隧道及地下工程注漿堵水和加固技術(shù)

隧道及地下工程注漿堵水和加固技術(shù)1前言水是隧道工程之首害。由于隧道的開挖，揭開了地下水的通道，水的流出帶走了大量的巖石賴于膠結(jié)充填的物質(zhì)，使圍巖的整體結(jié)構(gòu)強度降低，支護效用大打折扣；水壓力的作用又使圍巖應(yīng)力重分布及其變形進程加劇，發(fā)生坍塌的可能性加大，嚴重影響工程的安全順利進展。大瑤山隧道班古坳豎井突水淹井，延誤工期一年多，直接經(jīng)濟損失幾百萬元；日本青涵海底隧道涌水淹沒平導(dǎo)3000m，淹沒正洞1200m，誤時一年零四個月，經(jīng)濟損失也非常巨大，有的更為嚴重的水害迫使工程停止或廢棄改道。因此，如何有效地克服地下水的危害，保障隧道工程的安全順利進展，對于實現(xiàn)隧道工程施工技術(shù)、經(jīng)濟效益的提高，具有世界性的重要意義。以前山嶺隧道施工的防水原則是“以排為主，以堵為輔，排堵結(jié)合”，利用自然坡實行自然排水來克服水害，但是，隨著環(huán)保問題日益受到重視，為避免地下水位大幅下降，破壞周圍環(huán)境，影響居民生產(chǎn)、生活。注漿作為堵水和加固圍巖的一項技術(shù)，對于克服地下水是非常有效的，它具有效果好，安全性較高，施工技術(shù)易于掌握等優(yōu)點，在目前隧道工程中得到廣泛的應(yīng)用，設(shè)備、材料、工藝迅速發(fā)展，日臻完善。在一般情況下，注漿由于相對造價較高，工序較復(fù)雜，不是隧道施工的正常工序。但是對于克服涌水危害，通過復(fù)雜困難地質(zhì)地段，注漿是一種有效的手段，也是作為一項必不可少的技術(shù)儲備和應(yīng)急措施。2注漿概述2.1注漿的發(fā)展注漿用于堵水和改良地層已有幾百年的歷史。注漿技術(shù)的歷史大致可分為四個階段：原始粘土漿液階段（1802～1857年），初級水泥漿液注漿階段（1858～1919年），中級化學(xué)漿液注漿階段（1902～1969年），現(xiàn)代注漿階段（1969年以后）。早在1802年，法國人查理斯·貝里格尼在修理第厄普沖刷閘時，用一種木制沖擊筒裝置，人工垂擊方法向地層擠壓粘土漿液，被認為是注漿的開始。此后法國在19世紀中葉，應(yīng)用這種注漿方法對建筑物的地基進行加固，1802年到1857年期間，注漿技術(shù)處于萌芽階段，漿液主要是粘土、火山灰、生石灰等簡單材料。1806年，英國的阿斯普頂研制成功硅酸鹽水泥，1845年，美國沃森在一個溢洪道陡槽基礎(chǔ)下灌注水泥砂漿。英國的基尼普爾在1856～1858年間，用水泥作為注漿材料進行了一系列試驗，并獲得成功，這是第一次采用水泥材料注漿。1864年，巴洛在倫敦、巴黎地鐵利用水泥漿液進行隧道襯砌背后回填注漿，1885年德國人提琴斯首先采用向巖層裂隙注入水泥漿的方法，來防止涌水取得成功，并在歐洲礦山建設(shè)中廣為應(yīng)用。1920年，荷蘭人尤斯登發(fā)明用水玻璃-氯化鈣漿液分開注入地層，利用兩種漿液的化學(xué)反應(yīng)加固地層，被認為是化學(xué)注漿技術(shù)的開始。日本于1924年在舊丹那鐵路隧道中，采用水泥-水玻璃混合漿液注入斷層破碎帶，取得了良好的效果，以后在隧道工程中廣泛應(yīng)用。注漿經(jīng)過一百多年的發(fā)展，由開始的單液注漿發(fā)展到多液注入；漿材由粘土類發(fā)展到高效無毒易注的化學(xué)類漿；設(shè)備由單一的注漿設(shè)備發(fā)展到勘測、制漿、灌注、記錄、檢查分析配套專用設(shè)備。工藝技術(shù)日臻完善，應(yīng)用領(lǐng)域愈加廣泛。60年代末期，又出現(xiàn)了高壓噴射注漿技術(shù)，高壓噴射注漿技術(shù)由單管逐漸發(fā)展到二重和三重管，提升過程又有旋、定、擺三種噴射方式。在我國應(yīng)用注漿只有幾十年的歷史，但真正發(fā)展是從1955年開始的。材料從水泥漿發(fā)展到水泥-水玻璃雙液漿、化學(xué)漿等。工藝從單液注漿發(fā)展到雙液注漿再到化學(xué)注漿，設(shè)備也從泥漿泵等代用設(shè)備發(fā)展到成套專用注漿設(shè)備。但與歐洲和日本等先進國家相比，特別是在高壓注漿泵、自動記錄設(shè)備方面，還存在較大差距。2.2注漿的基本原理由于地殼運動，使地層形成很多摺皺、斷層和裂隙，局部地區(qū)成為富水區(qū)，有的還有暗河、溶洞等，當(dāng)隧道開挖到這種地層時，就會遇到坍塌和涌水等困難和危險。節(jié)理裂隙切割巖層，使其整體結(jié)構(gòu)強度降低，節(jié)理裂隙的連通大大增強了巖層的透水性，不僅使其地下水補給范圍擴大，而且地表水也下滲，侵蝕風(fēng)化巖層，降低巖石間的內(nèi)粘聚力，降低巖層的力學(xué)強度。注漿的目的就是在隧道周圍一定范圍內(nèi)，堵住地下水流的通道，加固地層，提高圍巖的強度，避免地下水流人作業(yè)面，保障施工的安全。注漿的基本原理，就是用一定的壓力把一定量的膠凝性材料注入到巖層，使其在巖層裂隙內(nèi)流動擴散、充填、固結(jié)，成為具有一定強度和低透水性的結(jié)石體，截斷水流，加固地層，也就是充塞巖層裂隙，截斷水流通道，固結(jié)破碎巖石，提高其整體結(jié)構(gòu)強度。注漿技術(shù)在近幾十年來獲得迅猛發(fā)展，注漿已不僅是一門施工技術(shù)，它已經(jīng)發(fā)展成為土木建筑、巖土、化學(xué)、機械、力學(xué)、地質(zhì)學(xué)等學(xué)科交叉的綜合性科學(xué)——應(yīng)用巖土工程科學(xué)。2.3注漿研究的內(nèi)容和方法注漿技術(shù)要研究對象能不能注漿，注什么材料的漿液合適，采用何種方法注漿，注漿后會達到怎樣的效果，即其內(nèi)容包括：（1）注漿對象的可注性；（2）注漿漿液及其特性；（3）漿液在巖土層內(nèi)的流變特性及流動規(guī)律；（4）注漿的設(shè)備及工藝；（5）注漿效果的檢測方法。注漿技術(shù)的研究方法主要有：（1）工程地質(zhì)和水文地質(zhì)特性；（2）土工試驗和壓水試驗；（3）室內(nèi)模擬試驗和現(xiàn)場試驗；（4）化學(xué)試驗方法確定漿液性能；（5）理論計算和工程類比；（6）鉆孔檢查和物探檢測。2.4注漿的分類和一般應(yīng)用條件根據(jù)注漿的目的、作用，注漿可分為堵水注漿和加固注漿。根據(jù)作業(yè)的順序，又可分為預(yù)注漿和后注漿。堵水注漿的目的在于截堵地下水不侵入作業(yè)面，方便施工。它對漿材的要求是：凝膠時間短，并在一定范圍內(nèi)能容易準(zhǔn)確地控制，但不要求強度很高，適用于硬巖，含水大的地層。加固注漿的目的主要用于加固圍巖，使一定范圍的圍巖膠結(jié)成一個受力環(huán)，它對漿材的結(jié)石體強度要求較高，但凝膠時間要求不嚴。它適用于地層軟弱破碎，地下水較少的地層。預(yù)注漿又可分為地面預(yù)注漿(或稱垂直預(yù)注漿)和洞內(nèi)預(yù)注漿(或稱水平預(yù)注漿)。預(yù)注漿的安全性較高、工序干擾較少(如是洞內(nèi)預(yù)注漿或稱工作面預(yù)注漿，則要占一個作業(yè)面)，適用于大規(guī)模高壓力的堵水或加固注漿。后注漿是指在開挖后進行的注漿。它操作簡單，效果明顯，適用一般的防滲堵漏及回填注漿。究竟采用何種注漿，應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)和工程地質(zhì)情況、注漿目的和要求等對各種注漿作安全、技術(shù)、經(jīng)濟全面比較后確定。3注漿材料3.1概述注漿材料的發(fā)展具有悠久的歷史，早期主要使用水泥作為注漿材料，19世紀后期，發(fā)展到以水玻璃類漿材為主的化學(xué)漿材。二戰(zhàn)后，化學(xué)漿材得到飛速發(fā)展，最近幾十年，有機高分子材料和超細水泥材料得到了飛速發(fā)展。注漿材料大體分為無機系和有機系兩大類，如表3-1所示，日常使用中，一般分為水泥漿材和化學(xué)漿材兩大類，見表3-2。表3-1注漿材料的分類水泥類漿是屬懸濁液，具有結(jié)石體強度高，抗?jié)B性能好，材料來源廣，價格低廉，注漿工藝簡單，無毒等優(yōu)點。但是可灌性較差，凝膠時間長，早期強度低，易沉降析水，宜用于裂隙較大，透水性較好地層的加固注漿。水泥化學(xué)類漿具有粒子漿液和溶液漿液的特點，結(jié)石體強度較高，抗?jié)B性能較好，料源廣、價格低、無毒無公害，適用性強，同時由于超細水泥的研制成功，使該類漿液的可灌性得到提高，進一步拓展了水泥化學(xué)類漿的應(yīng)用范圍。化學(xué)類漿液是溶液型漿液，具有粘度低，可注性好，凝膠時間易控制，適用于細小裂隙，低透水性的地層以及粉細砂層的注漿。但是料源不廣，價格較高，且絕大部分有毒，易造成環(huán)境污染。各類漿材的適用范圍見表3-2。由于注漿目的和對注漿效果要求的不同，采用的注漿材料也不同，一種理想的注漿材料應(yīng)滿足以下要求。（1）流動性好，漿液粘度低，易注入細小裂隙和細砂層中。（2）漿液凝膠時間可在幾秒到幾小時范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)，并能準(zhǔn)確控制，漿液一經(jīng)凝膠，則在瞬間完成。（3）漿液穩(wěn)定性好，在常溫常壓下長期存放不變質(zhì)，不發(fā)生化學(xué)和物理變化。（4）漿液無毒無臭，對環(huán)境不污染，對人體無害，非易燃易爆物品。（5）對管路系統(tǒng)、砼、橡膠制品等無腐蝕性，且易清洗。（6）固化時無收縮現(xiàn)象，結(jié)石體的抗壓抗拉、抗折強度較高，結(jié)石體與巖石、砼、砂等有較高的膠結(jié)強度，且抗?jié)B性能較好，抗沖刷性能好。（7）耐久性較好。（8）源廣價廉，且易于運輸。（9）配制方便，配比操作容易。表3-2各類漿材的適用范圍3.2漿液的基本性能3.2.1漿液的密度3.2.2漿液的濃度3.2.3漿液的粒度對懸濁液來說，注漿材料的顆粒大小直接影響漿液的可注性和擴散半徑，測定懸濁液中顆粒大小及分布可采用TZC-2型自動記錄粒度測定儀，常見水泥顆粒分布曲線見圖3-1。圖3-1幾種水泥的顆粒分布曲線3.2.3漿液的粘度漿液的粘度是指漿液剛制成的粘度，表3-3是常見漿液的粘度，漿液的粘度主要與漿液的濃度有關(guān)，還與漿液的溫度有關(guān)。大多數(shù)漿液的粘度隨時間而增加。測定漿液的粘度常用托斯默旋轉(zhuǎn)式粘度計，工程上常采用馬氏漏斗測定漿液的粘度，測定一定量的漿液從漏斗流出的時間長短表示漿液的粘度（用秒表示），水泥漿的粘度換算見表3-4。表3-3常用漿液的粘度表3-4水泥漿粘度換算3.2.4漿液的PH值3.2.5凝膠時間和凝結(jié)時間3.2.5漿液的穩(wěn)定性3.2.5固結(jié)體的性質(zhì)水泥類漿液的凝固后的固結(jié)體稱為結(jié)石體，化學(xué)漿液凝膠后形的固體稱為凝膠體。（1）結(jié)石（凝膠體）率和吸水率（2）固結(jié)體強度（3）固結(jié)體抗?jié)B性通過抗?jié)B性試驗獲得固結(jié)體的滲透系數(shù)，滲透系數(shù)越小，抗?jié)B性越好。（4）固結(jié)體耐久性3.3常用漿液的特點和性能3.3.1普通水泥漿液普通水泥作為注漿材料具有結(jié)石體強度高、抗?jié)B性能較好、材料來源豐富、價格低廉、注漿工藝簡單等優(yōu)點。但由于水泥是顆粒性材料，可灌性差（通常只能注入裂隙寬度大于0.15～0.3毫米的巖層或粗砂以及地下水流速小80～200米/晝夜的條件下），凝膠時間長，漿液早期強度低，強度增長率慢，易沉淀析水等，因而應(yīng)用有一定的局限性，純水泥漿的基本性能見表3-5。為了調(diào)整水泥漿液的凝膠時間，可在漿液中添加速凝劑，常用的是氯化鈣和水玻璃，攙加量：氯化鈣為水泥重量的1～5%，水玻璃為水泥重量的3%以下，純水泥漿添加速凝劑后的性能見表3-6。水泥漿液的水灰比要根據(jù)巖層裂隙、地下水、注漿壓力和注漿設(shè)備能力等來確定，注漿過程中，漿液的水灰比應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場注漿情況不斷變化，一般開始時水灰比較大，逐漸變小。稀漿通常采用的水灰比為2:1,1.5:1,1:1；稠漿為0.8:1～0.6∶1。表3-5普通硅酸鹽水泥純水泥漿的基本性能表3-6速凝劑對水泥漿液性能的影響3.3.2水泥-水玻璃漿水泥-水玻璃漿屬水泥化學(xué)類漿液，簡稱C-S漿，是目前應(yīng)用最為廣泛的一種漿液。水玻璃俗稱泡花堿。其分子式為Na2O·SiO2，一般注漿用水玻璃溶液的模數(shù)M＝2.4～2.8。水玻璃的濃度用“波美度”表示，即“Be′”，實際使用的多為30～45Be′的水玻璃。Be′=145-145/d水泥漿的濃度用水灰比表示，即W/C。是水的重量與水泥重量之比，一般注漿常用水灰比：W／C＝1.5：1～0.6∶1。W/C值愈大，漿愈稀，凝膠時間愈長，結(jié)石體強度愈低；反之，漿愈稠，凝膠時間愈短，結(jié)石強度愈高，但可注性愈差。C-S雙液漿配合比，即C:S是水泥漿的體積與水玻璃的體積之比。C:S用多大為好，應(yīng)依據(jù)巖層裂隙大小，滲透性系數(shù)大小，鉆孔涌水量或吸水量的大小以及預(yù)期的注漿范圍、擴散半徑等因素，根據(jù)試驗或依照經(jīng)驗來確定。一般用C∶S＝1∶0.4～1∶1，在此范圍內(nèi)，混合漿液的凝膠時間合適，漿液結(jié)石體強度較高，特別是早期強度(三天)較高。凝膠時間是從兩種漿液混合時開始到混合漿液停止流動為止的時間，它是注漿的一個重要參數(shù)，合適的凝膠時間可使注漿取得滿意的效果，在裂隙發(fā)育，涌水量大的巖層注漿，宜用較短的凝膠時間：反之，凝膠時間則應(yīng)延長。在同一次注漿里，先注的漿液凝膠時間應(yīng)稍長，后注的應(yīng)稍短。影響凝膠時間的主要因素有水泥漿的水灰比、水玻璃的濃度、兩種漿液的體積比、漿液的溫度、水溫、水泥質(zhì)量、齡期等。W/C愈小，凝膠時間愈短，反之則長。Be′＝30～50時，Be′愈小，凝膠時間愈短，反之則長。C∶S＝1：0．3～1∶1時，S愈小，凝膠時間愈短，反之則長。但是S漿的用量最低不能小于C漿的0．3倍，否則，漿液的早期強度低，注漿時易被水沖走。漿液溫度愈高，凝膠時間愈短，反之則長。漿液結(jié)石體的強度也是漿液的主要性能指標(biāo)之一，也是關(guān)系到注漿質(zhì)量的一個重要因素，影響結(jié)石體強度的主要因素有W/C、Be′、C∶S等。注漿的目的是堵水和加固圍巖，而影響C-S漿液的凝膠時間和結(jié)石體強度的因素很多，在注漿施工時，一定要根據(jù)工程的特點和具體情況選擇最適宜的配比。為此，注漿前應(yīng)先進行各項試驗并在注漿過程中不斷調(diào)整。在注漿施工中，凝膠時間的調(diào)節(jié)主要是通C∶S的值和外加劑摻量來實現(xiàn)的。C-S雙液注漿用的外加劑，主要用磷酸氫二鈉(Na2HP04)起緩凝作用，摻量一般在水泥用量的3％以內(nèi)。3.3.3常用注漿材料性能及適用條件表3-7常用注漿材料的性能對比及適用條件材料名稱優(yōu)點缺點使用范圍普通水泥單液漿①可滲透注入0..5mm的的裂隙和及及平均粒徑徑1mm以上上的砂子；；②凝膠時間長，具具有較長的的可注期。注注漿時能夠夠得到較大大的注漿量量和注漿加加固范圍。③膠結(jié)體具有較高高的抗壓、抗抗剪強度，能能有效地提提高地層的的承載能力力。④材料來源豐富，價價格較低；；①凝膠時間不易調(diào)調(diào)節(jié)，初凝凝時間長，抗抗分散性能能差，易被被地下水稀稀釋，影響響其強度和和堵水性能能，因而不不宜在水壓壓高、流速速大的條件件下采用。②顆粒粒徑大，在在致密的粘粘土和砂層層中及微小小裂隙條件件下滲透困困難。③收縮率較大，不不宜在對堵堵水要求很很高的條件件下采用。適用于節(jié)理、裂裂隙、溶隙隙發(fā)育地層層、巖溶管管道及中粗粗砂、砂礫礫石地層。要要求水量小小、水壓低低、裂隙寬寬，砂層顆顆粒直徑大大等地質(zhì)條條件下注漿漿。超細水泥單液漿①可灌性強，滲透透注漿時能能注入寬度度大于0..05mmm的裂縫和和平均粒徑徑0.1～0.2mmm的細砂層層中；②，具有早強、高高強的特點點，固結(jié)體體抗壓、抗抗剪強度較較高，能得得到好的注注漿加固效效果；③顆粒粒徑小，在在溶洞充填填物中，特特別是致密密砂層和粘粘土層中中中能得到較較好的堵水水和加固效效果。①終凝時間較長，受受地下水稀稀釋影響，對對其凝膠性性能會產(chǎn)生生影響，因因而在水壓壓高、流速速大條件下下會有一定定的漿液損損失；②水灰大時，漿液液略有收縮縮；③價格較高。適宜于各種地層層的注漿加加固，特別別是致密的的粉細砂層層、粘土地地層等充填填性溶洞地地層應(yīng)采用用該種注漿漿材料。超細型HSC漿漿和TGRM漿①具有較好的抗分分散性、能能有效地控控制注漿區(qū)區(qū)域，適宜宜在高水壓壓、大流速速大的條件件下注漿施施工；②具有早強、高強強、高抗?jié)B滲、流動度度大的特點點，對提高高地層的承承載能力效效果顯著；；③具有微膨脹性，膠膠結(jié)后，能能有效地封封堵住各種種出水通路路，注漿后后堵水效果果好。①水灰比大時，抗抗分散性能能差；②凝膠時間太短時時，可注性性和可操作作性變差；；③價格較高。適宜于各種地層層的注漿加加固，特別別是致密的的粉細砂層層、粘土地地層等充填填性溶洞地地層應(yīng)采用用該種注漿漿材料。普通水泥-水玻玻璃雙液漿漿①可滲透注入裂隙隙為0.22mm以上上的巖體或或平均粒徑徑為0.55mm以上上的砂層，可可注性較好好。②凝膠時間短且容容易控制，具具有早強的的特點，③漿液配制容易，使使用方便，價價格中等。①膠結(jié)體后期強度度低，受水水長期浸泡泡容易分解解；②膠結(jié)體收縮率大大，對堵水水不利；③膠結(jié)體耐久性差差，對長期期堵水和加加固圍巖不不利。④具有弱腐蝕性，對對操作人員員健康不利利。適用于臨時堵水水、加固圍圍巖和控制制注漿加固固范圍以及及止?jié){墻滲滲漏時的快快速封堵。4注漿機理4.1概述注漿是人工或機機械的方法法將漿液壓壓入地層中中，以驅(qū)逐逐地下水，并并在空隙中中流動、擴擴散、凝膠膠，最后形形成固體堵堵水帷幕的的過程。要要獲得良好好的注漿效效果，其一一應(yīng)掌握受受注地層的的地質(zhì)和水水文地質(zhì)情情況，掌握握地下水的的運動規(guī)律律；其二要要了解漿液液特性，并并研究漿液液在地層中中流動擴散散的規(guī)律。前前者是地下下水動力學(xué)學(xué)研究的內(nèi)內(nèi)容，后者者是正在形形成的注漿漿理論。注漿理論是研究究漿液在巖巖土空隙中中的運動規(guī)規(guī)律，揭示示地質(zhì)條件件、漿材性性質(zhì)和工藝藝技術(shù)之間間的相互關(guān)關(guān)系，為注注漿設(shè)計和和現(xiàn)場施工工提供科學(xué)學(xué)的理論依依據(jù)。在一般情況下，漿漿液在地層層中的運動動規(guī)律和地地下水的運運動規(guī)律相相似，只不不過漿液的的流變性不不同，運動動阻力復(fù)雜雜。因此，地地下漿體力力學(xué)與地下下水力學(xué)同同屬一個科科學(xué)范疇，但但前者相關(guān)關(guān)因素更多多，難度更更大，因為為許多漿體體都屬于賓賓漢流體，且且粘度會隨隨注漿時間間而增加，當(dāng)當(dāng)采用粒狀狀漿材時，不不穩(wěn)定懸浮浮漿液在一一定條件下下會在空隙隙中發(fā)生顆顆粒沉淀，從從而使?jié){體體的流動規(guī)規(guī)律大大改改變。粘稠漿液由于屬屬于非牛頓頓體，其擴擴散規(guī)律在在不同地層層和壓力下下表現(xiàn)不同同，歸納起起來可分為為滲透注漿漿、壓密注注漿、劈裂裂注漿三種種注漿理論論，如圖4-1所示。圖4-1漿漿液的三種種擴散形式式4.2滲透注注漿在注漿壓力作用用下，漿液液克服各種種阻力而滲滲入巖體的的孔隙、裂裂隙，使巖巖土孔隙、裂裂隙中存在在的氣體和和水被排擠擠出去，漿漿液充填孔孔隙或裂隙隙，形成較較為密實的的固化體，從從而使地層層的滲透性性減小，強強度得到提提高。注漿漿壓力越大大，吸漿量量及漿液擴擴散距離就就越大。這這種理論假假定，在注注漿過程中中地層結(jié)構(gòu)構(gòu)不受擾動動和破壞，所所用的注漿漿壓力相對對較小。對于粒狀漿材（如如水泥、膨膨潤土等），僅僅能注入細細砂及以上上的土層中中不小于00.1mmm的孔隙或或?qū)挾却笥谟?.1mmm的裂隙隙；對于化化學(xué)漿材，僅僅能注入粉粉土及以上上地層（滲滲透系數(shù)kω＝10-4ccm/s，粒徑為為0.011mm）中中。4.3壓密注注漿通過鉆孔向土層層中壓入濃濃漿（水灰灰比0.6::1或更?。?，隨隨著土體的的壓密和漿漿液的擠入入，將在壓壓漿點周圍圍形成燈泡泡形空間的的漿泡，通通過漿泡擠擠壓鄰近的的土體，使使土體被壓壓密，承載載力得到提提高，并因因漿液的擠擠壓作用而而產(chǎn)生輻射射狀的抬力力，從而引引起地層局局部隆起，許許多工程利利用這一原原理糾正了了地面建筑筑物的不均均勻沉降。壓密注漿的最大大優(yōu)點是它它對于軟弱弱土層能起起到壓密作作用。壓密密注漿一般般用于粉細細砂地層中中，也可用用于有充分分排水條件件的粘土和和飽和粘性性土，此外外，還可以以用來調(diào)整整不均勻沉沉降，進行行糾偏托換換，以及在在大開挖或或隧道開挖挖時對鄰近近土體進行行加固，但但在加固段段埋深小于于1～2m時，加固固質(zhì)量很難難保證，除除非其上原原有建筑物物能提供約約束。4.4劈裂注注漿劈裂注漿是漿液液在注漿壓壓力作用下下克服地層層的初始應(yīng)應(yīng)力和抗拉拉強度，引引起巖石或或土體結(jié)構(gòu)構(gòu)的破壞和和擾動，使使地層中原原有的孔隙隙或裂隙擴擴張，或形形成新的裂裂縫或孔隙隙，從而增增加地層的的可注性和和漿液的擴擴散距離。這這種注漿所所用的注漿漿壓力相對對較高。由于劈裂注漿是是通過漿脈脈來擠壓和和加固鄰近近土體的，雖雖然漿脈壓壓力較小，但但與土體的的接觸面卻卻很大，且且遠離注漿漿孔處的漿漿脈壓力與與注漿孔相相差不大。因因此，劈裂裂注漿適合合于大體積積土體的加加固，在斷斷層帶的軟軟弱巖層中中或軟、硬硬巖層的界界面處，效效果最為明明顯。4.5注漿壓壓力控制“注漿壓力的控制制”在國內(nèi)外外一直存在在兩種相反反觀點和爭爭論。一種種是“盡可能提提高注漿壓壓力”，另一種種則是“注漿壓力力盡可能小小”，各有其其理由。清清華大學(xué)周周維垣根據(jù)據(jù)現(xiàn)場試驗驗、取樣檢檢測試驗并并根據(jù)注漿漿壓力及巖巖溶結(jié)構(gòu)運運動有限元元法計算巖巖溶受力情情況，提出出了高壓注注漿能提高高巖體結(jié)構(gòu)構(gòu)的整體性性、密實性性、抗?jié)B性性的機制：：（1）在不破壞巖石石整體性的的前提下，高高壓水泥注注漿能夠啟啟縫充填水水泥漿。（2）使用高壓注漿漿，可使巖巖溶壓縮，并并殘存著側(cè)側(cè)向壓力，從從而提高了了巖溶的強強度，并隨隨著深度而而增加。（3）巖溶結(jié)構(gòu)經(jīng)注注漿處理后后，出現(xiàn)了了較大的改改變，與水水泥注漿接接觸區(qū)出現(xiàn)現(xiàn)許多鈣化化區(qū)，構(gòu)成成支持結(jié)構(gòu)構(gòu)。（4）電鏡掃描的微微觀結(jié)構(gòu)分分析，表明明了注漿前前后的孔隙隙及顆粒排排列方式的的不同，注注漿前以架架空孔隙為為主，容易易變形失穩(wěn)穩(wěn)；注漿后后裂隙成了了鑲嵌結(jié)構(gòu)構(gòu)，空隙較較小，不易易受振動而而變形。4.6地層可可注性理論論4.6.1粒粒狀介質(zhì)可可注性粒狀介質(zhì)可注性性用可注比比表示?！?5≥8式中：——土體體顆粒分析析試驗求得得的粒徑級級配曲線中中15％和10％的顆粒粒直徑；———根據(jù)漿材材顆粒分析析試驗求得得的粒徑級級配曲線中中85％和95％的顆粒粒直徑；顆粒級配及細顆顆粒含量控控制注漿效效果，因此此可按圖4-2和表4-1判斷可注注性和注何何種漿液。圖4-2粒狀介介質(zhì)注漿適適用范圍表4-1粒狀介介質(zhì)可注性性平價表4.6.2裂裂隙介質(zhì)可可注性巖體裂隙可注性性是裂隙寬寬度應(yīng)大于于注漿材料料最粗顆粒粒直徑的3倍以上。我我國普通水水泥中主要要成分的顆顆粒直徑約約為50μm，最粗的的達80μm。注水泥泥漿時，巖巖體裂隙的的極限寬度度為0.224mm；；用超細水水泥注漿時時，巖體裂裂隙的最小小寬度為00.1mmm，見圖4-3。圖4-3漿液可可注的裂隙隙寬度5注漿系統(tǒng)統(tǒng)和注漿方方式5.1注漿系系統(tǒng)根據(jù)注漿目的和和使用的材材料、設(shè)備備，注漿系系統(tǒng)大致可可分為單液液單系統(tǒng)、雙雙液單系統(tǒng)統(tǒng)和同步注注入型雙液液雙系統(tǒng)和和交替注入入型雙液雙雙系統(tǒng)四種種。見圖5-1。圖5-1漿液注注入系統(tǒng)示示意圖（1）單液單系統(tǒng)就是單液注漿。將將漿液各組組分按規(guī)定定配比進行行攪拌混合合后，通過過注漿泵壓壓入地層的的方法，它它要求漿液液凝膠時間間較長，適適用于地層層裂隙大，水水量小的地地層，多用用于加固注注漿。（2）雙液單系統(tǒng)：：它的特點是兩種種漿液通過過注漿泵后后按一定的的比例，在在混合器處處混合后，再再注入地層層。它適用用于堵水或或加固地層層的注漿，對對于漿液凝凝膠時間有有一定要求求的宜用此此系統(tǒng)。（3）同步注入型雙雙液雙系統(tǒng)統(tǒng)：同步注入型雙液液雙系統(tǒng)是是將兩種漿漿液分別通通過各自得得注漿泵，按按一定的比比例壓入埋埋入地層中中的兩個注注漿管中（雙雙重管），兩兩種漿液在在進入地層層內(nèi)后混合合。（4）交替注入型雙雙液雙系統(tǒng)統(tǒng)：交替注入型雙液液雙系統(tǒng)法法是將兩種種漿液分別別通過各自自的注漿泵泵，按一定定的比例交交替壓入地地層的注入入方法。對于漿液凝膠時時間很短的的注漿，在在大動水條條件下的堵堵水注漿，宜宜用雙液雙雙系統(tǒng)。5.2注漿方方式5.2.1按按注漿施工工時間分注漿方式按時間間先后可分分為預(yù)注漿漿和后注漿漿。預(yù)注漿漿又可分為為分段式預(yù)預(yù)注漿和全全孔一次式式注漿。（1）預(yù)注漿是指在地下工程程施工之前前，預(yù)先進進行注漿加加固充填裂裂隙，減少少涌水，加加固圍巖以以利施工的的方法，預(yù)預(yù)注漿根據(jù)據(jù)工作地點點的不同又又可分為地地面預(yù)注漿漿和工作面面預(yù)注漿兩兩種。（2）后注漿是在地下工程開開挖后，為為減少滲水水或涌水，充充填或加固固支護本身身或圍巖以以改善支護護或圍巖的的抗?jié)B性和和提高強度度的方法。5.2.2按按注漿過程程分（1）分段注漿可分為分段前進進式和分段段后退式注注漿兩種。在在一個設(shè)計計的注漿段段長內(nèi)，分分開若干段段分別進行行注漿。即即所謂分段段式注漿。由由孔口起，往往里分段注注漿，稱分分段前進式式；反之，由由孔底往孔孔口分段注注漿，則稱稱為分段后后退式。分分段前進式式注漿，適適用于水量量大且集中中，地層裂裂隙不均勻勻，巖石破破碎，易坍坍孔，鉆進進困難的地地層。分段段后退式注注漿，需要要依靠止?jié){漿塞來實現(xiàn)現(xiàn)，適用于于水量小且且分散，易易成孔的地地層。①前進式分段注漿漿前進式分段注漿漿施工工藝藝，即在施施工中，實實施鉆一段段、注一段段，再鉆一一段、再注注一段的鉆鉆、注交替替方式進行行鉆孔注漿漿施工。每每次鉆孔注注漿分段長長度3～5m。前進式式分段注漿漿可采用水水囊式止?jié){漿塞或孔口口管法蘭盤盤進行止?jié){漿。前進式式分段注漿漿鉆孔注漿漿施工模式式圖解如圖圖5-2。圖5-2前進進式分段鉆鉆孔注漿施施工模式圖圖②后退式分段注漿漿TSS管補充注注漿施工采采取后退式式分段注漿漿施工工藝藝。TSS管采用φ42mmm、δ=3mm焊接接鋼管加工工制作。TSS管前端加加工成尖錐錐狀并封死死，在TSS管周體垂垂直鉆設(shè)φ6～8mm的溢溢漿孔，然然后采用洗洗刀在溢漿漿孔位置洗洗出φ10～12mmm的臺階孔孔，采用膠膠粘劑將貼貼片粘在溢溢漿孔的洗洗孔位置，這這樣形成單單向袖閥管管，從而滿滿足后退式式分段注漿漿施工工藝藝要求。進行TSS管后退式式分段注漿漿施工時，首首先將TS-D止?jié){塞及及其它配套套裝置放入入TSS管中，對對底部一個個注漿分段段段長進行行注漿施工工，第一分分段注漿完完成后，反反時針旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)芯管上的的TS-C頂桿螺母母，使止?jié){漿塞恢復(fù)到到原狀。將將芯管后退退一個分段段長度進行行第二分段段注漿，如如此下去，直直到將整個個注漿段完完成。后退退式分段注注漿鉆孔注注漿施工模模式圖解如如圖5-3。圖5-3后退退式分段鉆鉆孔注漿施施工模式圖圖（2）全孔一次性注注漿其特點就是在設(shè)設(shè)計的一個個注漿段長長內(nèi)，先鉆鉆孔，然后后在孔口設(shè)設(shè)置止?jié){設(shè)設(shè)備進行注注漿。它工工藝簡單，工工作量較小小，但效果果不如分段段式好，易易造成漿液液在地層的的不均勻擴擴散，它適適用于裂隙隙不甚發(fā)育育，但分布布均勻，含含水量較小小的巖層。全全孔一次性性注漿鉆孔孔注漿施工工模式圖解解如圖5-4。圖5-4全孔孔一次性鉆鉆孔注漿施施工模式圖圖5.2.3按按注漿管形形狀分（1）鉆桿注漿工法法鉆桿注漿法就是是直接利用用鉆機鉆孔孔的鉆桿作作為注漿管管從鉆桿前前端注漿的的方法，根根據(jù)鉆桿的的不同又可可分為單管管鉆桿注漿漿工法和雙雙重管鉆桿桿注漿工法法。①單管鉆桿注漿工工法鉆桿為單層管，該該法作業(yè)簡簡便、效率率高，但在在垂直注漿漿中應(yīng)用較較多，在水水平注漿中中應(yīng)用較少少。鉆桿和和地層間空空隙的充填填密封，是是通過鉆孔孔結(jié)束后立立即注漿的的漿液來實實現(xiàn)的。見見圖5-5。圖5-5鉆桿注注漿工法示示意圖②雙重管鉆桿注漿漿工法雙重管鉆桿為內(nèi)內(nèi)外兩層，且且在鉆桿前前端裝置具具有特殊構(gòu)構(gòu)造的前端端注漿部，鉆鉆孔后，可可通過內(nèi)外外管起到兩兩種漿液的的壓送、混混合及注漿漿。此法可可采用雙液液雙注式的的方法，采采用瞬凝漿漿液可改善善注漿管周周圍的密封封效果，從從而提高注注漿效果。雙雙重管鉆桿桿注漿系統(tǒng)統(tǒng)見圖5-6。圖5-6雙重管管鉆桿注漿漿系統(tǒng)（2）雙層管雙環(huán)塞塞注漿工法法（袖法管管注漿）該法是在鉆孔成成形后，拔拔出鉆桿撤撤走鉆機，然然后向鉆孔孔中插入一一根套管（也也稱外管）。該該套管每隔隔33～50cm開又小孔孔（即注漿漿孔）?？卓卓谕鈧?cè)用用橡膠圈包包好，橡膠膠圈起單向向閥作用。注注漿時把兩兩端都裝有有密封拴塞塞得注漿芯芯管插入上上述外管內(nèi)內(nèi)，在注漿漿壓力作用用下漿液從從兩組拴塞塞得中間經(jīng)經(jīng)噴射口脹脹開橡膠圈圈進入地層層，逐次提提升或下降降芯管，可可實現(xiàn)逐段段分層注漿漿。工作原原理和施工工順序見圖圖5-7和5-8。圖5-7雙環(huán)塞塞注漿原理理圖5-8雙層管管雙環(huán)塞注注漿工法施施工順序（3）花管注漿花管注漿是在鉆鉆孔成形后后，拔出鉆鉆桿，插入入一段為尖尖型，管身身上開有許許多小孔的的注漿管，然然后進行注注漿的方法法。見圖5-9。圖5-9注漿漿花管示意意圖5.3隧道工工作面預(yù)注注漿堵水的的特點和要要求隧道是一狹長縱縱向延伸的的工程。洞洞內(nèi)場地狹狹窄、通風(fēng)風(fēng)、照明條條件較差，地地質(zhì)預(yù)測預(yù)預(yù)報的準(zhǔn)確確性不易保保證。注漿漿要占用一一個作業(yè)面面，其時正正常的開挖挖，支護作作業(yè)必須停停止。注漿漿的目的是是在洞室周周邊形成一一定厚度的的帷幕，一一方面阻隔隔地下水流流人隧道內(nèi)內(nèi)，同時營營造一個受受力環(huán)，防防止隧洞坍坍塌，以期期加大開挖挖進尺，提提高掘進速速度。因此此，隧道注注漿有以下下要求。（1）地質(zhì)水文資料料要準(zhǔn)確。在在鉆孔時要要進行涌水水量、涌水水位置、涌涌水壓力的的測試以及及對巖芯的的測定分析析。（2）注漿設(shè)計要根根據(jù)實際情情況不斷修修改完善，做做到切合實實際。（3）鉆孔的開孔位位置和鉆孔孔方向要精精確。（4）漿液凝膠時間間要適當(dāng)，通通過泵對漿漿液配比的的控制要準(zhǔn)準(zhǔn)確，注漿漿要盡可能能地連續(xù)，應(yīng)應(yīng)有足夠注注入量。（5）要確保止?jié){措措施的有效效和安全。（6）要注意防塵、通通風(fēng)、照明明，保證用用電的安全全。（7）作業(yè)人員必須須操作熟練練，具備較較強的應(yīng)變變能力。（8）工序銜接要緊緊湊，有防防止意外突突發(fā)性事故故的措施。6注漿機械設(shè)備6.1鉆孔機械械在隧道作業(yè)面預(yù)預(yù)注漿，場場地狹窄。注注漿孔是按按傘形輻射射狀布置的的，因此要要求鉆機體體積小、重重量輕、方方便靈活；；左右的鉆鉆孔角度較較大(最好是+90°～-90°°)，鉆孔的的鉆進能力力要略大于于注漿段長長，一般不不小于60米。不宜用用由內(nèi)燃機機驅(qū)動的機機械，以免免污染洞內(nèi)內(nèi)空氣。注漿采用的鉆機機與地質(zhì)鉆鉆機相同，分分三大類：：回轉(zhuǎn)式、回回轉(zhuǎn)沖擊式式、沖擊式式。根據(jù)隧隧道斷面面面積、注漿漿孔大小、深深度、角度度、地質(zhì)情情況、注漿漿工藝等綜綜合考慮選選用。常用用鉆機的性性能見表6-1。表6-1鉆機性能能表鉆機型號MK-5MKD-5S意大利C-6日本礦研RPDD-1500鉆孔深度（m）400100/35006080atφ2225(Maax.1550atφ65)鉆孔直徑(mmm)5094/200Max14065～170(maxx.2255)鉆孔傾角0～±90°0～±90°0～±360°0～±360°回轉(zhuǎn)速度（r//min）10～30010～300Max530Max80最大扭矩（N··m）185018501355023000給進能力（kNN）40105350～60起拔能力（kNN）407363.560給進速度（m//s）0.50～0.220～0.1起拔速度（m//s）0.50～0.32給進行程（mmm）120060022502760功率（kW）303798111重量（t）1.52.513.512圖6-1MK--5系列鉆機機圖6-2意大大利C-6鉆機圖6-3礦研RPD-1150C鉆鉆機6.2注漿泵泵注漿泵是注漿作作業(yè)最重要要的設(shè)備之之一，它應(yīng)應(yīng)有足夠的的壓力和排排量，并且且能連續(xù)工工作，能隨隨時、隨意意調(diào)節(jié)注漿漿壓力和注注漿排量，能能準(zhǔn)確地控控制配比。目目前國內(nèi)注注漿泵主要要有了鎮(zhèn)江江產(chǎn)ZBSB系列、遼遼寧葫蘆島島市產(chǎn)2TGZ系列、河河北柏鄉(xiāng)產(chǎn)產(chǎn)KBY系列注漿漿泵等，總總的看來，國國產(chǎn)設(shè)備配配套能力差差，配比控控制不便。日日產(chǎn)HFV--5D型和PF-400A雙液注注漿泵，具具有能連續(xù)續(xù)工作、隨隨意調(diào)節(jié)壓壓力和排量量，能準(zhǔn)確確地控制配配比等優(yōu)點點。瑞典產(chǎn)產(chǎn)的ZBE--02型注漿泵泵，是電動動的單液注注漿泵，小小巧靈活，排排量0～90ll/minn，壓力0～10MPPa；操作簡簡單，若是是雙液注漿漿，可用兩兩臺泵配套套，但其配配比不易準(zhǔn)準(zhǔn)確地控制制。國內(nèi)目目前常用注注漿泵介紹紹如下。（1）KBY系列注漿漿泵KBY系列注漿漿泵為全液液壓單缸雙雙作用往復(fù)復(fù)式活塞泵泵，即可實實現(xiàn)單液注注漿又可實實現(xiàn)雙液注注漿，可按按注漿工藝藝用油壓設(shè)設(shè)定最高限限壓。其主主要技術(shù)參參數(shù)見表6-2。表6-2KBYY注漿泵技技術(shù)參數(shù)（2）ZBSB系列注注漿泵ZBSB系列注注漿泵為雙雙缸雙作用用活塞泵，可可進行單液液和雙液注注漿，四檔檔變速，雙雙液比例為為1：1，其常用用泵的參數(shù)數(shù)見表6-3。表6-3ZBSSB注漿泵技技術(shù)參數(shù)2ZBYSB－－200～50/5～15－37型煤礦用用液壓注漿漿泵是在原原日本HFV－C型泵的基基礎(chǔ)上改進進而成，輸輸入功率由由原來的22KW升至37KW，注漿輸輸出壓力由由12Mppa增至15Mppa，流量也也有所提高高。去除了了原電控系系統(tǒng)，并優(yōu)優(yōu)化液壓系系統(tǒng)，形成成全液壓控控制，能實實行雙漿液液任意配比比。漿缸有有桿腔與無無桿腔的出出漿流量單單位時間內(nèi)內(nèi)相等，且且雙缸能獨獨立調(diào)節(jié)，均均能實行恒恒功率可調(diào)調(diào)節(jié)的恒功功率輸送，形形成穩(wěn)壓注注漿。圖6-42ZZBYSBB－200～50/5～15－37注漿泵和和液壓泵站站（3）2TGZ系列注注漿泵2TGZ系列雙雙液調(diào)速高高壓注漿泵泵，可同時時注水泥-水玻璃漿漿液及其他他化學(xué)漿液液，技術(shù)參參數(shù)見表6-4。表6-42TGGZ系列注漿漿泵參數(shù)（4）YGZ系列注漿漿泵（5）SYB-90型型雙液變比比化學(xué)灌漿漿泵西安探礦機械廠廠生產(chǎn)，采采用液壓驅(qū)驅(qū)動、程序序控制、計計量顯示、機機電液一體體化、技術(shù)術(shù)先進。具具有高壓雙雙液變比化化學(xué)灌漿與與單液無級級變量高壓壓注漿兩種種功能，見見表6-5。表6-5性能參參數(shù)參數(shù)SYB-90型型雙液變比比泵ZJB/BP--30ZJB/BP--50柱塞直徑63mm45mm35mm工作行程360mm100mm100mm流量(15-50)LL/minn0-110L／mmin0-70L／miin最高工作壓力40MPa30Mpa50Mpa額定功率2×45KW55KW55KW總重量3200Kg1350kg1350kg外形尺寸3205×5770×77702280×10056×99002280×10056×9900圖6-6SYBB-90型雙液變變比泵圖6-7ZJB//BP-330高壓注漿漿泵（6）ZJB/BP--30（50）高壓注注漿泵西安探礦機械廠廠生產(chǎn)，采采用先進的的高變頻調(diào)調(diào)速技術(shù)無無級調(diào)速，零零起動運行行平穩(wěn)，對對電網(wǎng)無沖沖擊，保護護裝置完備備、安全、節(jié)節(jié)能、結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單，操操作方便，施施工效率高高，變頻高高壓注漿泵泵基本工作作型式為臥臥式往復(fù)單單作用三柱柱塞泵。性性能參數(shù)見見表6-5。6.3攪拌機機常用的有機械攪攪拌、噴流流攪拌和氣氣壓攪拌三三種。機械械攪拌是利利用葉片在在拌漿筒中中高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，使?jié){液液混合均勻勻。噴流攪攪拌是利用用安裝在拌拌漿筒外側(cè)側(cè)的泥漿泵泵，不斷從從筒底部吸吸取漿液，從從筒上部噴噴出漿液，使使?jié){液混合合均勻。氣氣壓攪拌是是將風(fēng)管道道入拌漿筒筒中，利用用氣流使?jié){漿液混合均均勻。施工工中最常用用的是前兩兩種。實踐踐表明采用用高速攪拌拌機對漿液液的性能有有很大改進進。（1）宜昌黑旋風(fēng)高高速攪拌機機ZJ-250～～800系列制漿漿機是灌漿漿工程中漿漿液制配的的專用設(shè)備備，具有制制備砂漿及及水泥漿功功能，其不不僅制漿時時快（3分鐘完成成一桶）且且具備一定定的送漿能能力。轉(zhuǎn)速速在1400日/min。表6-6主要技技術(shù)參數(shù)參數(shù)\型號ZJ-250ZJ-400ZJ-800公稱容積(l)250400800許用水灰比0.5：10.5:10.5：1電動機功率(kw)5.57.515制漿時間(min)333重量(含動力、kg))310450680外形尺寸(mm)1200×8550×133001350×11150×114601725×14438×11848（2）LSJ型系列旋旋流立式高高速攪拌機機由中國水電基礎(chǔ)礎(chǔ)局科研所所研制，是是用于攪拌拌各種漿液液的專用設(shè)設(shè)備。它可可根據(jù)水泥泥漿液的水水灰比來控控制水泥、水水、外加劑劑等的投入入量；同時時也可用于于攪拌膨潤潤土漿及帶帶有一定粒粒徑（d≤5mm）的的漿液。LSJ系列旋流流立式高速速攪拌機主主要由攪拌拌罐、高速速泥漿泵、電電機、管路路和閥門等等組成。其其中攪拌罐罐底部與泵泵的吸入口口相連，泵泵的排出管管以切線方方向連接攪攪拌罐，并并在其中安安置兩個旋旋塞，當(dāng)打打開不同的的旋塞時，便便可以實現(xiàn)現(xiàn)攪拌漿液液和排出漿漿液的不同同工作狀態(tài)態(tài)。固液兩兩相物質(zhì)在在泵殼內(nèi)由由于葉輪的的高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)（14300r/mmin～14700r/miin）而被強強烈攪拌分分散而達到到充分混合合后，再從從泵內(nèi)排出出以切線方方向返流到到罐內(nèi)產(chǎn)生生巨大的渦渦流，使?jié){漿液進一步步攪拌，在在多次循環(huán)環(huán)作用下使使?jié){液具備備良好的流流變性能及及穩(wěn)定性，由由此而攪拌拌成漿液。圖6-8立式式高速攪拌拌機（3）LJ-200攪攪拌機該機采用XLDD-1.55-23擺線針齒齒輪行星式式減速機，電電機功率1.5千瓦，減減速比1/23，轉(zhuǎn)數(shù)63轉(zhuǎn)/分，容積積0.2立方米，旋旋轉(zhuǎn)方向為為順時針。見見圖6-9。圖6-9LJ--200攪拌機圖6-100LJ--300攪拌機（4）LJ-300攪攪拌機LJ―300型型攪拌機是是一種立式式筒型結(jié)構(gòu)構(gòu)的專用機機械。主要要由電機、擺擺線針輪減減速器、筒筒體、攪拌拌翼、進料料隔柵、排排漿閥門等等組成。見圖6-10。容量:300L；轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速:85rr/minn；排漿口口外徑:60mmm；額定往往復(fù)次數(shù)(minn-1)::20；外形尺尺寸(mm)::11655*7700*13885；質(zhì)量(kg):15556.4混合器采用雙液注漿時時，使兩種種漿液混合合的裝置就就是混合器器?；旌掀髌饕ＷC兩兩液混均勻勻，防止互互相串漿引引起管路堵堵塞，流通通阻力要小小，過漿斷斷面應(yīng)與泵泵的排量相相適應(yīng)，能能夠承受最最大的注漿漿壓力，還還要便于使使用后的拆拆卸清洗，常常使用的是是T型混合器器。6.5注漿管及及孔口裝置置管路系統(tǒng)包括輸輸漿管和注注漿管。其其作用除輸輸送漿液外外，還要起起到防止?jié){漿液倒流的的作用，輸輸漿用無縫縫鋼管和高高壓膠管。硬硬管用于運運距離輸漿漿，注漿管管由內(nèi)管、外外管、止?jié){漿塞等組成成。孔口裝置主要包包括孔口管管、孔口壓壓力表、閥閥門等?？卓卓诠艿淖髯饔靡皇墙o給注漿鉆孔孔導(dǎo)向，二二是防止鉆鉆孔時發(fā)生生大突水，三三是防止孔孔口坍塌和和注漿時發(fā)發(fā)生串漿，保保證注漿作作業(yè)順利進進行，孔口口管長一般般為3米，安裝時時，用麻絲絲纏好塞入入孔內(nèi)，同同時灌漿充充填管與巖巖壁之間的的空隙。6.6計量儀儀表在注漿施工中，掌掌握注漿壓壓力和注漿漿量這兩個個重要參數(shù)數(shù)對于保證證注漿質(zhì)量量十分必要要。主要通通過壓力表表和流量計計來記錄。壓壓力表一般般需要設(shè)置置在泵口和和孔口，以以監(jiān)測泵的的工作狀況況和孔內(nèi)注注漿壓力的的變化情況況。最好使使用抗震壓壓力表。流流量計一般般設(shè)置在輸輸漿管路中中，可直接接測量注漿漿量，目前前常用的是是電磁流量量計。要求求在需要的的任何時刻刻測量顯示示并記錄注注漿壓力和和流量狀況況。如果條條件許可時時，采用注注漿自動記記錄裝置最最好，常用用的自動記記錄裝置有有中國水電電基礎(chǔ)局有有限公司科科學(xué)技術(shù)研研究所和天天津大學(xué)研研制的J31C-T智能灌漿漿記錄儀、長長江科學(xué)院院研制的GJY--2注漿自動動記錄儀。表6-7流量量計型號及及參數(shù)6.7止?jié){塞塞止?jié){塞主要用于于鉆孔孔壁壁堅硬的裂裂隙巖體注注漿，袖套套內(nèi)注漿，它它起隔離作作用，防止止?jié){液沿空空孔口溢出出，是實現(xiàn)現(xiàn)分段注漿漿的器具。止止?jié){塞形式式很多，有有機械式止止?jié){塞、橡橡皮囊氣脹脹及水脹式式、單塞和和雙塞等。圖6-11機械械式止?jié){塞塞圖6-12氣氣脹式止?jié){漿塞7注漿設(shè)計7.1調(diào)查與試試驗由于注漿的對象象是千變?nèi)f萬化，極為為復(fù)雜的地地層，目前前的注漿設(shè)設(shè)計還處在在半經(jīng)驗半半理論的階階段。因此此，在注漿漿前進行詳詳細的全面面的調(diào)查試試驗十分重重要，這樣樣能使設(shè)計計更切合實實際，避免免人、財、物物的不必要要浪費，以以達到預(yù)期期的目的。調(diào)查的目的是為為了全面地地、準(zhǔn)確地地了解地質(zhì)質(zhì)情況、水水文情況。了了解其它工工程的注漿漿經(jīng)驗和教教訓(xùn)，為我我們選擇漿漿材、選擇擇機械、確確定注漿方方案、施工工方法提供供依據(jù)。調(diào)調(diào)查的內(nèi)容容主要有：：（1）巖層的性質(zhì)、產(chǎn)產(chǎn)狀、巖石石的抗壓、抗抗剪強度等等。（2）斷層的類型、斷斷裂帶的巖巖性、斷層層寬度、影影響帶寬度度、充填膠膠結(jié)物質(zhì)。（3）地層的節(jié)理裂裂隙寬度，連連通情況，充充填物膠結(jié)結(jié)程度。（4）地下水的類型型、流向、補補給源、水水壓力、水水溫、水量量、水的化化學(xué)成分等等。（5）其他工程的注注漿資料，用用于借鑒與與參考。對于注漿設(shè)計，僅僅僅通過調(diào)調(diào)查收集到到的資料是是很不夠的的，還需要要進行一些些項目的試試驗，以使使設(shè)計更切切合實際。主主要試驗項項目有：（1）巖石的物理力力學(xué)指標(biāo)，如如巖石的抗抗壓、抗剪剪強度和內(nèi)內(nèi)摩擦角試試驗。（2）注水試驗。利利用鉆孔向向巖層注水水，測定在在注水壓力力下的吸水水量，核實實巖石的滲滲透性，作作為選擇漿漿材、配比比及施工方方法的依據(jù)據(jù)。（3）地下水的流向向、流速試試驗，與注注水試驗結(jié)結(jié)合起來進進行，可用用投入染料料的方法測測試。（4）地下水壓力的的測定。采采用鉆孔埋埋設(shè)引水管管安設(shè)壓力力表的方法法測定，便便于確定注注漿壓力。（5）現(xiàn)場注漿試驗驗。在缺乏乏經(jīng)驗、技技術(shù)不熟練練時，進行行現(xiàn)場注漿漿試驗是十十分重要的的。據(jù)調(diào)查查資料，先先做一個試試驗設(shè)計方方案，然后后選擇相同同或相似的的地質(zhì)區(qū)段段進行現(xiàn)場場實施并作作取樣分析析，以檢驗驗、修改設(shè)設(shè)計參數(shù)，確確定施工工工藝。7.2注漿設(shè)計計7.2.1設(shè)計計項目（1）注漿有效范圍圍的確定。（2）注漿段長、止止?jié){盤厚度度及注漿孔孔、檢查孔孔的布置。（3）漿液材料的選選擇、配合合比和凝膠膠時間的確確定。（4）注漿壓力的確確定。（5）注漿量的估算算。（6）注漿方式的確確定。7.2.2設(shè)計（1）注漿有效范圍圍的確定。巖層的節(jié)理裂隙隙不均勻、不不規(guī)則，漿漿液在巖層層的擴散也也就不是均均勻的。因因此，在注注漿作業(yè)中中，用注漿漿有效范圍圍來表示，也也就是說，在在這個范圍圍內(nèi)，漿液液在巖層裂裂隙內(nèi)充填填、固結(jié)后后的結(jié)石體體，能夠有有效地封堵堵地下涌水水，由于巖巖層的滲透透性能和節(jié)節(jié)理裂隙的的不均勻性性，漿液的的擴散距離離相差甚大大，且與地地下水有密密切的關(guān)系系。到目前前為止，尚尚未有成熟熟的計算公公式能夠準(zhǔn)準(zhǔn)確地反映映上述兩者者的關(guān)系，大大多數(shù)都是是按經(jīng)驗確確定的。一一般取1.5～3倍毛洞直直徑。針對對水壓力的的高低、巖巖石的破碎碎程度及石石質(zhì)的軟硬硬，注漿范范圍可適當(dāng)當(dāng)增減。國內(nèi)礦山井巷道道和隧道注注漿，其有有效范圍也也基本上是是按這個數(shù)數(shù)值考慮的的，即R＝(2～3)r，式中R為注漿有有效半徑，r為毛洞半半徑。（2）注漿段長的確確定和注漿漿孔的布置置根據(jù)地質(zhì)和水文文情況及鉆鉆機的鉆進進能力來確確定注漿段段長。一般般來說，注注漿段長度度大，可節(jié)節(jié)省重復(fù)工工作量，但但是注漿效效果相對差差些。因為為鉆孔長，精精度不易保保證：切割割的裂隙雖雖然多，但但是不均勻勻的程度加加大；此外外，孔長了了，巖粉也也不易沖出出，堵塞裂裂隙，因此此，為了保保證注漿質(zhì)質(zhì)量和盡可可能的減少少不必要的的重復(fù)工作作，注漿段段長一般根根據(jù)經(jīng)驗確確定為15～30米，開挖挖段長12～25米，留3～5作為下段段注漿時止止?jié){巖盤。止?jié){巖盤的作用用是防止下下一注漿段段的地下水水涌向工作作面，防止止下段注漿漿時作業(yè)面面跑漿，起起到一個安安全帽的作作用。一般般情況下，如如果作業(yè)面面的巖石不不是很破碎碎，而且注注漿膠結(jié)充充填效果較較好的話，可可留作止?jié){漿盤，否則則需要做止止?jié){墻。止?jié){巖盤的厚度度應(yīng)根據(jù)巖巖石的抗剪剪強度和裂裂隙發(fā)育程程度以及保保證下段注注漿安設(shè)止止?jié){塞的位位置等加以以確定，同同時要防止止在鉆進時時孔口附近近出大水而而無法注漿漿。其厚度度可參照下下式計算確確定：B=（P00·DO）/（4·L）式中：B——止止?jié){巖盤厚厚度(m)，PPo——注漿最大大壓力(MPa))DO——注漿段毛毛洞寬(m)，L——巖石允許許抗剪強度度(MPa))在注漿漿施工中，止止水巖盤厚厚度要根據(jù)據(jù)巖層的具具體情況進進行調(diào)整。當(dāng)當(dāng)巖層完整整性差，水水壓高，水水量大時，止止水巖盤厚厚度應(yīng)加厚厚，巖層好好的可適當(dāng)當(dāng)減薄，一一般可據(jù)經(jīng)經(jīng)驗式確定定。B＝(0.2～0..3)·LL式中：：L——為注漿段段長。若巖層很破碎，掌掌子面直立立性差，水水壓又很大大時，應(yīng)考考慮打砼止止?jié){墻。砼砼止?jié){墻的的厚度按近近似法計算算確定。B=（P0×100）/（A×D）式中：：P0——最大注漿漿壓力(MPaa)，A——隧道斷面面積(㎡)，D——混凝土的的比重(t／m3)國內(nèi)煤礦部門的的經(jīng)驗數(shù)值值是：Po＜2MPa時，B＝1.0mm，Po=2～5MPa時，BB＝1.5～2.0mmPo＝5～7．5MPa時，BB=2..5～3.0mm。合理地布置鉆孔孔，是提高高堵水率與與保證施工工安全的關(guān)關(guān)鍵，可根根據(jù)注漿范范圍、段長長、漿液擴擴散半徑、巖巖層裂隙發(fā)發(fā)育情況、含含水層分布布情況、毛毛洞斷面大大小、鉆孔孔作業(yè)是否否方便等確確定。為使使鉆孔切割割裂隙多，宜宜長短結(jié)合合并呈傘形形輻射狀布布孔。由于于裂隙不均均勻，布孔孔應(yīng)以含水水層為主．．但也要考考慮全斷面面布孔，以以免造成死死角，在開開挖時涌水水。鉆孔一一般以同深深度同心圓圓等距離布布置，布成成二或三圈圈，呈梅花花形交錯布布置。在實實際施工中中，應(yīng)根據(jù)據(jù)地層的涌涌水和巖層層的破碎程程度確定鉆鉆孔數(shù)量。終孔間距應(yīng)遵循循兩相鄰孔孔的漿液擴擴散，有部部分重疊的的原則來確確定，一般般取(1.3～1.6)倍漿液擴擴散半徑，終終孔間距根根據(jù)國內(nèi)外外的經(jīng)驗，一一般取2～4米。一段注漿完成后后，應(yīng)進行行鉆孔檢查查注漿效果果。檢查孔孔一般布置置在出水較較多的部位位或斷面中中心，一個個斷面一般般布置3～5個。鉆孔結(jié)構(gòu)應(yīng)既能能切割裂隙隙多，又要要保證鉆機機能力和鉆鉆進速度，以以及減少坍坍孔的可能能性，同時時還要便于于安設(shè)孔口口管、注漿漿管、止?jié){漿塞等。（3）漿材選擇及配配合比和凝凝膠時間的的確定根據(jù)工程地質(zhì)、水水文地質(zhì)條條件及注漿漿目的，通通過試驗研研究來選擇擇合適的漿漿材及配合合比。凝膠膠時間是注注漿的重要要參數(shù)，它它與注漿目目的要求、注注漿范圍、壓壓力和地質(zhì)質(zhì)水文條件件有密切的的關(guān)系。在在涌水的斷斷層破碎帶帶注漿，宜宜采用凝膠膠時間短的的漿液；而而當(dāng)裂隙不不甚發(fā)育，要要求漿液擴擴散范圍大大一些時，凝凝膠時間宜宜長些，凝凝膠時間究究竟多長為為宜、應(yīng)據(jù)據(jù)現(xiàn)場情況況經(jīng)試驗后后確定。（4）注漿壓力的確確定注漿壓力是注漿漿施工中的的重要參數(shù)數(shù)，它關(guān)系系到注漿施施工的質(zhì)量量和是否經(jīng)經(jīng)濟。因此此，確定合合理的注漿漿壓力有重重要的意義義。注漿壓力與巖層層裂隙發(fā)育育程度、涌涌水壓力、漿漿液的粘度度及凝膠時時間的長短短有關(guān)，一一般依照經(jīng)經(jīng)驗確定。一般情況下，以以堵水為目目的注漿，其其最終壓力力為3倍涌水壓壓力，即P=3PPw。式中P為注漿終終壓，PW為注漿段段的靜水壓壓力。（5）注漿量的估算算根據(jù)上述調(diào)查與與試驗取得得的有關(guān)資資料，假想想漿液在地地層按圓柱柱體均勻擴擴散，進行行注漿量的的估算：Q=π/4·D2·LL·n·α式中：Q——注漿量；DD——注漿范圍圍；LL——住漿段長長；n——巖層裂隙隙率；α——漿液在巖巖層裂隙內(nèi)內(nèi)的有效充充填系數(shù)，一一般在0.3～0.9之間。單孔注漿量的估估算，也可可采用相同同的公式計計算。（6）注漿方式的確確定為使?jié){液在巖層層中擴散較較均勻，保保證注漿的的質(zhì)量，提提高注漿堵堵水率，同同時又不把把施工搞得得過于復(fù)雜雜，應(yīng)根據(jù)據(jù)巖層情況況和突水情情況確定注注漿方式。對于裂隙發(fā)育、巖巖石破碎、鉆鉆進困難、局局部突水量量大的地段段，宜用分分段式（分分段前進式式）注漿，段段長5～8米，其最最大優(yōu)點就就是堵水效效果好，但但是鉆孔重重復(fù)，工作作量大，施施工較為復(fù)復(fù)雜。對于裂隙不甚發(fā)發(fā)育，巖石石不很破碎碎，能夠一一次鉆完全全孔，無局局部大突水水的地層，宜宜用全孔一一次式注漿漿，施工簡簡便。為了了提高注漿漿質(zhì)量和效效果，也可可采用分段段后退式注注漿。8注漿施工注漿施工必須依依設(shè)計為基基礎(chǔ)，結(jié)合合現(xiàn)場的具具體情況，合合理安排施施工程序。8.1鉆孔鉆機是注漿施工工的第一道道工序，鉆鉆孔質(zhì)量的的好壞將直直接影響注注漿質(zhì)量，鉆鉆孔速度的的快慢也是是關(guān)系到整整個注漿工工期的主要要因素。所所以應(yīng)嚴格格按照設(shè)計計的鉆孔方方向、角度度、孔徑進進行鉆進，按按鉆機的操操作規(guī)程操操作，解決決好多臺鉆鉆機同時作作業(yè)，提高高單臺鉆機機鉆進速度度。鉆機的定位一般般是按照計計算好的坐坐標(biāo)位置來來就位的。注注漿鉆孔在在掌子面的的位置，是是先設(shè)定鉆鉆機位置(高度、離離掌子面的的距離、偏偏中距)，然后根根據(jù)終孔位位置、孔長長等計算出出每個鉆孔孔在掌子面面的坐標(biāo)值值和鉆孔的的傾角、偏偏角。鉆機機位置定好好后，對好好掌子面的的孔位開鉆鉆。一個斷面的注漿漿鉆孔有幾幾十個，累累計延長達達數(shù)千米，鉆鉆孔工程量量非常大，消消耗的時間間也相當(dāng)長長，必須解解決同一斷斷面多臺鉆鉆機同時鉆鉆進以及鉆鉆孔、注漿漿的銜接關(guān)關(guān)系等問題題，以縮短短鉆孔作業(yè)業(yè)時間，這這是一個根根本的途徑徑。鉆孔的順序按設(shè)設(shè)計要求確確定，一般般是先外圈圈孔，后內(nèi)內(nèi)圈孔；先先短孔，后后長孔。在在鉆進過程程中，應(yīng)隨隨時檢查鉆鉆孔的方向向和偏角。8.2測量鉆鉆孔涌水測鉆孔涌水包含含兩個內(nèi)容容：一是測測水量，二二是測涌水水位置。我我們鉆進是是用清水作作沖洗液，如如何判斷遇遇到涌水?方法是鉆鉆孔沖出的的水比正常常鉆進情況況下的要大大，此時應(yīng)應(yīng)停止鉆進進，測定水水量和涌水水位置，以以利確定注注漿方式。8.3設(shè)置孔孔口管、注注漿管設(shè)置孔口管的作作用是保護護孔壁，導(dǎo)導(dǎo)向和防止止鉆孔突然然涌大水。設(shè)設(shè)置方法是是：鉆到預(yù)預(yù)定深度后后，停止鉆鉆進，退出出鉆具，利利用鉆機或或人工頂進進孔口管，留留30厘米在外，管管身可焊上上倒刺以增增加(抗沖出的)摩阻力，孔孔口可纏上上麻絲填上上膠泥，再再灌漿充填填管孔與巖巖壁間隙，固固結(jié)孔口管管。必須注注意在高壓壓涌水和高高壓力注漿漿時，孔口口管必須用用錨桿等固固定牢靠，防防止高壓大大水沖出孔孔口管，或或注漿反壓壓射出傷及及人身或機機械設(shè)備。待待孔口管固固結(jié)好后，方方可繼續(xù)鉆鉆進，以免免鉆機震松松孔口管。注漿管的設(shè)置按按要求進行行，根據(jù)鉆鉆孔出水位位置和巖石石的好壞(巖心、巖巖粉及鉆進進情況判定定巖石的好好壞)確定注漿漿管上的止止?jié){塞在鉆鉆孔內(nèi)的位位置。止?jié){漿塞應(yīng)設(shè)在在出水點后后，巖石比比較堅硬完完整的地段段，方能起起到止?jié){的的作用。8.4壓水試試驗通過壓水試驗，測測定注漿段段巖層的單單位吸水量量，評定巖巖層的裂隙隙情況，同同時也可檢檢查管路系系統(tǒng)、孔口口裝置及止止?jié){巖盤的的密封性能能，為確定定漿液的配配合比和注注漿量及注注入速度提提供依據(jù)，而而且可沖洗洗裂隙，利利于提高注注漿效果。壓水試驗的方法法是：同時時啟動兩臺臺泵進行注注水，先檢檢查混合器器是否有串串水現(xiàn)象，正正常后開始始往孔內(nèi)注注水，逐步步加大排量量，升高壓壓力，當(dāng)注注水壓力達達到或略大大于預(yù)定的的注水壓力力（一般為為略大于或或等于最大大注漿壓力力），維持持2～3分鐘，檢檢查注漿系系統(tǒng)，掌子子面有無串串漏水現(xiàn)象象，如無即即可結(jié)束注注水試驗，準(zhǔn)準(zhǔn)備注漿。壓水時間一般根根據(jù)巖層好好壞而定。巖巖層裂隙發(fā)發(fā)育或破碎碎帶宜短，約10～20分鐘；對不發(fā)育裂隙的巖層宜長些，為15～30分鐘。特殊地層也可不注水。8.5注漿作業(yè)業(yè)8.5.1注漿漿前的難備備工作：（1）設(shè)置注漿站、配配置貯漿筒筒、清水池池、準(zhǔn)備好好注漿材料料。（2）對注漿系統(tǒng)作試試運轉(zhuǎn)和管管路系統(tǒng)試試壓，用較較高的壓力力和較大的的排量使泵泵充分“熱身”。（3）按要求對泵進行行檢查。（4）按要求選擇注注漿參數(shù)。（5）按要求的方法法配置漿液液。8.5.2注漿漿當(dāng)一切準(zhǔn)備工作作就緒后，即即可開始注注漿，先開開水泥漿泵泵，把管路路中清水壓壓回裂隙后后，再開水水玻璃泵作作雙液注漿漿。注漿的順序，一一般是先稀稀后濃，先先單后雙，先先大排量后后小排量，先先注外圈孔孔，后注內(nèi)內(nèi)圈孔，先先注短孔，后后注長孔，先先注水流上上方的孔，后后注水流下下方的孔。在注漿過程中，應(yīng)應(yīng)嚴格地按按配比操作作，準(zhǔn)確地地、熟練地地控制泵的的壓力和流流量，以實實現(xiàn)要求的的配合比，要要盡可能的的保證連續(xù)續(xù)注漿。當(dāng)注漿壓力和進進漿量達到到設(shè)計要求求時，則先先關(guān)閉孔口口閥門，再再停泵，打打開瀉漿閥閥，壓注一一定量的清清水，清洗洗管路里的的殘漿，再再移到下一一孔注漿。如如用止?jié){塞塞，則應(yīng)先先壓水，再再拔出止?jié){漿塞。8.6注漿作作業(yè)中異常常情況的處處理(1)注漿壓力力突然升高高，應(yīng)停水水玻璃泵，只只注水泥漿漿，待泵壓壓恢復(fù)正常常后再進行行雙液注漿漿。(2)一臺泵發(fā)發(fā)生故障時時，應(yīng)立即即停止排除除故障，另另一臺繼續(xù)續(xù)注漿。(3)進漿量很很大，壓力力長時間不不升高，則則應(yīng)調(diào)濃漿漿液或調(diào)整整配合比，縮縮短漿液凝凝膠時間，進進行小泵量量、低壓力力注漿，使使?jié){液在巖巖層裂隙中中有相對停停留的時間間，以便凝凝膠。也可可采用間歇歇注漿，即即停停注注注，但停注注時間不能能超過漿液液的凝膠時時間。如確確實需要停停較長的時時間，則先先停水玻璃璃泵，后停停水泥漿泵泵，并用清清水清洗管管路，以防防堵管。(4)當(dāng)掌子面面或孔口等等處發(fā)生跑跑漿現(xiàn)象時時，應(yīng)縮短短凝膠時間間，進行小小泵量，低低壓力注漿漿或采用間間歇注漿，或或進行外部部堵塞。(5)注漿過程程中壓力突突然下降，增增大流量仍仍不回升，則則縮短凝膠膠時間，加加大漿液濃濃度或用間間歇注漿。(6)應(yīng)使備用用泵隨時處處于正常完完好的狀態(tài)態(tài)，若注漿漿泵在作業(yè)業(yè)過程中發(fā)發(fā)生故障，應(yīng)應(yīng)立即換上備備用泵繼續(xù)續(xù)注漿，同同時排除泵泵的故障，以以備再用。(7)如發(fā)生串串漿現(xiàn)象。應(yīng)應(yīng)關(guān)閉串漿漿孔的孔口口閥門，繼繼續(xù)注漿。8.7注漿效果果檢查及效效果評價一個注漿段完成成后，應(yīng)鉆鉆孔檢查注注漿效果，在在隧道注漿漿范圍內(nèi)鉆鉆3～5個孔進行行檢查。在在隧道掘進進時也應(yīng)作作直觀的觀觀察。檢查查內(nèi)容：鉆鉆孔滲漏(涌水量)，裂隙充充填，固結(jié)結(jié)情況等。檢檢查孔出水水量應(yīng)符合合《注漿設(shè)設(shè)計》中規(guī)規(guī)定數(shù)值，巖巖心裂隙填填充飽滿，具具有一定的的固結(jié)強度度，無塌孔孔現(xiàn)象，達達到設(shè)計的的有效擴散散范圍，即即認為注漿漿質(zhì)量合格格。一般說說來，只要要按設(shè)計要要求鉆孔注注漿，嚴格格掌握好注注漿液的配配比、注入入量、壓力力等是能夠夠達到較好好的注漿效效果的。8.8注漿與開開挖作業(yè)的的關(guān)系工作面預(yù)注漿，也也就是占用用一個工作作面來注漿漿，因此，注注漿與開挖挖的關(guān)系是是注—段，開挖挖一段，注注挖交替進進行。注漿后多長時間間能開挖?立即開挖挖可縮短工工期。但若若漿液尚未未達到一定定的強度，爆爆破影響較較大，又可可能出現(xiàn)危危險，若間間隔時間過過長又影響響工期，因因此應(yīng)根據(jù)據(jù)具體問題題研究決定定。對于C-S漿，早期期強度高，注注漿段所用用的時間長長達幾天，先先注的漿液液結(jié)石體已已達到相當(dāng)當(dāng)?shù)膹姸?，爆爆破對其影影響不大；；從這個方方面出發(fā)考考慮注漿順順序應(yīng)該是是先外后內(nèi)內(nèi)，先短后后長，日本本青函隧規(guī)規(guī)定，注漿漿后隔2～3小時即可可開挖。9注漿工程實例9.1圓梁山隧隧道溶洞注注漿9.1.1概述述圓梁山隧道全長長11.0068kmm，位于重重慶市酉陽陽縣境內(nèi)，進進口里程為為DK3551+4665，出口里里程為DK3662+5333，是新建建鐵路渝懷懷線上最長長的單線電電化鐵路隧隧道，也是是全線重點點控制工程程之一。隧隧道穿越的的主要地質(zhì)質(zhì)構(gòu)造為毛毛壩向斜、桐桐麻嶺背斜斜及其伴生生或次生斷斷裂構(gòu)造。毛毛壩向斜走走向為東西西向，西翼翼高，東翼翼低，呈長長舟形，為為一封閉的的可溶巖不不透水的盆盆狀構(gòu)造，隧隧道最大埋埋深7800m。隧道道通過地層層巖性主要要為灰?guī)r、灰灰?guī)r夾煤系系地層、泥泥巖、泥灰灰?guī)r、白云云質(zhì)灰?guī)r和和灰質(zhì)白云云巖。圍巖巖級別主要要為Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級和Ⅴ級。進口口高水壓段段位于DK3553+2000～DK3555+4000地段，最最高靜水頭頭442～460m。預(yù)計正正?？傆克?.8××104mm3/d，最大總總涌水量14.55×1044m3/d。隧道共共穿越13條斷層，主主要集中在在毛壩向斜斜中段，NW向斷層很很發(fā)育，多多具張扭性性特征，EW向斷層發(fā)發(fā)育較差，多多具壓扭性性特征。毛毛壩向斜區(qū)區(qū)隧道縱斷斷面如圖9-1所示。圖9-1毛壩向斜斜區(qū)隧道縱縱斷面圖正洞進口端DKK351++942～DK3552+3221段為曲線線，其余均均為直線。距距隧道中心心右側(cè)300m設(shè)一條條長11..186kkm的平行行導(dǎo)坑，平平行導(dǎo)坑斷斷面一般地地段斷面為為寬×高＝3.9××4.2mm，高壓富富水區(qū)斷面面為圓形，半半徑3.0～3.5m。DK3551+4665～DK3552+4770段為雙線線大跨段，開開挖斷面為為馬蹄形：：寬×高=12.444m×10.339m。正正洞一般地地段開挖斷斷面為馬蹄蹄形，寬×高=7.188m×8.799m，高壓壓富水區(qū)DK3553+2000～DK3555+4000為抗水壓壓襯砌：正正洞為鵝卵卵形斷面和和圓形，鵝鵝卵形斷面面寬×高=9.118×100.85mm,圓形斷面面直徑為10～12m。隧道初初期支護為為10～25cm的C20噴錨網(wǎng)和和鋼拱架支支護，普通通段二次襯襯砌為30～50cm厚的素混混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)，抗水壓壓段二次襯襯砌為厚80～120ccm的C30的鋼筋混混凝土和C40鋼軌鋼筋筋混凝土。該該隧道按照照新奧法原原理施工，2001年１月開開工，20005年5月29日竣工，總總工期53個月。9.1.2圓梁梁山隧道毛毛壩向斜溶溶洞發(fā)育情情況根據(jù)開挖揭示,,毛壩向斜斜隧道主要要存在以下下溶洞：(1)正洞DDK3544+2300～+290溶洞該溶洞充填物為為淤泥質(zhì)粘粘土，在DK3554+2335處發(fā)育一一直徑約11.0m巖巖溶管道，揭揭露時最大大涌水量為為50000m3/d，穩(wěn)定水水量為5000m3//d左右。DK3554+2330～+290溶洞填充充介質(zhì)為淤淤泥質(zhì)粉質(zhì)質(zhì)粘性土，夾夾雜部分漂漂石和礫石石。由于DK3554+2335巖溶管道道泄水減壓壓，因而溶溶腔淤泥質(zhì)質(zhì)粘土受水水的影響不不大，有一一定的自穩(wěn)穩(wěn)能力。(2)平導(dǎo)PPDK3554+2555～+280溶洞該溶洞和正洞DDK3544+2300～+290溶洞屬于于同一溶洞洞，填充物物為淤泥質(zhì)質(zhì)粘土，呈呈流塑狀，基基本無自穩(wěn)穩(wěn)能力，溶溶洞和巖層層交界面有有大量地下下承壓水存存在，開挖挖揭露時最最大涌水量量為120000m33/d。該溶洞洞明顯和正正洞DK3554+2330～+290溶洞存在在水力聯(lián)系系。(3)正洞DDK3544+4455～+510溶洞該溶洞填充物為為粉細砂，與與平導(dǎo)PDK3354+4435～+4700屬于同一一溶洞，與與平導(dǎo)有較較強的水力力聯(lián)系。在在超前地質(zhì)質(zhì)鉆孔施工工中，由鉆鉆孔內(nèi)射出出高壓水，射射程約300m，水呈呈鐵銹色，含含大量泥砂砂，高壓水水多次將鉆鉆桿推出，鉆鉆機被涌出出的砂、水水淹沒。施施工過程中中多次發(fā)生生涌泥、涌涌砂。20002年9月10日最大涌水水量為699000mm3/h,持續(xù)約一一小時，此此后受大氣氣降雨影響響較大，涌涌水量為500～30000m3/hh不等，2002年12月正洞下下導(dǎo)坑用混混凝土回填填封閉安裝裝排水管后后，在平導(dǎo)導(dǎo)未完全封封閉的條件件下，正洞洞DK3554+3990處實測水水壓最高3.0MPa。(4)平導(dǎo)PPDK3554+4335～+480溶洞該溶洞填充物為為粉細砂，在在施工過程程中出現(xiàn)了了多次較大大規(guī)模涌水水、涌砂等等工程災(zāi)害害。揭漏時時隧道最大大涌水量為為40000m3/h，施工過過程中也多多次發(fā)生涌涌泥、涌砂砂，注漿和和開挖過程程顯示，該該溶洞和正正洞DK3554+4550～+510溶洞存在在明顯水力力聯(lián)系，屬屬同一溶洞洞，從20002年5月4日揭露至今今，處理時時間已一年年有余。(5)正洞DDK3544+8799溶洞2002年9月月10日，正洞超超前下導(dǎo)坑坑施工至DK3554+8779處時，掌掌子面突然然爆裂并發(fā)發(fā)出巨響，發(fā)發(fā)生大規(guī)模模突泥，溶溶洞中填充充的硬塑—可塑狀粘粘土瞬時噴噴出，塞滿滿DK3554＋879～＋635計244mm的下導(dǎo)坑坑空間，涌涌泥量約44200mm3，11日、12日又相繼繼發(fā)生涌泥泥，總計長長度3700m。從20002年9月10日突泥災(zāi)害害發(fā)生到110月8日清淤完成成在DK3554+7110施做止?jié){漿墻，發(fā)生生的最大涌涌水量為33000mm3/h。鑒于目目前隧道尚尚未穿越該該溶洞，還還難準(zhǔn)確確確定該溶洞洞的發(fā)育范范圍和填充充情況。毛毛壩向斜隧隧道溶洞區(qū)區(qū)平面圖如如9-2所示。圖9-2毛壩壩向斜隧道道溶洞分布布縱斷面圖圖9.1.3溶溶洞區(qū)的注注漿處理(1)注漿方方案針對高壓富水區(qū)區(qū)段不同的的地質(zhì)條件件狀況及施施工特點，初初步選定四四種注漿施施工方式，即即：超前預(yù)預(yù)注漿、徑徑向注漿、局局部注漿和和補充注漿漿，具體如如下：方案一：超前預(yù)預(yù)注漿：注注漿有效加加固范圍為為：正洞為為挖輪廓線線外8m，平導(dǎo)導(dǎo)開挖輪廓廓線外5mm，同時包包括開挖工工作面；方案二：超前預(yù)預(yù)注漿：注注漿有效加加固范圍為為：正洞為為挖輪廓線線外5m，平導(dǎo)導(dǎo)為開挖輪輪廓線外33m，同時時包括開挖挖工作面部部分；方案三：開挖后后全斷面徑徑向注漿：：正洞注漿漿加固范圍圍為隧道開開挖輪廓線線5m,平導(dǎo)為開開挖輪廓線線外3m；方案四是局部注注漿和補充充注漿，主主要針對掌掌子面及初初期支護結(jié)結(jié)構(gòu)表面的的局部出水水點或滲漏漏水點進行行局部鉆孔孔封堵。(2)注漿方案案的選擇標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)預(yù)測預(yù)報成成果和開挖挖及支護后后的地質(zhì)情情況和滲漏漏水量大小小進行注漿漿方案選擇擇，其標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)如表9-1所示。表9-1注漿漿方案選擇擇標(biāo)準(zhǔn)表方案選擇標(biāo)準(zhǔn)方案一①可溶巖與非可溶溶巖接觸帶帶，溶管及及溶洞充填填物；②施工中可能發(fā)生生嚴重突水水、突泥等等地段；③探水孔流水量≥≥10m3/h；④探水孔水壓≥00.2MPPa。方案二①巖層接觸帶，物物探電阻異異常帶；②施工中可能發(fā)生生嚴重突水水突泥等地地段；③探水孔流水量≥≥10m33/h。方案三①一般富水地段；；②巖體完整，探水水孔流水量量2m3/h≤Q＜10m3/h，開挖后后大面積淌淌水。方案四①一般富水地段；；②巖體完整，探水水孔流水量量2m3/h≤Q＜10m3/h。③開挖后局部有較較大的流水水；④初支完成后不能能滿足設(shè)計計要求的排排水量≤5m3/m·d要求，不不能確保結(jié)結(jié)構(gòu)防排水水的等級需需要；(3)超前深深孔預(yù)注漿漿根據(jù)TSP202、紅紅外線及超超前鉆探結(jié)結(jié)果，當(dāng)判判斷出前方方圍巖破碎碎，自穩(wěn)力力極差或地地層中涌水水量隨著開開挖面向前前推進而大大量增加時時，應(yīng)采取取超前預(yù)注注漿加固方方案。對高高水位富水水充填型溶溶洞或富水水圍巖破碎碎地層進行行固結(jié)和堵堵水，以保保證施工安安全。結(jié)合合目前圓梁梁山隧道毛毛壩向斜所所揭示的地地質(zhì)狀況來來看，在高高壓、富水水、填充型型溶洞地段段必須采用用超前預(yù)注注漿方案，在在溶管和溶溶隙發(fā)育地地段，也應(yīng)應(yīng)采取超前前預(yù)注漿方方案。(4)注漿材材料及配比比根據(jù)地層中的充充填物類型型、空隙、水水量和水壓壓大小，注注漿材料應(yīng)應(yīng)選擇高強強、快凝、滲滲透性和抗抗分散性好好，無毒、無無污染的水水泥系注漿漿材料，本本工程主要要選用了普普通水泥漿漿、普通水水泥-水玻璃漿漿、超細水水泥漿、超超細水泥-水玻璃漿漿及超細型型的HSC和TGRM漿。注漿漿材料及漿漿液配比如如表9-2所示。表9-2注漿材料料及漿液配配比表漿液名稱原材料漿液配比普通水泥單液漿漿32.5R普通通硅酸鹽水水泥水灰比W:CC=0.66:1～0.8::1超細水泥單液漿漿20μm超細水泥水灰比W:MMC=0..6:1～0.8::1TGRM單液漿漿10μmTGRMM水灰比W:CC=0.88:1～1:1HSC單液漿10μmHSC材材料水灰比W:CC=0.88:1～1:1普通水泥-水玻玻璃雙液漿漿32.5R普通通硅酸鹽水水泥35Be′以上上水玻璃水灰比W:CC=0.66:1～1:1水玻璃濃度300～35Be′水泥漿、水玻璃璃體積比C:S==1:1超細水泥-水玻玻璃雙液漿漿20μm超細水泥35Be′以上上水玻璃水灰比W:MMC=0..6:1～1:1水玻璃濃度300～35Be′水泥漿水玻璃體體積比MC:SS=1:11(5)主要注漿漿參數(shù)根據(jù)鉆孔充填物物種類及狀狀態(tài)、水量量及水壓大大小，現(xiàn)場場選擇注漿漿材料并調(diào)調(diào)整漿液配配比和注漿漿參數(shù)，如如表9-3所示。表9-3超前預(yù)注注漿參數(shù)表表參數(shù)名稱參數(shù)值注漿加固范圍正洞：隧道開挖挖面及隧道道開挖輪廓廓線外5.0～8.0m平導(dǎo)：隧道開挖挖面及隧道道開挖輪廓廓線外3.0～5.0m鉆孔長度20～30m止?jié){巖墻3～5m凝膠時間單液漿：30mmin～7h，雙液漿漿：30s～3minn擴散半徑0.5～2.00m注漿段長1.0～2.00m注漿速度10～100l/miin注漿終壓6.0～9.00MPa單段注漿量根據(jù)地層情況確確定(6)注漿工工藝深孔超前預(yù)注漿漿主要采取取安設(shè)孔口口管前進式式分段注漿漿方式，即即在開挖面面距離溶洞洞5～8m時，施做3～5m厚的止?jié){漿墻，安設(shè)設(shè)2.0mm長的孔口口管，并采采用法蘭盤盤和注漿管管相連，實實施鉆一段段、注一段段，達到注注漿壓力后后，再從孔孔口鉆下一一段、注下下一段的鉆鉆、注交替替施工工藝藝。整個鉆鉆孔長度20～30m，每次鉆鉆孔注漿分分段長度1～2m。整段注注漿結(jié)束