超前注漿加固講義課件

隧道與地下工程注漿技術(shù)簡介隧道與地下工程注漿技術(shù)簡介目錄一、注漿的功能與用途二、注漿材料三、注漿機理四、注漿工藝五、注漿機械設(shè)備六、注漿技術(shù)參數(shù)七、注漿常見問題八、注漿設(shè)備及現(xiàn)場圖片九、本工程方案十、工程實例目錄地下工程注漿技術(shù)概述注漿法的概念

注漿法的實質(zhì)是用氣壓、液壓或電化學原理，把某些能固化的漿液注入各種介質(zhì)的裂隙和空隙，以改善地基的物理學性質(zhì)，也即注漿法系將具有凝結(jié)能力的漿液注入地層或隧道圍巖中以填充、滲透、壓密等方式擠走土顆粒間或巖石裂隙中的水分，待漿液凝結(jié)后，使隧道圍巖或土形成一個抗?jié)B性能良好、強度較高的整體，以達到堵水加固圍巖或土體的目的。地下工程注漿技術(shù)概述注漿法的概念1.1、注漿功能（1）防滲堵水：主要是指防止水在微細裂隙中的滲透。（2）加固補修：通過注漿對地基進行加固，防止地表下沉和建筑物變形，并且通過注漿對邊坡的加固防止滑坡。1.2、注漿用途（主要介紹在隧道工程中的應(yīng)用）（1）礦山法隧道在掘進中，對富水地段、軟弱地層、破碎巖層注漿，進行堵水和加固。（2）防止地表沉降的隧道拱頂?shù)幕靥钭{。（3）隧道的地層結(jié)合技術(shù)中形成止水保護套。（4）盾構(gòu)法隧道施工中控制沉降的同步注漿及二次補償注漿?？梢哉f，在現(xiàn)在隧道和地下工程施工中，注漿是修建隧道與地下工程的一項必備輔助工法。一、注漿的功能與用途1.1、注漿功能一、注漿的功能與用途2.1、注漿材料的要求（1）漿液黏度低、流動性好，能注入巖層細小裂隙或粉細砂層。（2）漿液穩(wěn)定性好，能在預(yù)定時間內(nèi)凝固，結(jié)石體透水性低，具有一定的抗壓、抗拉強度，尤其希望結(jié)石體早期抗壓、抗拉強度高，有較好的抗老化性能。（3）材料來源廣，價格適中，配置及操作簡便。（4）不污染環(huán)境及對操作人員無損害。2.2、注漿材料的分類注漿工程中使用的漿液由主劑（主要原材料）、溶劑（水或其他溶劑）及各種外加劑（固化劑、凝膠劑及緩凝劑、速凝劑等）按一定比例混合配置而成的液體。二、注漿材料2.1、注漿材料的要求二、注漿材料2.2.1、非化學漿液（1）普通水泥漿液（2）水泥黏土漿液和水泥膨潤土漿液（3）超細水泥（4）特種水泥-硫鋁酸鹽（TGRM)水泥注漿材料2.2.2、化學漿液（1）水玻璃類漿液（2）水泥-水玻璃漿液（2者皆可）（3）溶液型水玻璃漿液等等由于本工程涉及的漿液主要為水泥-水玻璃漿液（C-S)及超細水泥-水玻璃漿液（MC-S），故重點介紹這兩種漿液。2.2.1、非化學漿液2.3、水泥-水玻璃漿液水泥-水玻璃漿液在膠凝時間的控制、對較細砂層的可注性及結(jié)石率方面，比水泥漿有所改善。（1）水泥-水玻璃漿液的固結(jié)原理水泥的主要成分為硅酸三鈣3CaO·Sio2、硅酸二鈣2CaO·Sio2、鋁酸三鈣3Cao·Al2O3和鋁酸鐵鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3。漿液膠凝反應(yīng)式為：Ca(OH)2+Na2O·mH2o+nH2O→CaO·mH2O·nH2O↓+2NaOH（2）水泥-水玻璃漿液的配比水泥-水玻璃漿液的配合比要根據(jù)巖層裂隙大小、滲透系數(shù)大小、鉆孔涌水量或吸水量確定。（3）水泥-水玻璃漿液性能

2.3、水泥-水玻璃漿液水泥-水玻璃漿液的黏度、凝膠時間和結(jié)石強度關(guān)系到注漿的質(zhì)量。水泥漿的水灰比、水泥漿液濃度和水玻璃漿液濃度、水泥-水玻璃漿液的體積比以及水泥的質(zhì)量、齡期和漿液的溫度等，對漿液的黏度、凝膠時間和結(jié)石體的強度有影響。水泥-水玻璃漿液的凝固時間可以從幾秒鐘到幾十分鐘，掌握控制凝膠時間，是施工中的一個重要環(huán)節(jié)。水泥-水玻璃的凝膠時間主要取決于水泥的用量，與水玻璃的用量關(guān)系不大。在其他條件相同時，水泥漿與水玻璃漿的體積比越大，漿液凝膠時間越短。注漿時，改變水泥漿與水玻璃漿的配合比可以調(diào)整凝膠時間。但是，水玻璃漿的用量不得小于水泥漿的0.3倍，否則混合漿液早期強度低，易被地下水沖走；同時由于漿液凝膠時間過短，易造成堵孔事故。冬施期間，需將水玻璃漿加溫以及用熱水拌合水泥漿，來提高漿液的溫度（溫度對CS漿液凝膠時間有較明顯的影響）。水泥-水玻璃漿液的黏度、凝膠時間和結(jié)石強度關(guān)

本工程主要應(yīng)用注漿材料為超細水泥，超細水泥分為MC超細干磨水泥和WMC超細濕磨水泥，他們具有超細的顆粒直徑，平均粒徑3~4μm，最大約為10μm。MC主要性能：（1）穩(wěn)定性好，具有較強的分散性，能抗離析和沉淀。（2）凝結(jié)時間隨水灰比的增大而變長，在漿液中加入水玻璃時，凝結(jié)時間縮短。（3）可注性遠高于普通水泥。（4）固結(jié)體的強度高。WMC主要性能：（1）現(xiàn)場濕磨，雖然它不能達到超細水泥灌注細砂土的非凡能力，但阻水性能良好。（2）流動性好，穩(wěn)定性好。（3）無毒，不污染環(huán)境。（4）固化速度快，結(jié)石體強度高。7d可達45Mpa。（5）價格比超細水泥便宜。本工程主要應(yīng)用注漿材料為超細水泥，超細水泥分為M

改性水玻璃漿液：將水玻璃與硫酸混合，使水玻璃改性，形成酸性漿液，稱改性水玻璃漿。簡稱SS漿。1、漿液膠凝機理：水玻璃與硫酸起化學反應(yīng)，生成凝膠化nSi（OH)2SO4,漿液在粉細砂層中凝膠固化，達到注漿加固效果。（濃硫酸稀釋計算式如下）V濃：稀釋前濃硫酸體積；Ρ濃：稀釋前濃硫酸密度；C?。合♂尯罅蛩豳|(zhì)量百分比濃度；C濃：濃硫酸中硫酸質(zhì)量百分比濃度；V?。合♂尯罅蛩崛芤后w積；2、注意事項：稀釋濃硫酸時，將濃硫酸緩慢注入水中，并均勻攪拌，防止?jié)饬蛩犸w濺傷人；在配置漿液時，當PH值到達2時，加入水玻璃應(yīng)緩慢，認真觀察漿液中是否有凝膠團出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)應(yīng)停止加入，漿液配制完成。改性水玻璃漿液：將水玻璃與硫酸混合，使水玻璃地下工程注漿材料的滲透性用表注漿材料名稱礫石砂礫粉砂粘性土大中小粗中細普通水泥單液漿√√√√超細水泥單液漿√√√√√√普通水泥水玻璃雙液漿√√√√√超細水泥水玻璃雙液漿√√√√√√改性水玻璃單液漿√√√√√√√TGRM單液漿√√√√√地下工程注漿材料的滲透性用表注漿材料名稱礫石砂礫粉砂粘性土大11三、注漿機理在隧道及地下工程的注漿工程中，注漿機理主要有三種：滲透注漿、劈裂注漿和壓密注漿。三種注漿大致的形態(tài)如下圖所示。三、注漿機理在隧道及地下工程的注漿工程中，注漿滲透注漿是指在壓力作用下使?jié){液充填土的空隙和巖石的裂隙，排擠出空隙中存在的自由水和氣體，通過物理化學反應(yīng)，漿液在空隙中形成具有一定強度和低透水性的結(jié)石體，堵塞或充填空隙，起到加固和防滲作用，此方法一般只適用于中砂以上的砂性土和有裂隙的巖石。3.1、滲透注漿漿液在較高壓力（相對滲透、填充注漿）的作用下，似利斧劈入土層（通常土顆粒的粒徑小于0.01mm），產(chǎn)生劈裂面，漿液的劈裂路線呈縱橫交叉的脈狀網(wǎng)絡(luò)，故此又稱脈狀注漿，但劈裂注漿會破壞被注對象的原始結(jié)構(gòu)而滲透注漿不會。3.2、劈裂注漿壓密注漿是指通過鉆孔將不易流動的極濃的惰性注漿材料壓入地層中，在形成勻凝固結(jié)漿泡的同時，壓密周圍土體的方法。3.3、壓密注漿滲透注漿是指在壓力作用下使?jié){液充填土的空隙和巖3.2.1、劈裂注漿的加固效應(yīng)3.2.1、填充效應(yīng)漿液在壓力的作用下，進入巖土孔隙，首先會在巖土空隙中填充固結(jié)起到加固作用。漿液結(jié)石體排擠巖土孔隙中的空氣和水，這種效應(yīng)所形成的符合體顯然對巖土層原始狀態(tài)的強度有增強租用。3.2.2、擠密效應(yīng)由于漿液的填充，在壓力作用下擴散，對周圍的巖土必然會產(chǎn)生一定的擠密作用，使空隙比有所減少。3.2.3、擴散效應(yīng)包括漿液在壓力作用下產(chǎn)生的劈裂，以及在主脈理再產(chǎn)生支脈，各條脈理上也可能發(fā)生局部的滲透。3.2.4、骨架效應(yīng)漿液進入巖土層后，并不是與土顆?；驇r石均勻混合，而是呈兩相各自存在，所以應(yīng)該考慮漿液結(jié)石體與土體構(gòu)成兩相復(fù)合體的骨架效應(yīng)。3.2.1、劈裂注漿的加固效應(yīng)3.2.1、填充效應(yīng)3.2.2四、注漿工藝

在常見的淺埋暗挖法隧道注漿施工中．按照開挖施工的先后順序主要分為2大類，即：第1類為在隧道開挖施工之前對即將開挖的土(巖)體進行注漿加固稱為超前預(yù)注漿；第2類為在隧道開挖施工之后對隧道周圍土(巖)體進行環(huán)向打孔注漿加固稱為徑向補償注漿。

對于開挖斷面較大的雙線隧道或跨度較大的渡線隧道，因注漿小導(dǎo)管加固范圍有限，故一般采用開挖面深孔注漿。本工程為全斷面深孔注漿，孔位環(huán)形布設(shè)，且數(shù)量多達52個，所以建議孔位改為三角形梅花布設(shè)，中洞與側(cè)洞間孔位方便布設(shè)，鉆機移動方便，加快施工效率。四、注漿工藝在常見的淺埋暗挖法隧道注漿施工中．按照開深孔注漿注漿工藝注漿材料雙重管注漿水平旋噴注漿TGRM注漿袖閥管注漿特種漿液水泥水玻璃雙液水泥單液漿改性水玻璃控制注漿范圍；注入效果好；土體擾動不明顯；適用地層廣泛。土體擾動大，地面易隆起；漿液損失大工藝復(fù)雜；施工難度大；注入效果較好適用于涌水涌沙地層；材料造價高、來源少化學漿液；成本高；強度低；可注性好可灌性差；膠凝時間長；強度增長緩慢可灌性較高；膠凝時間可控；結(jié)實體強度高；防滲性能好；造價高；來源少；污染環(huán)境WSS無收縮注漿工程成本較高；固結(jié)體強度高等深孔注漿注漿工藝注漿材料雙重管注漿水平旋噴注漿TGRM注漿袖五、注漿機械設(shè)備

注漿設(shè)備主要包括鉆機、鉆具、注漿設(shè)備、攪拌機、注漿管路總成、止?jié){塞和混合器等，除鉆機與鉆具是成孔設(shè)備，其他設(shè)備是制備、輸送漿液，并將漿液注入巖層裂隙或軟土地層中的機具。一、按鉆桿前進方式不同，鉆孔機械主要有以下幾種分類（1）回轉(zhuǎn)式、（2）沖擊式（3）回轉(zhuǎn)-沖擊式（4）振動式四種，根據(jù)東延線地質(zhì)情況，區(qū)間主要穿越粉質(zhì)粘土層、粘土層、粗砂層及全風化泥巖等，故選用回轉(zhuǎn)式鉆機。由于注漿鉆孔呈傘形輻射狀，鉆機可鉆孔角度要滿足+90°~-90°范圍；隧道內(nèi)場地狹窄，為便于施工，鉆機應(yīng)體積小、重量輕；為避免污染隧道內(nèi)空氣，應(yīng)選用電動機帶動鉆機，故本區(qū)間選用TXU-150型鉆機（石家莊產(chǎn)）。五、注漿機械設(shè)備注漿設(shè)備主要包括鉆機、鉆具、注

二、注漿泵是壓注漿液的機械，是注漿施工中重要的機械。理想的注漿泵應(yīng)具有如下性能：（1）它應(yīng)該有足夠的排量和一定的壓力，并且易于隨時間調(diào)整注漿量和注漿壓力，排漿量從零到最大額定值范圍內(nèi)都應(yīng)能適應(yīng)。（2）注漿泵應(yīng)能進行雙液化注漿；甲、乙兩液的比例能夠在機械運行過程中調(diào)節(jié)。（3）拆卸、清洗和組裝方便和體積小、重量輕、搬運方便。

根據(jù)東延線地質(zhì)及設(shè)計情況，注漿采用MC-S及C-S雙液漿注入粉土層，故選用YSB-60/5型液力調(diào)速注漿泵。二、注漿泵是壓注漿液的機械，是注漿施工中重要的

三、攪拌機是把注漿材料混合在一起并在短時間內(nèi)攪拌均勻的機械，其生產(chǎn)能力應(yīng)與注漿泵單位注漿量相適應(yīng)。目前工程中常用的攪拌機（組）有以下幾種：（1）立式水泥攪拌機一般攪拌機主軸轉(zhuǎn)速為40~60r/min；攪拌能力為10~15m3/h，滿足東延線施工需求；缺點：體積過大。（2）水力噴射式水泥攪拌機其優(yōu)點是效率高，棵連續(xù)制漿，混合能力大。缺點是不易控制漿液的水灰比，需采用計量裝置來調(diào)節(jié)漿液；（3）水力旋流式攪拌機拌桶有效容積為0.6m3，一次造漿需2~3min，缺點：單次攪拌量較小。故：東延線宜選用立式水泥攪拌機或水力噴射式攪拌機，單次攪拌量充足，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單。三、攪拌機是把注漿材料混合在一起并在短時間內(nèi)攪拌六、注漿技術(shù)參數(shù)注漿設(shè)計（1）確定注漿目的和注漿標準；（2）注漿材料的確定；（3）漿液濃度的確定；（4）注入方式的確定；（5）膠凝時間與擴散半徑的確定；（6）注漿段長與注漿孔、檢驗孔的布設(shè)；（7）注漿壓力注漿速度的確定；（8）注漿量的確定；六、注漿技術(shù)參數(shù)注漿設(shè)計漿液濃度對于注漿濃度，在每段每次壓漿時先稀后濃，同一分段多次壓漿時則先濃后稀。一般水泥漿液起始濃度較高，特別在初期壓漿階段，因稀釋漿液使結(jié)石率低，并增大擴散半徑,延長壓漿時間。常用的水泥漿液濃度為1.5:1～0.5:1。水泥漿液壓漿過程中，某一種濃度級的吸漿率約為吸水率的80%～85%時,可以認為濃度適宜。在某一種濃度壓力保持不變、吸漿率隨壓漿時間延長而逐漸減少,或吸漿率不變而壓力卻逐漸升高時,不需改變漿液濃度。遇有冒漿或巖層破碎帶、大裂隙、裂隙發(fā)育地層時,應(yīng)越級加濃,或采用間歇注漿、水泥一水玻璃雙液注漿等措施。漿液濃度對于注漿濃度，在每段每次壓漿時先稀后濃，同一分段多次注漿順序

在注漿時：應(yīng)遵循”先外圈后內(nèi)圈，同一圈先上部孔后下部孔、間隔跳孔，逐漸加密，先注無水區(qū)，后注有水區(qū)”的原則，在注漿管路上安裝注漿壓力表，靜水壓力1.0～1.5MPa，采用純壓式灌漿，壓力表安裝在孔口進漿管路上，壓力表指針擺動范圍應(yīng)小于灌漿壓力的20%，壓力讀數(shù)讀壓力表指針擺動的中值。第一序孔按注漿量達到或接近預(yù)估注漿量可結(jié)束注漿；第二序孔按注漿壓力達到設(shè)計壓力，注漿量逐漸減少至小于1L/min.m并維持10min以上，可結(jié)束本次注漿。注漿順序在注漿時：應(yīng)遵循”先外圈后內(nèi)圈，同一圈注漿壓力注漿壓力影響注漿效果,其大小決定于涌水壓力(開挖工作面靜水壓力、突水的動壓力)、裂隙大小和粗糙度、漿液的性質(zhì)和濃度、要求的擴散半徑等。合理的注漿壓力既能避免壓力過高造成的不利影響,又能保證漿液的結(jié)石強度和不透水性,有利于形成良好的隔水帷幕。對注漿壓力的確定,通常采用以靜水壓力為依據(jù)的經(jīng)驗公式,即只考慮靜水壓力,而對影響注漿的其他因素均不考慮。通常有下述兩個公式可供選擇: P=3～5倍靜水壓力；

P=P靜+(0.5～1.5)Mpa。在實際使用中,預(yù)注漿往往采用后者。注漿壓力注漿壓力影響注漿效果,其大小決定于涌水壓力(開挖工作注漿壓力的控制方法一次升壓法。注漿一開始就在短時間內(nèi)將壓力升到設(shè)計規(guī)定值,并一直保持到注漿結(jié)束。在規(guī)定壓力下,每一級濃度漿液的累計吸漿率達到一定限度后，調(diào)換漿液配合比，逐漸加濃；隨著漿液濃度增加，地層裂隙逐漸被填充，吸漿率逐漸減少，直至達到結(jié)束標準,即結(jié)束注漿。一次升壓法適用于透水性不大、裂隙不發(fā)育的較堅硬巖層。分級升壓法。注漿過程中將壓力分為幾個階段,逐漸升到設(shè)計規(guī)定值。開始階段，以最低壓力開始注漿，當吸漿率下降到一定限度時則將壓力升高一級，當吸漿率又減少到下限時再提高一級壓力，直到在規(guī)定壓力下吸漿率減少到結(jié)束階段標準時止。分級升壓法適用于巖層透水性大、難以很快達到規(guī)定壓力值，或者雖然能達到規(guī)定壓力值，但吸漿率極大，超過上限甚至更多的情況。

注漿壓力的控制方法一次升壓法。注漿一開始就在短時間內(nèi)將壓力升注漿壓力控制在注漿過程中，在某一級壓力下，如果吸漿率超過一定限度(上限),則應(yīng)降低一級進行壓注。待吸漿率減少到下限值時再提高到原來一級壓力繼續(xù)壓注。壓力分級不宜過多，可以分為兩個或三個階段。關(guān)于吸漿率的上、下限，則根據(jù)巖層透水性和壓漿質(zhì)量確定。注漿壓力控制在注漿過程中，在某一級壓力下，如果吸漿率超過一定注漿擴散半徑水泥漿液在裂隙巖層中的有效擴散半徑水玻璃漿液在不同巖層中的有效擴散半徑在注漿過程中，漿液擴散半徑與巖石巖層中裂隙大小、漿液黏度、凝固時間、注漿速度和壓力、壓注量等因素有關(guān)。施工中對壓力、漿液濃度和壓入量等參數(shù)進行人為控制與調(diào)整,對控制擴散范圍可以起到一定作用。注漿擴散半徑水泥漿液在裂隙巖層中的有效擴散半徑水玻璃漿液在注漿速度、膠凝時間、擴散半徑的關(guān)系

漿液的膠凝時間應(yīng)考慮使計劃注漿量能滲入到預(yù)定的注漿范圍，但當遇到較大的流動地下水時，除應(yīng)控制注漿速度以防止?jié){液被過分稀釋或被沖走外，漿液膠凝時間要控制漿液能注入的過程中凝結(jié)?？傮w來說，漿液的膠凝時間和擴散半徑應(yīng)成正比，也就是漿液的擴散半徑越大，其膠凝時間越長，但同時應(yīng)考慮地下流動水及其他影響因素，通過調(diào)整注漿速率來滿足及達到擴散半徑，漿液又不會被稀釋的目的或結(jié)石體可以達到設(shè)計強度。注漿速度、膠凝時間、擴散半徑的關(guān)系漿液的膠凝時擴散半徑與孔距、排距間的關(guān)系按注漿的有效范圍，注漿孔布置必須是各孔注漿范圍相互交叉重疊，以防止出現(xiàn)”盲區(qū)”而影響注漿效果。工作面預(yù)注漿注漿孔的布置要根據(jù)注漿范圍、注漿段長度及單孔擴散半徑、巖層裂隙的發(fā)育情況、含水層分布情況、斷面大小和洞內(nèi)作業(yè)條件而定。注漿孔的間距一般按照孔底的間距計算，所以說在滿足漿液的擴散半徑的同時，合理的設(shè)置孔距與排距，保證各孔間注漿范圍有交叉重疊，無盲區(qū)出現(xiàn)為宜。漿液擴散半徑與孔距間的關(guān)系見下圖：擴散半徑與孔距、排距間的關(guān)系按注漿的有效范圍，

假定單孔擴散半徑為R，依據(jù)注漿孔位布置原則，注漿孔如右圖布設(shè)，經(jīng)計算孔距L=√3R。

為達到較好的注漿效果，嚴格的控制注漿參數(shù)來保證引孔位置和漿液的擴散半徑，以防止注漿“盲區(qū)”的出現(xiàn)，是注漿過程中質(zhì)量控制的關(guān)鍵。假定單孔擴散半徑為R，依據(jù)注漿孔位布置原則，注漿孔如29注漿量可根據(jù)擴散半徑及巖層裂隙率進行粗略估算。式中：R－漿液擴散半徑(m)；

H－注漿段長度；

η－裂隙率（孔隙率），一般取1%～5%；

β－在裂隙內(nèi)漿液的有效填充系數(shù)，約為0.3~0.9。 對于大的溶腔、溶洞、溶槽等，裂隙率>5%時，漿液注入量難以計算，此時宜用注漿壓力控制注漿量。注漿量只能按注漿終壓規(guī)定值時的注漿總量來確定。注漿量計算

注漿量可根據(jù)擴散半徑及巖層裂隙率進行粗略估算。注漿量計算外加劑的加入方法及水玻璃稀釋水玻璃是一種水溶性硅酸鹽,其水溶液為水玻璃.但是不能用普通水稀釋,要用蒸餾水稀釋。水玻璃的配置一般有2種方法：1、根據(jù)預(yù)配置水玻璃的體積，分別計算出稀釋前所需的濃水玻璃的體積和稀釋用水的體積；質(zhì)量守恒原理：M濃s+Mw=M稀s

體積近似守恒：V濃s+Vw=V稀s

ρ濃s=ρ稀s同理；2、向濃水玻璃溶液里加入水，邊加水邊攪拌，邊用波美計測試其濃度，達到所需濃度時為止。當使用緩凝劑時，應(yīng)注意加料順序和攪拌、放置時間。加料順序為：水→緩凝劑溶液→水泥，攪拌時間不小于5min，放置時間不超過30min，攪拌時間及放置時間對緩凝效果影響見下表：`145145-Be濃s外加劑的加入方法及水玻璃稀釋水玻璃是一種水溶性超前注漿加固講義ppt課件注漿結(jié)束標準注漿結(jié)束標準通常考慮兩個指標：達到設(shè)計壓力(即終壓)時的持續(xù)時間和進漿速度小于規(guī)定值。一般結(jié)束標準是：注漿壓力達到設(shè)計終壓；雙液(水泥一水玻璃漿液)吸漿率為18～35L/min。單液(水泥漿)為7～20/min，即可結(jié)束。在正常情況下，當注漿壓力達到或接近設(shè)計終壓時，結(jié)束注漿；當壓力接近終壓或達到終壓的80％時，如出現(xiàn)大的跑漿，經(jīng)間歇注漿后達到或接近終壓，也可結(jié)束注漿。整冶涌突水、突泥，其終壓值根據(jù)客觀條件的變化，可選擇合理的上限值、下限值和導(dǎo)坑突水量作為終止標準。注漿結(jié)束標準注漿結(jié)束標準通?？紤]兩個指標：達到設(shè)計壓力(即終注漿效果檢查在注漿堵水加固完成后，為防止開挖時發(fā)生坍塌涌水事故，并保證隧道滲漏水水量符合設(shè)計要求，必須進行效果檢查。檢查通常采用鉆孔取芯法進行，有條件時還可采用物探等方法進行（著色劑）。鉆孔取芯法按設(shè)計要求，在注漿薄弱地方鉆檢查孔，檢查漿液擴散、固結(jié)情況和取芯率，并進行壓水（抽水）試驗，檢查地層吸水率(透水率)，計算滲透系數(shù)及開挖時的出水量；也可通過檢查孔觀察注漿后圍巖的滲漏水量，直觀地進行注漿效果的評定。注漿效果檢查在注漿堵水加固完成后，為防止開挖時發(fā)生坍塌涌水事分段注漿分段前進式注漿（可能涉及）：這種方式是注漿鉆孔鉆進一段注漿一段，由外向里依次推進。分段前進式注漿宜用于裂隙發(fā)育或破碎巖層。其優(yōu)點是堵水效果好，缺點是注漿鉆孔鉆進重復(fù)、工程量較大。分段后退式注漿：這種方式是將注漿鉆孔一次鉆完，由孔底向外分段注漿。分段后退式注漿宜用于裂隙不甚發(fā)育的巖層。其優(yōu)點是注漿鉆孔無重復(fù)鉆進，工程量相對較小。

分段注漿分段前進式注漿（可能涉及）：這種方式是注漿鉆孔鉆進一注漿工藝及要求巖層破碎容易造成坍孔或鉆孔涌水量過大時，應(yīng)采取前進式注漿，否則采取后退式注漿。孔口設(shè)3m長的Φ108mm(熱軋無縫鋼管，壁厚5mm)孔口管?？卓诠軕?yīng)埋設(shè)牢固，并有良好的止?jié){措施。一個孔段的注漿作業(yè)一般應(yīng)連續(xù)進行，不宜中斷。應(yīng)盡量避免因機械故障、停電、停水、器材等問題造成被迫中斷。因?qū)嵭虚g歇注漿、制止串漿冒漿等而有意中斷時，則應(yīng)先掃孔至原設(shè)計深度以后進行復(fù)注。注漿工藝及要求巖層破碎容易造成坍孔或鉆孔涌水量過大時，應(yīng)采取七、注漿常見問題表7-1注漿管堵塞原因分析及處理對策序號原因分類原因分析處理對策1材料問題注漿原材料過期變質(zhì)試驗，杜絕使用過期材料水泥濃度過濃采用高水灰比漿液膠凝時間過短調(diào)整配比，延長膠凝時間2操作問題漿液中進入雜物增加濾網(wǎng)；單次結(jié)束清洗設(shè)備混合漿液管路過長縮短管路，原則上不超過5米水泥水玻璃漿液管路放錯管路上制作標記注漿泵缸體中堵塞每周清洗缸體水泥漿管路中有沉積注漿過程中敲擊管路，防沉積3工藝問題注雙液時未采用混合器必須采用混合器，禁止用三通4地質(zhì)問題地層吸不進漿調(diào)整注漿終壓；調(diào)整注漿材料；七、注漿常見問題表7-1注漿管堵塞原因分析及處理對策序號原因表7-2注漿過程中跑漿原因分析及處理對策序號原因分類原因分析處理對策1工藝問題未施做止?jié){墻應(yīng)施做止?jié){墻，防止跑漿未對后補進行徑向注漿注漿前應(yīng)對后部進行徑向注漿2操作問題止?jié){墻施工質(zhì)量問題加強施工質(zhì)量；調(diào)整膠凝時間；間歇注漿后補徑向注漿效果差加強徑向注漿施工質(zhì)量表7-2注漿過程中跑漿原因分析及處理對策序號原因分類原因分析38表7-3串漿原因分析及處理對策序號原因分類原因分析處理對策1工藝問題單孔注漿量過大定量注漿，多空同步注漿注漿壓力過大速度過快調(diào)整注漿參數(shù)鉆孔間距過小加大孔距表7-4注漿時長時間壓力不上升原因分析及處理對策序號原因分類原因分析處理對策1工藝問題未設(shè)計注漿材料使用體系健全注漿材料使用體系注漿方式控制不合理采用間歇分序注漿2材料問題漿液濃度過稀調(diào)整漿液配比注漿材料不合適縮短膠凝時間表7-3串漿原因分析及處理對策序號原因分類原因分析處理對策1

7-5、地表隆起地表隆起原因較為復(fù)雜，主要分為以下幾點：（1）注漿壓力過大；（2）注漿量過大;（3）膠凝時間過長；（4）漿液粒徑過大，地層中主要為劈裂方式注入；

故本工程區(qū)間段，外側(cè)兩環(huán)主要為超細水泥-水玻璃雙液漿注入；內(nèi)側(cè)兩環(huán)為水泥-水玻璃雙液漿注入。且本區(qū)間穿越粘土層、泥巖層等，土體顆粒細小，密實。所用一般漿液無法滲透注入，但劈裂注漿壓力過大，易造成地表或構(gòu)造物發(fā)生位移。故本區(qū)間段采用劈裂滲透注漿，控制注入壓力、快速使其先形成劈裂注入，但形成的劈裂面不大，此后漿液延劈裂脈滲透注入。施工時，嚴格控制注漿壓力及注漿量，并對地表、建筑物、管線進行實時監(jiān)測，以保證施工安全。7-5、地表隆起八、注漿設(shè)備及現(xiàn)場圖片注漿作業(yè)平臺鉆機注漿泵攪拌罐砂卵層劈裂注漿效果開挖后核心土處注漿效果八、注漿設(shè)備及現(xiàn)場圖片注漿作業(yè)平臺鉆機注漿泵攪拌罐砂卵層劈裂超前注漿加固講義ppt課件42雙重管注漿工藝流程示意圖雙重管注漿工藝流程示意圖43九、本工程施工方案1、工程水文地質(zhì)狀況（1）東偽區(qū)間地地勢南高北低，場區(qū)地層由第四系全新統(tǒng)人工填土層、第四系中更新統(tǒng)沖洪積粘性土和砂土、白堊紀泥組成。區(qū)間主要穿越地層為粉質(zhì)粘土、粘土層、粗砂、全風化泥巖及強風化泥巖層，粘土層工程性質(zhì)較差，其余地層工程性質(zhì)較好。（2）現(xiàn)場勘察過程中，發(fā)現(xiàn)三層地下水，第一層為表層孔隙性潛水（編號①），第二層為淺層承壓水（編號②），均屬于第四系松散巖類孔隙水。第三層為巖石裂隙水（編號③），屬碎屑巖類裂隙水。根據(jù)場地水文地質(zhì)條件，①層水對結(jié)構(gòu)施工有一定影響。①層地下水水位埋深2.94m～4.60m（高程217.65～224.54m），附屬結(jié)構(gòu)底板位于②層水位上。施工前水位降深達到開挖基坑開挖面以下1.0m，且保持穩(wěn)定，方可保證施工過程中無水作業(yè)。經(jīng)過地勘單位確定，東廣場水頭差達6.6m，故如何保證隧道開挖安全為本工程難點。九、本工程施工方案1、工程水文地質(zhì)狀況雜填土粉質(zhì)粘土粘土砂層全風化泥巖強風化泥巖▼▼▼雜填土粉質(zhì)粘土粘土砂層全風化泥巖強風化泥巖水位線暗挖區(qū)間雜填土粉質(zhì)粘土粘土砂層全風化泥巖強風化泥巖▼▼▼雜451）施工目的：本工程施工方案設(shè)計主要是解決隧道開挖過程中圍巖土體的穩(wěn)定性問題，及控制開挖施工對上部公路、鐵路、管線及房屋的擾動問題，即在隧道開挖前在溝道前方一定范圍內(nèi)圍巖土體進行超前預(yù)注漿加固處理。通過注漿填充土體空隙，疏干土體水份，使?jié){液與土體有機的結(jié)合在一起，形成具有一定抗壓強度和支承保護能力的復(fù)合地基。使東偽區(qū)間暗挖隧道開挖線外2米增加抗壓強度和粘結(jié)性，實現(xiàn)堵水和加固地層的目的，保證暗挖隧道開挖及下穿構(gòu)筑物風險源時周邊土體穩(wěn)定，拱頂沉降量在20mm以內(nèi)，傾斜率控制在0.002以內(nèi)。2）施工方法選擇：注漿施工工藝較多，但根據(jù)本工程施工場地等條件，只能采用洞內(nèi)放射型超前預(yù)注漿工藝進行施工，（在地面無法采用垂直鉆桿器抽注漿法和擴散式傾斜鉆桿器抽注漿法施工時采用）其特點：不占用地表空間，且不影響交通及地面設(shè)施的正常運行。（該工藝經(jīng)過多年的工程實踐，積累了成功的施工經(jīng)驗。經(jīng)實踐證明此工藝已成為先進，成熟的工藝）。故本工程采用雙重管注漿工法，對隧道開挖線內(nèi)及開挖線外2米范圍內(nèi)進行深孔注漿。注漿孔數(shù)為52個，深度為17m，4環(huán)布設(shè)，以達到穩(wěn)固土體及堵水的預(yù)期目的。超前注漿加固講義ppt課件注漿原理二重管注漿工法是采用二重管鉆機鉆孔至預(yù)定深度后注漿，漿液有兩種：水泥漿、水玻璃漿液。兩種漿液通過二重管端頭的漿液混合器充分混合。注漿時漿液將顆粒間存在的水強迫擠出,使顆粒間的空隙充滿漿材并使其固結(jié)達到改良土層性狀的目的。其噴漿特性是使該土層粘結(jié)力(c)、內(nèi)磨擦角值增大，從而使地層粘結(jié)強度及密實度增加,起到加固作用。深孔注漿是用水泥-水玻璃漿液從注漿孔道均勻地注入土體中，以填充、滲透和擠密等方式，驅(qū)走砂層和粘土顆粒間的水分和氣體，并填充期位置，通過改性漿液中所含礦物與土體中的水土分別發(fā)生水解、水化反應(yīng)以及團粒作用等，形成懸浮膠體和團粒，硬化后形成強度大、壓縮小和抗?jié)B性高、穩(wěn)定性良好的土體。同時改性漿液本身膠凝時間短，在吃力含碎較大、滲透系數(shù)較大的砂層時能更好的、及時的加固止水。土體結(jié)硬后后，土體的孔隙率和含水率較低，密度加大，同時由于改性漿液擠壓土體，使土體抗變形能力增加，提高了變形模量，從而防止或減少掌子面土體坍塌。注漿原理二重管注漿工法是采用二重管鉆機鉆孔注漿參數(shù)

主要包括漿液配比、膠凝時間、注漿段長度、注漿壓力、孔位布置、注漿速率、注漿量、注漿結(jié)束標準等。經(jīng)過小導(dǎo)管注漿試驗，確定在粉質(zhì)粘土及較密實粉細砂地帶采用注漿漿液為水泥~水玻璃雙液漿。第1.2圈孔采用超細水泥+水玻璃漿液，指導(dǎo)配合比為水灰比1：1、CS體積比為1:0.5、水玻璃濃度35Be′，摻入2.5%緩凝劑。第3、4圈孔采用普通水泥+水玻璃漿液，指導(dǎo)配合比為水灰比1：1、CS體積比為1:0.5、水玻璃濃度35Be′。漿液配置應(yīng)以指導(dǎo)配比為基礎(chǔ)，現(xiàn)場發(fā)生土質(zhì)變化等突發(fā)情況可適當調(diào)整配比。注漿量可按以下公式計算：L=V×n×a（1+β）式中：L=注漿量，單位m3；V=注漿范圍土體體積，單位m3；n=地層（粉質(zhì)粘土和粘土）孔隙率；0.6-0.9a=漿液充填系數(shù)，0.7～0.9，取0.8；漿液損失率β：10％～30％，取20%；設(shè)計中，n×a（1+β）統(tǒng)稱為填充率，填充率按下表選用。注漿參數(shù)主要包括漿液配比、膠凝時間、注漿施工工藝流程圖施工工藝流程圖49中洞法區(qū)間注漿示意圖中洞法區(qū)間注漿示意圖質(zhì)量控制措施1、應(yīng)嚴格按照設(shè)計參數(shù)鉆孔，鉆孔孔位及角度偏差符合相關(guān)規(guī)定，若現(xiàn)場鉆孔孔位因客觀條件限制不能滿足設(shè)計要求，應(yīng)進行移位，并進行計算，確定參數(shù)，必要時進行補孔。2、注漿材料應(yīng)滿足設(shè)計要求，嚴禁使用過期結(jié)塊的水泥，必要時進行檢驗。3、注漿過程中，要根據(jù)不同的情況選擇合適的漿液和漿液配比。4、漿液配比應(yīng)符合設(shè)計要求，配漿時最大的誤差為：水泥、水玻璃、水為±5%，外加劑為±1%

。5、漿液攪拌應(yīng)均勻，一般水泥漿、超細水泥漿攪拌時間為3~5min，但不得超過30min，未攪拌均勻或沉淀的漿液嚴禁使用。6、注漿過程中發(fā)生串漿時，可采取兩孔同時注漿措施，若隧道周邊有泄水洞時，應(yīng)對泄水洞進行埋管限排或封堵，并對排水管或泄水洞進行觀察，若跑漿可采取縮短膠凝時間，間歇注漿等措施。7、注漿過程中，時刻注意泵壓和流量的變化，若吸漿量很大或壓力突然下降，注漿壓力長時間不上升，應(yīng)查明原因，如工作面漏漿，可采取封堵措施，如跑漿可通過調(diào)換漿液調(diào)整漿液配比，縮短膠凝時間，進行大泵量低壓力注漿，必要時采用間歇式注漿，以達到控域注漿的目的。質(zhì)量控制措施1、應(yīng)嚴格按照設(shè)計參數(shù)鉆孔，鉆孔孔位及角度偏差符8、注漿過程中，壓力突然升高，應(yīng)及時查找原因進行處理，確因漿液膠凝時間過短，則應(yīng)停水玻璃泵，只注水泥漿，待泵壓恢復(fù)正常后進行注漿。9、一臺泵發(fā)生故障后，應(yīng)立即換備用泵進行注漿。10、雙液注漿過程中，必須使用帶單向閥的漿液混合器，嚴禁用其他東西代替，以免造成管路及注漿泵的堵塞。11、注漿過程中，應(yīng)保持注漿管路的通暢，防止因管路堵塞影響注漿結(jié)束標準的判斷

。12、注雙液漿時，應(yīng)經(jīng)常注意漿液的吸入比例，測試漿液的膠凝時間，確保漿液強度和注漿堵水效果。13、雙液漿注漿結(jié)束后，應(yīng)先停止水玻璃，后停水泥漿，并應(yīng)及時清洗管路防止堵管。14、嚴格按照后退式注漿設(shè)計的段長進行分段注漿，不得任意改變分段長度，必要時進行重復(fù)注漿，保證注漿質(zhì)量。15、注漿過程中要做好記錄，鉆孔情況、注漿壓力、注漿流量、注漿量，以及注漿過程中發(fā)生的事故等，為效果分析提供數(shù)據(jù)。16、嚴格進行注漿效果檢查評定，符合要求時才能結(jié)束注漿作業(yè)，當未達到注漿結(jié)束標準時，應(yīng)進行補孔注漿。17、注漿結(jié)束質(zhì)量驗收過程中，鉆孔探測，如注漿效果達不到要求，嚴禁開挖，并進行補孔注漿，經(jīng)檢驗合格后方可繼續(xù)開挖。8、注漿過程中，壓力突然升高，應(yīng)及時查找原因進行處理，確因漿十、工程實例長春地鐵一號線南湖大路站至繁榮路站區(qū)間段，1號工區(qū)左右線大里程隧道掌子面基本位于地質(zhì)勘查報告提供的粘土、粉質(zhì)粘土層中，通過地表管井降水疏排，掌子面土體中基本無滲漏水。但是在右線大里程開挖支護至40m位置、左線大里程隧道開挖支護至31m位置，掌子面拱部土體中含水量突然增大，存在明顯的滲水現(xiàn)像，且多次發(fā)生拱部土體剝落傷人和塌方事故，現(xiàn)場開挖支護施工存在較大安全隱患。為此，經(jīng)監(jiān)理單位組織，于2013年5月29日召開了由建設(shè)單位、監(jiān)理單位、設(shè)計單位、施工單位、地勘單位和三方監(jiān)測單位參見的多方會議。經(jīng)過施工單位匯報和現(xiàn)場踏勘，發(fā)現(xiàn)施工掌子面附近一條DN300mm雨水管線堵塞，管線和收水井內(nèi)積水嚴重。經(jīng)分析討論后認為區(qū)間1號工區(qū)左右線隧道掌子面土體中突然含水量增大，拱部出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，可能原因為地表雨水管線堵塞排水不暢造成地表水下滲或掌子面前方存在不明水囊。因此，要求施工單位立即組織疏通地表雨水管道，保證排水通暢不積水，同時進行掌子面前方超前探測，探明掌子面前方是否存在水囊，并且超前導(dǎo)管支護注漿漿液由單液水泥漿更改為止水性更好的水泥、水玻璃雙液漿。十、工程實例長春地鐵一號線南湖大路站至繁榮路站地表坍塌照片地表坍塌照片洞內(nèi)坍塌照片洞內(nèi)坍塌照片3.1注漿作用改變原土體的物理性質(zhì)，增加土體的密度，提高其抗壓強度，達到對隧道拱頂土體的加固止水效果，排除施工中的安全隱患，確保施工安全順利進行。3.2二重管漿的優(yōu)點二重管注漿工藝能夠?qū)⒉煌刭|(zhì)情況填充密實，改變原土體的物理性質(zhì)，增加土體的密度，提高其抗壓強度，采用二重管注入方式，使注入系統(tǒng)設(shè)備簡單，具有很高的可靠性、經(jīng)濟性?？梢赃M行一次、二次注入切換，回路變換裝置容易實行，所以能實行復(fù)合注入。瞬結(jié)性一次注漿液和浸透性二次注漿液的復(fù)合比率，在土層改良時可以自由地設(shè)定，從粘性土、砂質(zhì)土到地下水非常多的砂礫層，以及更加復(fù)雜的復(fù)合地層都可以適用。由于一次注入是限制注漿，二次注入是的滲透注漿，注漿液不會向注入范圍外溢出，從而有利保護地下環(huán)境而不被污染。（PH7-7.5）3.3注漿孔位布置根據(jù)同種地層的施工經(jīng)驗，在采用1~3MPa的壓力下，漿液的擴散半徑根據(jù)經(jīng)驗暫定為0.5米，根據(jù)半徑選擇注漿孔的間距為起始間距0.38m、末端間距0.84m單排布置。詳見圖3-7注漿孔布置橫斷面圖、圖3-8注漿孔布置縱斷面。3.1注漿作用孔位布設(shè)示意圖孔位布設(shè)示意圖3.4注漿范圍的確定縱向注漿范圍根據(jù)南湖大路站~繁榮路站區(qū)間暗挖隧道內(nèi)滲水通道位置的實際情況決定，在洞內(nèi)采用二重管注漿方法加固地層，橫斷面加固范圍為暗挖隧道外輪廓線向外2.5米，向內(nèi)0.25米，拱弧長度為拱部210度范圍。見圖3-9注漿加固范圍示意圖

注漿加固范圍示意圖3.4注漿范圍的確定注漿加固范圍示意圖3.5注漿壓力的控制針對洞內(nèi)砂層采用拱頂部位超前注漿，為保