黄织铁路岩溶隧道施工工法1124.docx
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黄织铁路岩溶隧道施工工法1124.docx
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黄织铁路岩溶隧道施工工法1124
黄织铁路岩溶隧道
施工工法
申报单位:
中铁二十五局集团柳州公司
申报时间:
2009年1月
申报人:
黄坚刘学良李军明宁卫刘存贵
目录
一、前言1
二、工法特点1
三、适用范围1
四、工艺原理2
五、施工工艺流程及要点2
(一)超前地质预报2
(二)判定岩溶类型,确定穿越方案11
(三)超前预加固措施13
(四)开挖支护25
(五)衬砌施工26
六、施工机具设备27
七、质量控制28
八、安全措施30
十、技术经济分析33
十一、工程实例33
黄织铁路岩溶隧道施工工法
中铁二十五局集团柳州铁路工程有限公司黄坚刘学良李军明宁卫刘存贵
一、前言
喀斯特地形地貌广泛分布在我国西南地区,特别是云贵高原及高原边缘地区的广西、湖南、川渝等,喀斯特地区代表性岩石为石灰岩(碳酸钙)在略有酸性的水中容易发生溶解,存在岩溶极发育的地质特点,溶沟、溶槽、管道、落水洞、暗河、天坑、溶蚀大洼地、石林遍布等,可溶性的碳酸盐岩层与非可溶性的砂页岩、火山岩交互成层,再加上褶皱紧密、断裂错综,形成许多各异的可溶岩体及富含滞流水,地下水经过岩溶管道以及岩石节理渗透,无所不在,在该类型地区修筑铁路隧道必定要穿越大小不等的岩溶不良地质,由于存在不可预见性、不确定性,盲目掘进必然要发生塌方、突泥涌水等安全风险。
二、工法特点
隧道岩溶施工工法是针对我国西南地区的岩溶极发育的隧道施工中常发生塌方、突泥涌水事故,把超前地质预报、预加固措施与隧道施工的常规工艺程序结合起来科学管理,并把超前地质预报、预加固措施的施工作为重点工艺,纳入到作业循环之中,确保穿越岩溶施工有序、安全,减少盲目揭示岩溶发生塌方、突泥涌水的安全风险。
该工法能及时预报地质情况便于及早变更设计,不必等到揭示不良地质再决定方案,极大地争取了调整施工方法及机械的时间;超前进行了预加固措施,确保安全地穿越不良地质地段。
三、适用范围
适用于岩溶极发育的西南地区铁路、公路、过水洞等的岩溶隧道施工,也可用于一般地质的隧道施工。
四、工艺原理
重点突出超前地质预报的作用和效果,着重确保预加固等安全措施,有机的与隧道常规施工工艺程序相结合,统一纳入作业循环中科学管理,充分利用超前地质预报、预加固等手段措施避免安全风险。
严格遵循:
超前地质预报→判定岩溶类型确定穿越方案→预加固措施施工→开挖支护施工→衬砌施工的施工流程进行。
五、施工工艺流程及要点
(一)超前地质预报
1、超前地质预报工作原则
把超前地质预报、预测列入到工序管理行列,纳入到作业循环之中,把地质预报作为施工越险和不良地质隧道一个必不可少的工序进行管理、检查、验证;对岩溶地区的地质超前预报必须坚持长短结合,以短为主的思路原则,地质预报坚持以钻探为主。
根据地质预报的结果个性化的问题提出解决方法措施。
(开挖)对复杂岩溶地质必须坚持十六字方针:
物探先行,综合验证,有掘必探,先探后掘。
综合验证就是要进行物探和钻探相结合,物探前方有明显异常时,必须执行超前钻孔验证,及时调整思路和方法,提供可靠依据。
2、超前地质预报工作流程
为确保安全、按计划地穿越存在岩溶、地下暗河、断层破碎带及可溶岩与非可溶岩接触带,岩溶及岩溶水丰富等诸多不良地质地段,根据具体情况,分别采用长距离、中距离、短距离相结合的开展预报工作。
超前地质预报工作流程如下图示。
图1超前地质综合预报工作流程图
采用工程地质法,根据地面测绘、施工揭示地质条件和其它基础资料对隧道的地层界线、地质构造、围岩级别、赋水构造、富水规模以及其它特殊工程地质问题进行宏观预测,预测距离在掌子面前方100m以上。
中长距离预报采用地震波勘探法对岩溶、暗河、断层、可溶岩与非可溶岩接触带的位置、规模、性质作较为详细预报,预报距离50~200m。
短距离预报是在长距离预报及中距离预报基础上采用超前探孔和局部加深炮眼对掌子面前方30m范围地质情况作较为准确的预报和验证。
3、地表勘测细化
由地质工程师沿隧道中线地表进行全线勘测,记录具体里程的地表岩性、走向倾角、风化程度以及地形地貌植被情况,结合设计的地质进行进一步细化分析。
4、采用TSP203预报系统进行长距离预报
采用TSP203隧道地质超前预报系统对进行长距离探测,可预测掌子面前方150m范围不良地质,包括断层、特殊软岩、溶洞、暗河和岩溶陷落柱、断层等,通过专用数据处理软件进行处理,从而准确预报掌子面前方及周围区域的地质情况,为隧道掘进施工提拱依据。
(1)TSP203超前预报系统图示及流程
图2TSP203超前预报系统布置图
图3TSP203超前地质预报工艺流程
(2)准备工作
探测系统(测量剖面)设计。
根据隧道施工情况及地质条件,确定接收器(检波器)和炮点在隧道左右边墙的位置。
根据隧道轴确定参考面位置。
参考面是用来将TSP测量的相对坐标系(X、Y、Z)与隧道里程连接起来(即隧道轴X由隧道m“TM”来注记)。
参考面应接近器的位置,或条件许可,参考面应包括由接收器和隧道轴组成的横剖面。
根据参考面,确定所有接收器和炮点的相对位置。
接收器和炮点的位置应在同一水平面上。
根据实际情况,若需要较短或较长距离的探测,上述距离也可相应地减少或增加。
所有接收器和炮点的位置应测定,并作出相应的标识。
(3)接收器孔和炮孔的钻制
根据测定的接收器和炮点的位置进行钻孔。
一般情况下,不能偏离测定的位置。
特殊情况下,以测定位置为圆心,在半径0.2m范围内钻孔。
在不稳定的岩层中钻炮孔,应防止炮孔围岩坍塌,可以利用薄壁的塑料管(外径应与孔径一致)放入孔中加以保护。
安装接收器接管。
(4)TSP测量
装炸药。
用装药杆通过PVC管将炸药包装入孔中。
在TSP测量中,炸药采用二号岩石乳化炸药,雷管采用瞬发雷管,药量配置参考如下:
炮点号
炮检距(m)
较硬岩层药量(g)
较软岩层药量(g)
1-2
20-21.5
50-60
60-70
3-4
23-24.5
60-80
70-90
5-24
26-54.5
80-100
90-110
系统安装。
启动记录单元。
在操作面板上标有POWER,通过按黑色的ON开关启动记录单元。
电压显示至少应为6V。
噪音测试。
使用TSPwin软件,对装入的接收器和记录单元的噪音进行测试。
起爆和记录成功后地震数据从记录单元缓冲储存上载到电脑储存。
(5)地震数据采集及数据处理
建立TSPwin文件、确定数据采集参数、噪音检查、数据记录。
采集地震道显示。
野外数据质量控制。
通过检查显示地震道特征来进行数据质量控制。
记录回放。
回放地震炮记录,用于比较和检查保存在计算机中的数据。
系统整理。
所有数据记录完成后,应对测量文件的正确存储进行最终检查。
(6)成果解释与评估
对探测数据的处理结果进行解释和评估时,应结合以下成果资料进行:
隧道工程勘察资料;隧道设计资料;隧道施工地质资料;探测时间剖面;深度偏移剖面;反射层提取;二维成果显示;岩石力学参数。
推断隧道工作面前方围岩的工程地质和水文地质情况,如弱岩层、断层、岩层破碎带、裂隙发育带、富水带、溶洞、河等不良地质的性质、规模和位置。
结合岩石物理力学参数、围岩软硬、含水情况、构造影响度、节理裂隙发育等资料,参照《铁路隧道设计规范》,读围岩稳定性进行评估。
(7)成果报告要求及应用
成果结论报告要明确掌子面前方围岩的软硬情况、破碎情况、节理裂隙发育情况,是否有软弱夹层带、是否存在岩溶及填充、是否含有裂隙水。
成果报告出来后,现场地质工程师、施工负责人、技术人员认真学习,针对成果报告进行分析,施工掘进过程中全程对照、核实,预报结果与设计地质相同或相近的,则按原设计措施继续掘进。
对探测出可能存在的不良地质或与设计地质有差异段,应提前30m,采用其他手段进行验证,并上报监理、设计、建指。
5、超前水平钻孔验证
针对TSP203在长距离预报地质情况基础上,对探测出可能存在的不良地质或与设计地质有差异段采用超前水平钻孔对掌子面前方30m左右范围内的地质情况作较为准确的预报和验证。
超前钻孔孔径采用φ75,超前探孔探测长度一般为30m左右,相邻两环探孔之间应搭接5m。
(1)超前水平钻探设备
采用XY-2PC型地质钻机进行钻孔作业。
XY-2PC型钻机动力22kw,转速最高1172k/min,是专门的岩芯钻机,可完成50m的深孔钻探任务。
(2)超前水平钻探孔点布置
针对TSP预报结果结论存在的岩溶发育地段和节理发育密集破碎带等不良地质地段,采用每个断面设1个超前探孔。
如下左图。
针对TSP预报结果结论存在的岩溶发育填充夹层地段、富水地带、可溶性和非可溶性岩接触带等不良地质地段,采用每个断面设3个超前探孔。
如下右图示。
(3)施工按设计要求确定钻孔的方向和仰角
钻探施工及施工记录。
开钻前必须量测立轴钻杆的方向是否符合设计要求。
开孔孔径宜在110~mm之间,且以低压力,慢转速钻进为原则。
当钻探达到一定深度并确定未偏离方向时,可以适当提高钻进速度。
每钻进10m左右量测钻孔方向是否偏离方向,如有偏离时进行纠正。
钻进过程中认真作好钻探记录。
采取的岩芯须整齐摆放在标准岩芯箱中,并贴上岩芯标签。
现场技术员详细做好地质编录工作。
根据钻探过程中钻进情况(是否卡钻、漏水、涌水等)、岩芯的完整性(RQD值)和岩芯采取率,初步分析确定该钻探进尺范围内岩性状态、结构及破碎程度和含水量等。
(4)水平钻探注意事项及成果应用
水平钻探过程中配备1名具有实践工作经验的地质工程师进行现场值班,在掌握TSP预报的隧道围岩地质构造、工程地质、水文地质的基础上,随时了解水平钻探的钻进过程,了解钻探过程中钻进是否卡钻、有无渗水、涌水现象等、水质情况和水压情况、水量情况,判定前方是否存在发育丰富岩溶水及是否填充夹泥,掌握水质变化、水压变化、水量变化,对于水压长时间不减小的情况下,应停止往前钻,采用限排管堵塞。
上报设计等有关部门到现场决定方案措施。
安装限排管如下图示。
安装限排管程序为:
在钻孔之前,首先准备好安装有阀门的水管限排管和锚固剂等,在钻探出现涌水且水量、水压长时间不变时,应抽出钻杆,插进限排管和锚固剂,待锚固剂起锚固作用后关上阀门。
在钻进过程中,在无渗水、涌水现象或涌水水压、水量变小,继续钻探,并取出芯样。
根据岩芯的完整性(RQD值)和岩芯采取率,初步分析确定该钻探进尺范围内岩性状态、结构及破碎程度等。
根据地质勘探资料及时编制成果报告。
成果结论报告要明确掌子面前方围岩的软硬情况、破碎情况、节理裂隙发育情况,是否有软弱夹层带、是否存在岩溶及填充、是否含有裂隙水。
成果报告出来后,施工负责人、技术人员认真学习,针对成果报告进行分析,预报结果与设计地质相同或相近的,则按原设计措施继续掘进。
探测存在不良地质或与设计地质有差异段,并上报设计等有关部门确定方案措施。
6、局部加深炮孔超前探孔
针对超前水平钻孔探测掌子面前方30m范围内存在不良地质情况,在逼近不良地质地段时,采用局部加深炮孔短距离超前探孔进一步探测。
直接利用加长钻杆超前探孔和周边扇形探孔手段对不良地质地段进行进一步探孔核实,预防遗漏局部岩溶管道和隧侧岩溶管道的遗探引发突发性地质灾害。
具体探测位置根据总体判释和超前水平地质钻孔进行安排,列入日作业计划。
探孔布置图如下图示。
加长钻杆按掌子面前方9m以上控制,扇形周边以隧道开挖轮廓外6m以上控制,保证在钻爆后有6m安全岩盘。
如探测隧道开挖轮廓外6m、掌子面前方9m岩盘内存在不良地质,则严禁爆破开挖,报请设计变更。
(二)判定岩溶类型,确定穿越方案
1、空腔型
(1)岩溶洞穴、溶隙溶槽
直接开挖揭露,刚架支护通过,初支后空腔回填砼或浆片。
(2)岩溶管道型
直接开挖揭露,刚架支护通过;管道无过水则拱部初支上设1~2m护拱砼,边墙设厚度3~5m浆片;管道有过水则预留泄水口引排到侧沟或留设过水通道。
(3)大型溶洞
直接开挖揭露;如不侵入基底刚架支护通过,拱部初支上设1~2m护拱砼,边墙设厚度3~5m浆片;侵入基底,发育深度小于5m采用板跨或回填,发育深度5~20m时采用管桩板跨,发育深度20~30m时采用桩基梁跨或桩基托梁,规模较大可采用路基方案,回填及路基需留设过水通道,衬砌另行设计。
2、充填型
(1)岩溶洞穴、溶隙溶槽
小导管超前预加固,台阶法开挖,刚架支护通过,基底清除回填砼或浆片,隧底仰拱闭合,衬砌加强紧跟。
(2)岩溶管道
以静储量为主的充填泥砂(水)型管道,规模不大,补给不强,采用小导管超前或大管棚对隧道开挖轮廓线外5m预加固,台阶法开挖,刚架支护通过,基底清除回填砼或浆片,隧底仰拱闭合,根据水压确定抗水压衬砌。
充填泥砂型岩溶管道补给量丰富的,采用帷幕注浆超前预加固和大管棚结合处理措施,径向注浆、局部注浆配合台阶法开挖,刚架支护通过,基底清除回填砼或浆片,隧底仰拱闭合,采取加强衬砌结构。
充填块石型岩溶管道,采用大管棚预加固,台阶法开挖,刚架支护通过,基底清除回填砼或浆片,隧底仰拱闭合,采取加强衬砌结构。
(3)大型溶洞
采用全断面帷幕注浆超前预加固,加固范围为开挖轮廓线外5~8m,注浆材料采用水泥浆和水泥—水玻璃双液浆,采取前进式分段注浆,分段长度5m,注浆终压3~4Mpa,设计扩散半径2~3m。
同时采用大管棚超前支护,径向注浆、局部注浆配合台阶法开挖,型钢钢架支护,衬砌采用钢筋砼加强结构。
必要的基底还需要管桩或树根桩加固。
3、充水过水型
(1)充水岩溶洞穴、溶隙溶槽
采用局部超前注浆堵水及小导管超前预加固措施,台阶法开挖,刚架支护通过,隧底仰拱闭合,衬砌加强。
(2)过水岩溶管道
过水岩溶管道位于隧道上部且有一定岩柱时,采用大管棚预加固,台阶法开挖,刚架支护通过,加强锚网喷支护,加强二次衬砌,原则上维持过水管道系统。
过水型岩溶管道位于隧道下部,采用托梁及板梁跨越,由跨越结构承受荷载,岩溶管道下穿,维持原排水系统。
正交型岩溶管道,首先探明排水系统走向,在无水或量少时期揭露,在隧道边墙外另设过水管道引水,并设钢筋砼墙隔壁,保证排水系统畅通;型钢钢架支护,加强二次衬砌。
(3)暗河
暗河位于隧道上部且有一定岩柱时,采用全断面帷幕注浆超前预加固,加固范围为开挖轮廓线外5~8m,注浆材料采用水泥浆和水泥—水玻璃双液浆,采取前进式分段注浆,分段长度5m,注浆终压3~4Mpa,设计扩散半径2~3m。
同时采用大管棚超前支护,径向注浆、局部注浆配合台阶法开挖,型钢钢架支护,衬砌采用钢筋砼加强结构。
暗河位于隧道下部,岩柱厚度足够,采用径向注浆加固;岩柱厚度不足,则采用梁跨越,由跨越结构承受荷载,同时采用径向注浆加固。
暗河正交型,探明水系走向后根据排还是堵的要求,另设泄水洞排水或另设暗河过水通道,同时对隧道暗河区域采用全断面帷幕注浆超前预加固,结合采用大管棚超前支护,径向注浆、局部注浆配合台阶法开挖,型钢钢架支护,衬砌采用钢筋砼按抗水压加强结构。
(三)超前预加固措施
当超前地质预报有岩溶存在时,不能轻易揭露,必须要确定并完成超前预加固措施后才能开挖。
1、小导管超前支护施工
超前小导管一般采用直径42mm~50mm,壁厚3mm~5mm的热轧钢管,长度3m~6m,管壁每隔10cm~20cm交错钻眼,眼孔直径6mm~8mm。
布置在拱部或边墙的局部,环向间距20cm~50cm,外插角10°~30°,注水泥浆或水泥水玻璃双液浆。
具体设单层、双层要视情况而定,纵向两环不小于1m的搭接长度。
小导管采用普通风钻钻孔,孔眼较钢管管径大2.0cm以上,钻孔做到孔圆直、角度准、深度够。
然后把小导管插入孔后外露约一定长度,以便于连接注浆管,并用塑胶泥(浓度为40Be水玻璃拌42.5水泥)将导管周围孔隙封堵密实。
在压水试验检验管路及密封孔口达到要求后,进行注浆。
超前小导管一般和钢拱架支撑配合使用,并从钢拱架腹部穿过,尾部焊接在钢拱架上,前端呈尖锥形状。
2、大管棚超前支护施工
大管棚是通过钢管穿过自稳定性差的不良地层,在预定的范围内形成棚架结构,通过给钢管外围岩注浆固结,提高围岩抗剪切强度,从而实现超前支护。
大管棚一般采用直径89mm~130mm,壁厚6mm~10mm的热轧钢管,长度10~40m不等。
布置在拱部,环向间距20cm~50cm,外插角5°~10°,注水泥浆或水泥水玻璃双液浆。
具体设单层、双层要视情况而定,纵向两环不小于5m的搭接长度。
大管棚施工首先在隧道拱部扩挖高1m、长2~5m的工作仓,如掌子面围岩好直接在围岩上钻孔,否则在工作仓前施工2m厚的砼导向墙;然后埋设孔口管,孔口管作为管棚的导向管,安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。
钻孔采用潜孔钻机钻孔。
钻机平台可用枕木或钢管脚手架搭设,平台支撑连接要牢固、稳定;钻机与孔口管方向平行,精确定位;钻头直径采用比管棚大10mm以上的,钻机开钻时,可低速低压,待成孔1.0m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。
如钻进时产生坍孔、卡钻,需补注浆后再钻进。
如采用管棚钻机钻孔,则省略了平台并提高效率。
成孔后即进行来回扫孔,用高压风管从孔底向孔口清理钻渣,确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。
安装管棚钢管利用钻机冲击力、推力低速顶进或10t以上卷扬机配合滑轮组反压顶进,如采用管棚钻机则直接套管跟进。
接长钢管应满足受力要求,相邻钢管的接头应前后错开。
安装好有孔钢花管后即对孔内注浆,采用单液或双液注浆以及注浆参数按设计要求或现场试验调整。
注浆结束后及时清除管内浆液,并用水泥砂浆充填,增强管棚的刚度和强度。
3、帷幕注浆预加固施工
(1)帷幕注浆预加固选择
对富水岩溶地带施工执行“先探水,预注浆,后开挖,补注浆,再衬砌”的十五字方针,采用帷幕注浆预加固时遵循以下判断原则:
对可溶岩与非可溶岩接触带、断层破碎带及向斜核部预测水压大、极可能发生严重突水突泥地段,探孔2/3出水,且出水总量>10m3/h,地下水压力≥3.0MPa时,采用帷幕注浆预加固,固结范围:
开挖轮廓线外8m。
对可溶岩与非可溶岩接触带、断层破碎带及向斜核部预测水压大、极可能发生突水突泥地段,探孔出水总量〈10m3/h,但地下水压力<3.0MPa并≥2.0MPa时,采用帷幕注浆预加固,固结范围:
开挖轮廓线外5m。
对不同年代地层岩层接触带、物探异常区、预测水压大、可能产生突水突泥地段,探孔出水总量〈10m3/h,但地下水压力<2.0MPa并≥1.0MPa时,采用帷幕注浆预加固,固结范围:
开挖轮廓线外3m。
(2)帷幕注浆预加固工艺流程图
图9分段前进式注浆施工工艺流程图
图10分段后退式注浆施工工艺流程图
(3)钻孔施工
帷幕注浆预加固采用气动潜孔锤钻进成孔。
注浆钻孔结构及施工技术要求:
帷幕注浆预加固的注浆孔开孔孔径为φ110mm,埋设3m长φ108mm孔口管,3m以后孔径为φ91mm,直至终孔。
注浆钻孔孔口位置应准确定位,偏角应符合设计要求。
每钻进一段,检查一段,及时纠偏,孔底位置偏移应小于1/40孔深。
钻孔施工顺序应由外圈向内圈,同一圈孔间隔施工。
钻进时对孔内情况需进行详细记录,如掉块、坍塌、堵钻、钻速等,尤其是出水量的变化需准确记录。
埋孔口管:
钻进预埋孔口管段,采用φ110mm钻头钻进,该段长度为3m。
钻进结束后,装入规格φ108×5mm的热轧无缝钢管,再用锚固剂或用锚杆固定。
待初凝48h后,安装闸阀,开始扫孔。
孔口管兼测量水压力和涌水量,并按表格填写记录。
主要内容有孔号、进尺、起始时间、岩石裂隙发育情况、涌水位置、涌水量和涌水压力等。
涌水量大、压力高的地段钻孔时,应先设置带闸阀的孔口管;当出现大量涌水时,拔出钻具,关闭孔口管上的闸阀,做好准备后,进行注浆。
如工作面围岩破碎,应先设置止浆墙和孔口管。
孔口管埋入止浆墙深度随最大注浆压力而定。
(4)注浆设计
帷幕注浆预加固每一循环为25m,开挖20m,留5m作为止浆岩盘,第一循环设置2m厚混凝土止浆墙。
注浆钻孔的注浆方式分为前进式注浆、后退式注浆和一次全孔注浆。
为使浆液在岩层裂隙中均匀扩散,保证注浆质量,提高注浆堵水率,对于单个注浆钻孔宜采用分段注浆方式。
注浆段分段长度系根据岩层裂隙发育程度和涌水量大小而定。
为实现分段注浆,可采用分段前进式注浆或分段后退式注浆两种方式。
分段前进式注浆宜用于裂隙发育或破碎,难以成孔的岩层。
全孔自孔口开始,钻一段注一段,直到孔底最后一段注完为止。
前进式分段注浆第一段可采用全孔注浆,继续向前钻孔注浆时可采用袖阀管注浆。
分段前进式注浆优点是堵水效果好,缺点是注浆钻孔钻进重复,工程量较大。
分段后退式注浆宜用于裂隙不甚发育,可以成孔的岩层。
钻孔一次钻到全孔深,从孔底开始,对一个注浆分段进行注浆施工;第一分段注浆完成后,后退一个分段长度进行第二分段注浆;如此往复,直到将整个注浆段完成。
分段后退式注浆的优点是注浆钻孔无重复钻进,工程量相对较小。
(5)注浆施工工艺
压水试验:
压水试验的目的是为了了解注浆孔各注浆段岩层的富水性、透水性,用以确定浆液配比,预估浆液消耗量及材料用量。
压水实验方法采用双塞正水法,压力表安装在孔口管回水管上,试验压力取静水压力的1.5~2.0倍,试验时每间隔10分钟观测一次流量和压力,流量和压力保持相对稳定,流量连续四次读数,其最大值与最小值之差小于最终值的10%,试验工作即可结束,以最终流量为计算流量。
钻孔冲洗:
当决定钻进孔段需注浆时,必须立即进行钻孔冲洗工作,钻孔冲洗的目的是清除钻孔中的残留岩粉,岩石裂隙中所充填的粘土杂质等物,冲孔质量的好坏直接影响注浆质量的好坏。
冲孔干净的钻孔水泥浆液充填进入裂隙中,与岩石呈紧密胶结。
冲孔方式采用压力骤升骤降的放水方式,冲洗结束的标准为:
出水管的水洁净后再延续10min,总冲洗的时间不低于30min。
注浆设备:
注浆设备拟采用天津市聚能高压泵厂生产的XPB-90D型高压注浆泵。
水泥浆掺合BR-CA型增强防水剂制成的水泥-BR-CA型浆液采用孔口封闭,纯压式注浆。
由于岩石裂隙的发育情况、地下水的渗流速度、止水封堵的空间容积及其连通性的差异是千差万别的,要取得好的注浆效果,必须掌握好注浆的几个重要参数。
注浆压力:
注浆压力是浆液扩散的动力,是监测浆液在裂隙中充填扩散过程是否正常的主要依据。
注浆压力系指注浆所承受的全压力,施工过程中一般将压力表安装在孔口处。
注浆压力与岩层裂隙发育程度、涌水压力、浆液材料的黏度和凝胶时间长短有关,目前均按经验确定。
正常注浆压力为静水压力+0.5MPa,注浆终压不大于2.5倍的静水压力。
施工中根据现场注浆试验进行调整。
根据注浆处地层深度计算
P=KH
式中:
P—设计注浆压力(终压值)(MPa);
H—注浆处深度(m);
K—由注浆深度确定的压力系数。
压力系数K的取值如下表所示。
压力系数K取值表
注浆深度(m)
<200
200~300
300~400
400~500
>500
K
0.023~0.021
0.021~0.020
0.020~0.018
0.018~0.016
0.016
在溶洞有充填物及细小裂隙段、注浆终压宜加大,加大到多少视现场具体情况确定,但不大于静水压力的2.5倍。
注浆初始压力,一般应低于注浆终压,根据浆液消耗量,灵活掌握,逐渐升高到注浆终压,并稳定一段时间达到终灌结束标准。
浆液浓度的变换:
岩石注浆一般采用先稀浆,后浓浆逐级加浓的原则进行浆液浓度的变换。
初始浓度根据岩石单位吸水率确定,一般在裂隙岩层中注浆连续灌注30~40分钟仍不起压,则改用浓一级的
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