行注浆施工，如果扩散半径选

7、取的不大，注浆压力选取的不《时，浆液在地层中一般表现为渗透扩散。否则，会产生劈裂扩散，甚至挤压充填。图3-4-4渗透扩散水泥块（广州地铁一号线杨-体区间中粗砂层采用超细水泥-水玻璃双液浆注浆施工注浆固结体图片）②劈裂扩散在中细砂层、粉细砂层、淤泥质粘土层、粉质粘土层中，由于地层颗粒细，因而产生渗透扩散难度较大，注浆材料在该类地层中一般表现为劈裂扩散，对于不同细度的注浆材料在地层中注浆将会产生不同厚度的劈裂浆脉。阁3-4-5劈裂扩散1（广州地铁一号线杨-体区间中细砂层采用超细水泥-水玻璃双液浆、普通水泥-水玻璃双液浆共混材料注浆施工注浆固结

8、体图片）阁3-4-6劈裂扩散阁2（渝怀线圆梁山隧道2#溶洞髙压动水粉细砂层中采用C浆、C-S浆、MC浆、MC-S浆、TGRM浆、HSC浆共混材料进行注浆施工吋注浆固结体图片）③裂隙填充在残积层