注浆加固施工组织设计（2#斜井左线第二循环）终稿

××隧道正洞左线2#斜井岩溶段注浆加固

施工组织设计

（注浆里程：DK24+××~××）

编制： 审核：

北京中铁瑞威基础工程有限公司××铁路项目部

2010年3月26号

1 编制依据

（1）新建铁路××至××线××隧道施工图。 （2）类似隧道注浆工程技术参数的类比。 （3）××铁路工程建设指挥部相关会议纪要 2 编制范围

（1）编制范围：注浆设计、施工。 （2）施工里程：DK24+××~DK24+××。 3 施工方案 3.1 注浆设计

根据××隧道岩溶水压高、水量大的特点以及上循环施工情况确定本段注浆循环单孔扩散半径2m，加固范围为隧道开挖轮廓线外3.5m，沿隧道开挖轮廓线布置两圈注浆孔，外圈孔终孔距轮廓线外3.5米，内圈孔终孔距轮廓线0.5米；为了减少注浆盲区，在15米断面处设计补孔断面，补孔终孔距轮廓线35米；注浆孔终孔后，放入φ32的玻璃纤维锚杆加固稳定围岩，具体的注浆设计如下图：

为减少注浆加固的盲区，在加固循环长度15m断面处增加一个注浆终孔断面，具体开孔图、终孔图如图1、图4所示：

在实际施工过程中出现水量较大或明显异常的情况，及时采取周边补孔设计，作为补充注浆及效果检查之用。

初支结构隧道初支净空拱顶中心向下：外圈孔20个：内圈孔14个：掌子面孔9个：15米补孔20个：管棚孔33个共计：96个钻机操作平台1-1断面注浆孔开孔断面图图1 注浆开孔图【25米断面】

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初支结构

图2 注浆孔终孔图【25米断面】

图3 补孔终孔位置图【15米断面】

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循环加固长度开挖长度预留搭接段上循环预留段2范围边界响浆液影范围边界1响浆液影止浆墙管棚隧道拱顶内缘钻机工作平台隧道拱底浆液影响范围边界浆液影响范围边界21注浆孔剖面图

图4 注浆加固钻孔剖面图

3.2 注浆工艺

钻孔注浆采取前进式分段注浆工艺：

（1）现场标定注浆孔位，确定钻进角度后，采用钻头开孔至2.7m，安设孔口管； （2）孔口管采用Φ108mm、δ=5mm的钢管加工，管长3m，孔口管外壁缠绕50～80cm长的麻丝成纺锤型后安设到要求深度，并用水泥基锚固剂锚固，以保证孔口管安设牢固不漏浆；

（3）为防止钻孔过程中突发涌水突泥，孔口管安设完成后安装高压止水闸阀； （4）钻孔注浆分段原则为：水量在0~10m3/h时分段长度为10m，水量在10~30m3/h时分段长度为5m，水量在>30m3/h时要求立即停止钻进，进行注浆加固，当该段注浆达到设计结束标准后，拆除注浆堵头在原孔深基础上再钻进，如此循环钻注到设计深度。

（5）所有注浆孔施工钻注到设计深度后，放入φ32玻璃纤维锚杆，进行全孔注浆施工。

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3.3施工参数

表2 超前预注浆设计参数表 序号 参数名称 止浆墙厚度/m 1 本循环 止浆盘厚度/m 开挖长度/m 2 注浆循环长度/m 参数值 3 7 18 25 备注 止浆墙混凝土浇筑厚度为3m，并深入钻机操作平台下50cm 不含止浆墙 不含止浆墙 3 前进式注浆分段长度/m 水量在0~10m3/h时分段长度为10m，水量在10~30m3/h时分段长度为5m，水量在>30m3/h时立即停止钻进实施注浆； 大于6MPa 2 4 5 6 单孔注浆结束压力/MPa 单孔扩散半径/m 钻机操作平台 钻机操作平台距离拱顶距离为4.5-5m，长度为10m，素混凝土浇筑厚度为30cm。 3.4注浆材料、浆液配比

3.4.1注浆材料

为满足该段岩溶段堵水加固的要求，拟采用硫铝酸盐水泥单液浆为主、超细水泥单液浆、普通水泥-水玻璃双液浆为辅。在施工过程中根据涌水情况及地质情况对注浆材料进行选择，并根据现场注浆情况进行调整和优化。

注浆材料及规格型号如下：硫铝酸盐水泥：早强快硬，标号42.5；普通硅酸盐水泥：42.5；水玻璃：浓度：35Be’，模数：2.4～2.8。

3.4.2注浆配比

浆液配比参数如表3所示，施工过程根据现场地质、水文情况及实验情况对注浆配比进行调整和优化。

表3 浆液配比参数表 浆液配比 序号 名称 W:C（水灰比） 1 2 硫铝酸盐水泥单液浆 超细水泥单液浆 （0.6～1.3）:1 （0.6～1）:1 C:S（体积比） 根据地质------ ------ 备 注 及出水情况进行选择优化 4

3 超细水泥-水玻璃双液浆 （0.8～1）:1 1:(0.3～1) 4 普通水泥-水玻璃双液浆 （0.8～1）:1 1:(0.3～1) 3.4.3注浆量

依据注浆量通用计算公式：Q（注浆量） =Q（加固体体积）nαβ（其中n为地层空隙率，本工程取0.2；α为地层填充系数，一般取0.8；β为浆液损失率，一般取1.2）。

通过计算，本循环注浆量暂估为1883m3。 3.5注浆结束标准

a.单孔注浆结束标准

单孔注浆以定压为主的注浆方式。根据地层涌水压力注浆终压定为6Mpa（注浆过程根据浆液扩散情况并结合注浆量大小对注浆压力终值进行验证，确定合适的注浆终压力。）单孔注浆压力达到设计终压并维持10min以上可结束该孔。

b.全段结束标准

①设计的所有注浆孔均达到注浆结束标准，无漏注现象。 ②依据注浆量分布，取薄弱环节设计检查孔，检查注浆效果。 3.6管棚设计

本循环共设计管棚31根，沿拱顶120·范围内展开，其中开孔间距为31cm，终孔间距为50cm（如图6）。

管棚钻孔长度为28m，成孔后在前端19.5m下入φ76×9mm的无缝钢管（如图7），钢管上设四排φ8溢浆孔，溢浆孔成梅花型布设，孔间距100cm。因为无管棚工作间，为了保证管棚不侵入开挖轮廓线内，其中后8.5m不下管棚管（含止浆墙3m），下入φ32的玻璃纤维锚杆后封闭孔进行注浆。

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图6 管棚开孔、终孔投影图

隧道拱顶不下管棚段拱架有管棚段止浆墙本循环开挖预留段管棚

隧道拱底钻机工作平台

图7 管棚施工剖面图

3.7施工顺序

先进行顶水注浆施工，同时结合发散-约束型注浆原则进行,由外向内、由上到下、间隔跳孔注浆施工作业，具体步骤如下：

第一步：先施作A序5个顶水注浆孔，分别为A1 A3 A5 A18 A20； 第二步：施作B序内圈一序孔4个顶水注浆孔，分别为B1 B3 B13 B15； 第三步：施作A序6个二序注浆孔，分别为：A2 A4 A7 A17 A19 A21； 第四步：施作B序4个二序注浆孔，分别为：B2 B4 B12 B14； 第五步：施作2-2断面的补孔（D序），跳孔施作；

第六步：以相同工序进行下半断面施工；施做掌子面孔即C排孔。 第七步：依次施作检查孔、管棚孔。

特别注明：在不影响整体施工顺序的提前下，可选取C1孔作为取芯孔，选取A1、A5、A11、A17作为探孔，以便更准确了解本循环地质情况。

在注浆过程中，如果窜浆严重，应间歇注浆,使用钻机安设下一步孔口管，不能出现待工的情况。 3.8 注浆效果评定

1、根据现场钻孔所揭示的地质状况，注浆结束后，可采取分析法即结合注浆过程中P-Q-t曲线分析及反算注浆后地层的浆液填充率判断注浆效果。

2、检查孔检查法。依据各注浆孔注浆量的分布情况，取地质薄弱环节设计检查孔，检查孔数量不超过总注浆孔的10%，检查内容主要包括：出水量，根据建指要求出水量标准为1L/min/m；检查成孔效果，是否存在塌孔现象，可用玻璃纤维锚杆深入孔底进行检查。

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3、根据以上两方面评定本循环的注浆效果，确定是否需要采取补孔等加强措施，并提出开挖建议。 4 工程数量统计及工期

表4 工程数量统计表 区域 外圈孔 内圈孔 掌子面 管棚孔 15m断面孔 编号 A B C G D 检查孔、效果评定 累计 孔数（个） 21 15 12 31 21 工期 6天 5天 4天 4天 5天 1天 25天 5 主要机械设备配套

钻孔注浆主要机械配套如表6所示。

表6 机械设备配套表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 名称 多功能钻机 注浆泵 搅拌机 空压机 储浆机 电焊机 过丝机 带锯床 型号 KR805 KBY 22m3 数量（台） 1 3 3 1 3 4 3 1 备注 6 质量保证措施

6.1钻孔质量保证措施

(1) 加强与施工单位进行沟通，严格控制测量中线和控制原点。

(2) 现场技术员根据测量中线和控制原点严格现场定位，在施工过程中要对孔位进行二次校正。

（3）如个别孔位因现场条件限制无法按原参数施工，需对原孔位参数修正后再进行施工。

6.2注浆质量保证措施

（1）注浆材料应满足设计要求，严禁使用过期结块的水泥。

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(2) 浆液配比应符合设计要求，配浆时最大误差：水泥、水玻璃、水±5%。材料进场后，需在现场进行配比实验，了解材料性能。

(3)浆液搅拌应均匀，一般水泥浆搅拌时间为3～5分钟，但不得超过30分钟。未搅拌均匀或沉淀的浆液严禁使用。

(4)注浆过程中，时刻注意泵压和流量的变化，若吸浆量很大或压力突然下降，注浆压力长时间不上升，应查明原因，如工作面漏浆，可采取封堵措施。如跑浆可通过调换浆液、调整浆液配比，缩短浆液凝胶时间，进行大泵量、低压力注浆，必要时采用间歇注浆，以达到控域注浆目的。

(5)一台泵发生故障时，应立即换上备用泵继续注浆。

(6)保持注浆管路畅通，防止因管路堵塞而影响注浆结束标准的判断。

(7)严格按照前进式注浆设计的段长进行分段注浆，不得任意延长分段长度，必要时可进行重复注浆，以确保注浆质量。

(8)严格进行注浆效果检查评定，符合要求时才能结束注浆作业。当未达到注浆结束标准时，应进行补孔注浆。

6.3管棚施工质量保证措施

(1) 加强与施工单位进行沟通，严格控制测量中线和控制原点。现场实测隧道断面尺寸，如与原设计尺寸不符，则根据现场实测尺寸重新修正管棚孔位参数。

(2) 现场技术员根据测量中线和控制原点严格现场定位，在施工过程中要对孔位及钻孔角度进行二次校正。

（3）如个别孔位因现场条件限制无法按原参数施工，需对原孔位参数修正后再进行施工。

（4）管棚后因为无管棚工作间，其中后8.5m不下管棚管，下入φ32的玻璃纤维锚杆后封闭孔进行注浆。管棚管后端外壁缠绕50～80cm长的麻丝成纺锤型，用钻机顶入，以防止管棚管滑出。 7 安全保证措施

(1)必须安装牢靠孔口管，严格控制注浆工艺，防止漏浆。

(2)钻孔过程中出现水量明显放大时立即停止钻孔，进行注浆堵水，防止地层损失。 (3)注浆管路及连接件必须采用耐高压装置，当压力上升时，要防止管路连接部位爆裂伤人。

(4)孔口管要安装牢固，施工期间严禁人员站在其冲出方向前方，以防止孔口管冲出伤人。

(5)注意机械使用、保养、维修，注意用电安全，经常进行检查杜绝漏电，并派专人操作和维修，非机电修理人员不得随意拆卸设备。

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(6)钻孔过程中时刻观察前方地层变化，做好涌水应急和防范措施，必要时孔口安装防突装置，以防止高压水及钻杆冲出伤人。

(7)台阶上施工时应设防护围栏或设斜坡，防止人员高空坠落。

(8)需高空作业时，应搭设稳固安全的脚手架和施工平台，防止机翻人伤事故发生。 8 文明施工措施

(1)现场施工人员必须严格遵守施工单位现场安全文明施工的相关要求。

(2)施工人员必须统一着装，佩戴胸卡，正确使用安全帽、防尘口罩及雨衣、雨鞋等劳动保护用具。

(3)现场设备必须有设备标识牌，摆放整齐、有序。

(4)现场悬挂施工进度图，标识每日工作内容及每日进度、整体进度等。 (5)现场泥浆必须及时清理，做到现场整洁、有序。

北京中铁瑞威基础工程有限公司

龙厦铁路项目部 2010-2-19

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ZDK24+187~+162注浆循环开孔参数表

注： 以隧道中心线开挖轮廓线拱顶下4m位置为原点

序号 孔号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 开孔坐标 终孔坐标

角度

隧道纵孔长（cm） 向孔深（cm） 2866 2862 2862 2866 2874 2890 2935 2999 3048 3071 3087 3087 3071 3048 2999 2935 2886 2874 2866 2862 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800

钻机后摆长度（cm） 0 -18 -37 -54 -68 -76 -79 -77 -62 -37 -14 14 37 62 77 79 74 68 54 37 横轴（X，cm） 纵轴（Y,cm） 横轴（X，cm） 纵轴（Y, cm） 偏角（o） 立角（o） 0 154 262 330 357 360 320 240 160 120 40 -40 -120 -160 -240 -320 -360 -357 -330 -262 320 280 198 96 0 -50 -50 -50 -50 -50 -50 -50 -50 -50 -50 -50 -50 0 96 198 0 325 603 831 987 1065 1057 961 743 468 166 -166 -468 -743 -961 -1057 -1046 -987 -831 -603 930 845 682 446 156 -182 -529 -847 -1105 -1262 -1344 -1344 -1262 -1105 -847 -529 -182 156 446 682 0.0 3.5 6.9 10.1 12.7 14.1 14.7 14.4 11.8 7.1 2.6 -2.6 -7.1 -11.8 -14.4 -14.7 -13.8 -12.7 -10.1 -6.9 12.3 11.4 9.7 7.0 3.1 -2.6 -9.4 -15.4 -20.2 -23.2 -24.8 -24.8 -23.2 -20.2 -15.4 -9.4 -2.6 3.1 7.0 9.7 10 A10 11 A11 12 A12 13 A13 14 A14 15 A15 16 A16 17 A17 18 A18 19 A19 20 A20 21 A21 22 B1 23 B2 24 B3 25 B4 26 B5 27 B6 28 B7 29 B8 30 B9 31 B10 32 B11 33 B12 34 B13 35 B14 36 B15 37 C1 38 C2 39 C3 40 C4 41 C5 42 C6 43 C7 44 C8 45 C9 -154 93 214 304 349 280 200 80 0 -80 -200 -280 -349 -304 -214 -93 -82 82 -203 0 203 -202 -81 81 202 280 305 242 145 41 -50 -50 -50 -50 -50 -50 -50 41 145 242 305 219 219 130 130 130 50 50 50 50 - 2 -

-325 134 434 618 695 704 586 321 0 -321 -586 -704 -695 -618 -434 -141 -170 170 -321 0 321 -438 -124 124 438 845 589 435 163 -146 -479 -796 -987 -1025 -987 -796 -479 -146 163 435 589 242 242 29 29 29 -355 -355 -355 -355 -3.5 0.8 4.5 6.4 7.0 8.6 7.8 4.9 0.0 -4.9 -7.8 -8.6 -7.0 -6.4 -4.5 -1.0 -1.8 1.8 -2.4 0.0 2.4 -4.8 -0.9 0.9 4.8 11.4 5.8 3.9 0.4 -3.8 -8.6 -14.8 -18.4 -19.2 -18.4 -14.8 -8.6 -3.8 0.4 3.9 5.8 0.5 0.5 -2.1 -2.1 -2.1 -8.2 -8.2 -8.2 -8.2 2862 2815 2815 2818 2827 2864 2923 2962 2965 2962 2923 2864 2827 2818 2815 2815 2801 2801 2804 2802 2804 2839 2829 2829 2839 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 18 -4 -24 -34 -37 -45 -41 -26 0 26 41 45 37 34 24 5 9 -9 13 0 -13 25 5 -5 -25

46 C10 47 C11 48 C12 49 D1 50 D2 51 D3 52 D4 53 D5 54 D6 55 D7 56 D8 57 D9 58 D10 59 D11 60 D12 61 D13 62 D14 63 D15 64 D16 65 D17 66 D18 67 D19 68 D20 69 D21 70 G1 -121 0 121 0 135 240 303 330 330 270 210 150 90 30 -30 -90 -150 -210 -270 -330 -330 -303 -240 -135 -389 0 0 0 290 268 197 109 9 -20 -20 -20 -20 -20 -20 -20 -20 -20 -20 -20 -20 9 109 197 268 123 - 3 -

-326 0 326 0 325 603 831 987 1065 1057 961 743 468 166 -166 -468 -743 -961 -1057 -1046 -987 -831 -603 -325 -624 -654 -654 -654 930 845 682 446 156 -182 -529 -847 -1105 -1262 -1344 -1344 -1262 -1105 -847 -529 -182 156 446 682 845 260 -4.2 0.0 4.2 0.0 6.0 11.4 16.3 20.1 22.2 23.6 22.6 18.2 11.9 4.3 -4.3 -11.9 -18.2 -22.6 -23.6 -21.7 -20.1 -16.3 -11.4 -6.0 -4.8 -13.1 -13.1 -13.1 19.6 17.7 14.8 10.2 4.4 -4.8 -14.5 -23.0 -29.8 -34.0 -36.3 -36.3 -34.0 -29.8 -23.0 -14.5 -4.8 4.4 10.2 14.8 17.7 2.8 2883 2875 2883 1910 1900 1899 1906 1922 1951 2029 2118 2184 2219 2239 2239 2219 2184 2118 2029 1944 1922 1906 1899 1900 2813 2800 2800 2800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 2800 22 0 -22 0 -32 -61 -88 -110 -123 -131 -125 -99 -63 -23 23 63 99 125 131 119 110 88 61 32 25

71 G2 72 G3 73 G4 74 G5 75 G6 76 G7 77 G8 78 G9 79 G10 80 G11 81 G12 82 G13 83 G14 84 G15 85 G16 86 G17 87 G18 88 G19 89 G20 90 G21 91 G22 92 G23 93 G24 94 G25 95 G26 -372 -354 -335 -313 -290 -264 -239 -211 -183 -154 -124 -94 -63 -32 0 32 63 94 124 154 183 211 239 264 290 150 175 200 223 244 263 282 295 310 322 333 340 346 349 350 349 346 340 333 322 310 295 282 263 244 - 4 -

-598 -568 -536 -501 -463 -424 -382 -339 -293 -247 -199 -150 -100 -50 0 50 100 150 199 247 293 339 382 424 463 302 343 381 418 451 482 510 536 558 577 592 604 613 618 620 618 613 604 592 577 558 536 510 482 451 -4.6 -4.4 -4.1 -3.8 -3.5 -3.3 -2.9 -2.6 -2.2 -1.9 -1.5 -1.1 -0.8 -0.4 0.0 0.4 0.8 1.1 1.5 1.9 2.2 2.6 2.9 3.3 3.5 3.1 3.4 3.7 4.0 4.2 4.5 4.6 4.9 5.1 5.2 5.3 5.4 5.4 5.5 5.5 5.5 5.4 5.4 5.3 5.2 5.1 4.9 4.6 4.5 4.2 2813 2813 2813 2813 2813 2813 2813 2813 2813 2813 2813 2813 2813 2813 2813 2813 2813 2813 2813 2813 2813 2813 2813 2813 2813 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 2800 24 23 22 20 19 17 15 14 12 10 8 6 4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -15 -17 -19

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