周边超前帷幕注浆技术.doc

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1、（二）周边超前帷幕注浆技术 1  施工设计 为了防止海底一般地段隧道开挖以后，围岩本身存在的裂隙和在隧道应力场重新分布以后产生细小裂隙，在应力的诱导作用下，造成扩张，裂隙通道被海水软化，地下水渗漏，隧道开挖施工前必要时对隧道开挖轮廓线周边进行帷幕注浆封堵。周边帷幕注浆断面布置见图7-1所示。 图7-1  周边帷幕注浆断面布置见2 注浆参数选择 注浆范围：隧道开挖轮廓线外5m范围， 注浆段长：每循环长20m，开挖17m， 注浆压力：1.5~2MPa， 注浆材料：超细水泥、水玻璃 3  周边帷幕注浆实施原则周边帷幕注浆主要适用

2、于节理、裂隙发育、富含地下水的地层中，它的主要目的是封堵基岩裂隙水，以及爆破震动可能引起的裂隙张开，施工时根据超前钻孔以及掌子面围岩渗漏状况确定是否采用全断面或周边帷幕注浆。 （三）地层固结径向注浆 注浆方案选择的合理与否对施工速度和施工进度会造成很大影响。实施全断面超前预注浆要占用掌子面，这样掌子面就开挖缓慢，而实施开挖后径向注浆基本不会对掌子面开挖形成影响，因而当施工环境适合径向注浆时应选择径向注浆措施。 确定实施径向注浆方案条件的目前最可靠方法是超前探孔。通过利用超前探孔，判定水流方向，测算总涌水量，确定裂隙发育段和

3、裂隙发育度，从而判析出前方地层在开挖后是否能够自稳，是否存在着大量涌水、涌砂的可能，是否能保证涌出水量不会对施工造成太大的影响，并确定在开挖施工完成后是否能对涌水量进行控制。 径向注浆适用于当前方地层为富水岩体裂隙构造时，只要总涌水量不超过30m3/h，那么将不会对正常开挖施工造成太大影响，完全可以通过采取径向注浆措施进行注浆堵水。 1  设计参数 径向注浆是在隧道开挖完成后实施的，它垂直于开挖轮廓线环向布设φ42注浆钻孔。注浆钻孔呈梅花型布置，开孔间距1.5m，排距3m。根据围岩状况，当围岩条件较好时，可不安设注浆小导管

4、，直接采用TSS止浆系统进行注浆施工；当围岩条件较差时，应进行注浆小导管的安设，利用注浆小导管进行注浆施工，加固围岩，以达到抗水压要求。径向注浆设计如图7-2所示。  图7-2   注浆孔横断面布设图 径向注浆设计参数见表7-1所示。表7-1  径向注浆设计参数表序号名称设计参数1加固厚度B=0.2~0.5D或5m2注浆材料普通水泥单液浆、超细水泥单液浆、HSC浆（或TGRM浆）3扩散半径/m1~24环向间距/m2~35纵向间距/m1~26布孔方式全环梅花型布置7注浆终压2~3（MPa）8注浆速度20~50（L/min）注

5、：1、B——加固厚度（m）。2、D——快挖断面宽度（m）。2  材料选择 径向注浆作为工程结构的一部分，它起到加固堵水和抗水压的作用，因而在选择径向注浆材料时一定要综合考虑注浆材料的耐久性、高强性以及收缩性和无污染性。 目前国内外常用的注浆材料可基本分为水泥基浆液和非水泥基浆液。水泥基浆液是指以水泥为基本主要材料所配制的浆液。常用的有普通水泥单液浆、超细水泥单液浆、以及目前新推广应用的HSC浆和TGRM浆。非水泥基浆液是指水泥基浆液以外的其它注浆材料，例如普通水泥-水玻璃双液浆、改性水玻璃、环氧树脂等。对于非水泥基浆液的耐

6、久性，只要经过充分化学反应，生成凝胶的不易再继续发生反应的化合物时则浆液本身已具有耐久性，在动水压作用下，劈裂脉之间的夹层泥、砂被水逐渐冲击，形成“渗透→流水→涌水”，从而形成大量破坏，涌水的发展将浆液主脉冲出。因而，只要地层注浆机理是劈裂作用，如果产生渗透水后置之不理，就有可能产生这一破坏现象，解决或避免这一破坏现象的主要方法是加密注浆孔数，加入钢管形成支护构架，采用超细型材料形成主脉下渗透，注浆过程中采用低压力，小流量使主脉厚度减小。这样只要能形成网络状结构体系，支护后实施径向补强注浆，真正做到初支不渗漏，二衬无水，不

7、使水形成动水，那么地层越不容易被破坏。 径向注浆应尽量采用高浓度浆液配比，以提高浆液的抗压和抗剪能力，减少浆液的收缩率。同时在选择浆液配比时，又要充分考虑浆液的可注性和可操作性要求，根据以往注浆施工经验和室内浆液试配结果，径向注浆材料配比参数如表7-2所示。 表7-2   径向注浆材料配比表序号浆液名称原材料要求宜选择配比（水灰比）1普通水泥单液浆（简称C浆）P·O32.5R以上普通硅酸盐水泥0.6:1～0.8:1 22超细水泥单液浆（简称MC浆）MC-20细度以下超细水泥0.6:1～0.8:13HSC单液浆（简称HSC浆

8、）HSC材料1:14TGRM单液浆（简称T浆）TGRM-Ⅱ型材料1:1采用选择的配比参数配制浆液进行室内试验。试验结果如表7-3所示。 表7-3  径向注浆材料性能试验结果表材料名称普通水泥单液浆超细水泥单液浆HSC单液浆TGRM单液浆原材料名称P·O32.5R普硅水泥MC-20超细水泥HSC材料TGR