1、4.3.1. 帷幕注漿工藝流程 4.3.1.1. 帷幕注漿施工方案適用于烏鞘嶺隧道的斷層主帶。烏鞘嶺 隧道進口段，通過 2 處斷層主帶。其中 F4 斷層主帶分布于 DK170+450-DK170+65，斷層以泥礫為主，巖體極破碎，節理很發育， 屬軟巖。中等富水。F5斷層主帶分布于DK171+210-DK171+250以 斷層泥礫為主，巖體極破碎，節理很發育，屬軟巖，中等富水。進 口段通過斷層主帶共計 240米，在此段施工中，利用全斷面帷幕注 漿通過斷層主帶，可有效加固地層、填充節理裂縫、封堵地下水， 達到防滲加固之目的。 4.3.1.2. 帷幕注漿的設計參數 4.3.1.2.1. 根據帷幕注漿

2、加固防滲的目的、加固巖體的特性、可用 注漿材料的特點、鉆孔及注漿的設備，確定施工設計參數。帷幕注 漿施工技術參數如下： 帷幕注漿使用鋼管直徑為80, L-15m,縱向搭接4m排距為10.5m； 注漿終止壓力為5MPa水泥與水玻璃體積比1 : 11 ： 0.6 ,緩凝劑 采用磷酸氫二鈉， 摻量為水玻璃質量的 3%；注漿漿液的凝膠時間為 35min。注漿加固范圍外邊線距隧道設計開挖線的最大距離為 8m, 單管注漿半徑設計為 3.0m。 4.3.1.2.2. 帷幕注漿孔位設計 4.3.1.2.2.1. 帷幕注漿施工起始斷面平面布孔設計， 主要考慮到帷 幕注漿要在隧道設計開挖線周圍，均勻加固 8 米的

3、范圍，以及考慮 到應用軌行門架式全液壓鑿巖臺車施工能力。注漿孔的（A-A）斷面 布置見圖 4.3.1.-1 。 431222 帷幕注漿的縱 向斷面設計，主要考慮到烏 鞘嶺隧道的F4及F5斷層主 帶的地質條件很差，而且中 等富水。由于斷層主帶主要 以泥礫為主，因此，帷幕注 漿施工中的鉆孔、頂管工作 設計開挖線 環1 21 環2322 21 環32341 4、42 環42453 5 - 4354 61 25 * 61 6 26 44 55 62 4019 52 39 5218 38勺 60 51 37 17 勺耳9 i 64 59 50 36 16 35 15 27 45 56 63；58 28

4、5/ 49 34 “ 846573314 29 |4毎48痞33 面頂軌內距V 困難很大，綜合考慮施工設 計要求和施工機械設備的能 11 12 9= 30 J .O3J13 31 10 圖4.3.1.-1（ A-A）斷面帷幕注漿施工平面圖 力，漿帷幕用鋼管設計為15m長。帷幕注漿用鋼管端沿橢圓形布置， 環向最大間距2.9m。保證相鄰的帷幕注漿鋼管端不帷幕注漿的縱斷 面圖見圖 4.3.1.-2 、圖 4.3.1.-3 設計帷幕注漿加固范圍線 ABC I / 5 f 設計開挖線 止漿巖盤一. OC5 噴射20CM厚 C20昆凝土 400 onwo 一 Q5 nMun2 850 1450 圖4.3.

5、1.-2帷幕注漿施工縱斷面施工示意圖單位：CM 4.3.1.2.2.3. 見圖 4.3.1.-4和 4.3.1 -5 預加固帷幕注漿范圍線 仃 00- | 151 300 225 .225 250 一253232L t 止漿巖盤 噴射20CM厚 C20昆凝土 800 圖4.3.1.-3全斷面帷幕注漿平面施工示意圖單位：CM 1150 850 3 00 17 15 陰影代表預加固區域 13 1000 設計開挖線 16 圖4.3.1.-4（ B-B）斷面帷幕注漿孔位布置圖單位：CM 1150 850 22 40 23 39 4 42 1 38 1000 25 K 61 26 44 62 36 f

6、59 64 56 63 27 45 49 i 2； 7 34 2 47 3i 2 37 y 圖4.3.1.-5 (C-C)斷面帷幕注漿施工孔位平面布置圖單位：CM 4.3.1.3.烏鞘嶺隧道帷幕注漿施工機具配套 43131.施工機具配套選用原則：一、保證施工機具設備生產性 能滿足烏鞘嶺隧道施工設計要求；二、保證施工生產中，機械設備 性能滿足施工工藝、工序的質量要求；三、保證滿足烏鞘嶺隧道快 速施工的要求；四、保證隧道工程施工生產安全的要求； 4.3.1.3.1.帷幕注漿鉆孔機械設備 為了保證帷幕注漿施工中，鉆孔作業施工精度、保證快速施工、 合理配置施工機械，充分發揮機械化配套施工的優越性，同時

7、為保 證烏鞘嶺隧道施工中突水、涌泥等不良地質條件下，突發的意外事 故處置能力和應變能力，在帷幕施工鉆孔作業中，選擇了軌行門架 式全液壓鑿巖臺車，作為鉆孔作業施工機具。管棚施工使用的機具， 成套設備見表4.3.1.-1 。 帷幕注漿施工作業鉆孔成套設備表（表4.32-1 ） 序號 設備名稱及規格 單位 數量 備注 1 軌行門架式液壓鑿巖臺車TH586-5 臺 1 4臂、瑞典產 2 運輸車輛 臺 2 運料 3 交流電焊機 臺 1 購置 4 鉆桿 套 5 購置 5 102沖擊鉆頭 個 5 鉆引導孔用 6 鉆桿連接套 個 5 購置 7 鋼管頂進連接套 個 5 自制 8 管鉗工具 套 3 購置 9 大錘

8、 把 3 購置 4.3.1.3.2.注漿機具設備 注漿機具設備：包括注漿泵、高速攪拌機、混合器、抗震壓力 表、雙栓塞、流量計等。 攪拌設備要求能夠滿足注漿設計能力需要、強制攪拌、高速度、 高穩定性、水的摻量能夠自動、準確計量； 注漿泵能夠注入懸濁液和化學漿液、能夠滿足注漿設計能力、 配有流量流速記錄儀、可變速調節漿液注入速度； 輸漿管要具有快速施工接頭，滿足快速施工與維護的要求；混 合器具有單向止漿能力，注雙液漿時能夠保證漿液混合均勻； 孔口管要求能夠與帷幕注漿用鋼管、輸漿管進行快速拆卸與安 裝。保證施工快速進行； 流量計要求能夠計量流量、流速、并具備電腦記錄打印功能。 具體管棚注漿施工機具設

9、備名稱及性能見表431.-2 帷幕注漿施工機具設備名稱及數量一覽表（表4.3.1.-2） 序號 名稱 規格型號/性能 單位 數量 備注 1 2TGZ-60/210注漿機 雙液 臺 3 配壓力及流量計 2 攪拌機 1400r/mi n 臺 2 桶容積2*250L,拌合水 自動計量 3 混合器 雙液 個 5 自制 4 雙栓塞 雙管、異徑、三爪 套 10 5 高壓球閥 25、30 個 10 壓力按設計選用 6 抗震壓力表 壓力按設計選用 7 高壓膠管 25每根10米 根 10 帶快速接頭 30每根5米 根 5 帶快速接頭 8 孔口管 80 根 帶法蘭盤、自制 43133.現場試驗設備見下表 注漿施工

10、的技術重點：一方面是設計是否符合實際施工要求； 另外一方面既是注漿施工作業中的過程控制。所以一定要保證注漿 施工現場的試驗工作。其目的是控制影響注漿效果的各個因素保證 在設計的范圍之內。 通過玻美度計現場檢測水玻璃的配制是否滿足設計要求；通過粘 度計進行現場檢測注漿漿液黏度是否滿足設計要求；通過溫度計進 行現場檢測，確定水泥漿液或水玻璃的溫度是否在涉及范圍內，并 以此推斷溫度對注漿漿液凝膠時間的影響程度；通過現場進行注漿 漿材凝膠時間試驗測定，判斷施工配比是否滿足設計要求；最重要 的是通過現場觀察得到的壓力變化數值、流量變化數值、流速變化 數值等施工參數，現場進行注漿設計調整與優化。具體的現場

11、試驗 設備以其名稱見表431.-3 。 注漿施工現場試驗設備名稱數量一覽表（表4.3.1.-3） 序號 名稱 規格型號 單位 數量 備注 1 壓力機 壓力換代用 套 1 2 天平 0-1Kg、感量 1g 臺 2 3 維卡儀 組 1 4 秒表 0. 1s 塊 2 5 粘度計 ZNN型 個 2 6 比重計 ZNB型 個 4 7 玻鎂計 0-70Be 支 4 8 溫度計 0-50 C 支 2 9 磅秤 50Kg 臺 1 10 電爐 1-1 . 5KW 個 2 11 試模 4*4*4、7.07*7.07*7.07 套 6 抗滲試模 4.3.1.4.帷幕注漿施工 4.3.1.4.1.帷幕注漿施工工藝流程

12、圖見圖4.3.1.-6 厶 A O O Q 厶厶厶厶厶厶厶厶厶 臺4. 3. 2.-3 臺臺臺臺臺臺臺臺臺 43141.注漿方式 43141.1. 注漿方式采用分段后退式注漿和獨頭注漿方式。在烏 鞘嶺隧道施工過程中，根據地質超前預報、鉆引導孔的涌（滲）水 情況、裂隙發育程度和注漿設備能力確定具體的注漿方式。烏鞘嶺 隧道由于節理極度發育、巖體極破碎，中等富水，故原則上采用后 退式分段注漿方式，以確保漿液的擴散半徑和均勻性。 431412 分段后退式注漿方式目的是為了提高注漿漿液在預加 固圍巖中的均勻分散程度，保證漿液的擴散半徑達到設計要求。分 段后退式 注漿的節 長為2m 每節前后 搭 接 0.

13、5m。分 1 200 L出漿孔 雙栓塞一注漿芯管 /r f / 1 11 1111 廠i | r 一帷幕鋼管 圖431.-7雙栓塞后退式注漿施工示意圖單位：cm 段式注漿施工示意圖見圖4.3.1.-7 431413獨頭注漿方式見圖4.3.1.-8 孔口管1 混合器 管口封閉單向閥 圖 4.3.1.-8 獨頭注漿示意圖 4.3.1.4.2.利用單向閥管技術，控制注漿串孔 以往帷幕注漿施工經驗告訴我們：在帷幕注漿施工中，最難控 制的是防止串漿現象的發生。帷幕注漿施工中，如果有一根鋼管內 發生串漿現象，那么這根鋼管就會失去原有的作用。造成注漿擴散 半徑達不到施工設計要求，所加固的圍巖內產生注漿空白區

14、，為隧 10M注漿孔 -T 1*- 圖431.-9管棚施工單向閥管加工示意圖單位 cm 道滲漏水埋下巨大隱患， 甚至造成巨大損失。 為防止注漿施工過程 中發生漿液串孔的不利狀 況發生，影響帷幕注漿施 工加固圍巖的效果，所以 烏鞘嶺隧道工程帷幕注漿 施工過程中采用單向閥管 的新方法。此種方法可有 效防止竄漿的現象發生，提高管棚的施工質量。其具體方法見圖 4.3.1. -9。如圖單向閥管的孔口經過特殊處理：1、鉆外孔；2、鉆 內孔；3、涂環氧樹脂；4、安裝封閉蓋。 4.3.1.4.3.帷幕注漿施工準備 為了保證帷幕注漿施工作業順利進行和保證施工質量，安全， 逐將前應做好如下施工準備工作： 4.3.

15、1.4.3.1. 在帷幕注漿段前須加強注漿段前 5M須加強隧道初期 支護一一原設計的單層鋼筋網，改為雙層鋼筋網；隧道開挖尺寸較 施工正常值放大10CM噴錨厚度為30CM 4.3.1.4.3.2.止水止漿墻的施工：為防止未注漿地段地下水涌出作業面及注漿時跑漿，注漿地段的起始處掌子面應噴射20CM厚混凝土 （加雙層鋼筋網），以后，每個注漿段終止處留出4米厚的止漿巖盤。 431433 隧道斷面防線，定中線，在止漿墻上標出注漿孔位。 431434 由專業注漿技術工程師，進行技術人員的培訓，了解 注漿材料的性能，進行現場材料的試驗。 431.435.繪制鉆孔、注漿操作參數記錄表格。 431436 按設計

16、要求擺設鉆機，布設注漿站。注漿站的施工布 置示意圖見圖4.3.1.-10。 管口接頭四臂液壓1 I 鑿眼臺車 |電源 水源 圖431.-10注漿站施工平面布置示意圖 注漿平臺；攪拌桶；儲將桶；水玻璃桶；稀釋水玻璃桶；U+2465青水桶; 4.3.1.4.3.7.配備好施工用水、電、材料（包括水泥、水玻璃、緩 凝劑等材料），整齊布置，避免受潮或影響施工。材料必須是經過質 檢工程師和實驗工程師及監理工程師檢驗過的，方可進入施工現場 4.3.1.4.3.8.施工機具設備調試：檢查鉆機是否工作正常、注漿設 備進行壓力、流量試驗和調試。 4.3.1.4.3.9.注漿工作開始前，應先進行超前探水施工作業，

17、根據 探水情況，確定第一環節注漿止水巖盤的位置。 43144.全液壓鑿巖臺車鉆深孔施工 43144.1.由于F4及F5斷層主帶巖層破碎，以泥礫為主，節理 很發育，中等富水，因此，鉆孔施工中采用102的鉆頭進行鉆孔， 即采用大引導孔施工，在最大程度上克服在頂管施工作業中送管難 的情況發生。 4.3.1.4.4.2. 液壓鉆孔臺車的鉆桿長度為4.3米、5.525米，鉆深 孔時必須接長鉆桿。因此，隨著孔深的增大，需要對回轉扭矩、沖 擊功率及推力進行控制和協調，尤其要嚴格控制推力，不能過大。 4.3.1.4.4.3. 為了確保鉆桿接頭有足夠的強度、剛度和韌性，鉆桿 連接套應與鉆桿材質一致，兩端加工內螺

18、紋（配合鉆桿首位端外螺 扣），連接套的壁厚10mm連接套及連接方式見圖4.3.1.-11。 7/ i么 i 1 波形螺紋 圖4.3.1.-11鉆桿聯接器示意圖 為防止鉆桿在推力和振動力的雙重作用下，上下顫動，導致鉆孔不 直，鉆孔時，應把扶直器套在鉆桿上，隨鉆桿向前鉆進向前平移。 4.3.1.4.3.4. 臺車就位固定后，有測量工站在車壁掛藍上繪制孔位。 4.3.1.4.3.5. 施鉆時，臺車大臂必須頂緊在掌子面上，以防止過大 顫動影響施鉆精度。 4.3.1.4.3.6. 鉆機開孔時的鉆速宜采用低速，鉆進20cm后轉入正常 鉆速。 431.437.第一節鉆桿鉆入巖層，尾部剩余20至30cm是停止

19、鉆 進，人工用兩把管鉗卡緊鉆桿，鉆機低速反轉，脫開鉆桿。鉆機沿 導軌復位，再裝入第二根鉆桿。 431328 引導孔的孔徑較管棚鋼管外徑大15至20mm孔深較 管長長0.5米以上。 4.3.1.4.4.管棚頂管施工 4.3.1.4.4.1.頂管工藝：根據快速施工的要求，決定采用大引導孔和 棚管鉆進相結合的工藝，及先鉆大于鋼管外徑的引導孔，然后利用 鉆機的沖擊和推力（頂進管棚時鑿巖機不使用回轉壓力，不產生扭 矩）將安有工作管頭棚管沿引導孔頂進，逐節接長管棚，直至孔底。 管棚頂進連接套及管棚扶直器見圖4.3.1.-10。 扶直器 液壓臺車大臂 圖4.3.1.-12鋼管頂進聯接器及鋼管扶直器示意圖 4

20、.3.1.4.4.2.管件制作：帷幕鋼管采用80的普通無縫鋼管，鋼管 節長3米，帷幕鋼管長度15米，因此，必須接長3次以上。管棚接 長時先將前一根鋼管頂入鉆好的引導孔后再行連接。現場加工的管 節連接套見圖4.3.2.-13 ,要預先焊接在每節鋼管兩端，便于連接。 * jf J jF jF jf X jT jf jf jFjf # 聯接內螺紋_ 1 接頭A 圖 4.3.1.-1 接頭B 管節連接套 431443 接長管件應滿足管棚受力的要求，相鄰管的接頭應前 后錯開，避免接頭在同一個斷面受力。 431444 頂管作業：將鋼管安放在臺車大臂上后，鑿巖機對準 已鉆好的引導孔，低速推進鋼管，其沖擊力控

21、制在 1.8至2.0MPa 推進壓力控制在4.0至6.0MPa I 0 尹A、 八5 Z 4半00 : 4.3.1.4.5. 封閉鋼管尾部 先用麻布條封堵管棚鉆孔 空隙，后用環形楔環頂緊， 最后用電焊將楔形環焊接 在管棚上。見圖 4.3.1. -14 所示。 4.3.1.4.6. 配制漿液 4.3.1.4.6.1. 漿液的攪拌 1 20m寬斷縫300I 圖431.-14楔形鋼環加工示意圖單位：mm 水泥漿的攪拌應在高速攪拌機內進行，嚴格按照施工配合比進 行投料，水泥漿的濃度一般控制在0.5 : 1-1.5 : 1,并根據地層裂 隙情況、含水狀態及凝膠時間要求合理使用。 烏鞘嶺隧道注漿施工中采用

22、高速攪拌機進行水泥漿液配制，高 速攪拌機安裝兩部7.5KW高速電機，拌制力強勁高效，每分鐘轉速 達到1400r/m。攪拌機布置有兩個制漿桶， 配有自動加水計量儀，可以保證水泥漿液的施工供應和漿液拌 制質量。 431.462. 攪拌水泥漿的投料順序：在防水的同時，將緩凝劑、 外摻劑在水中按一定比例加入，攪拌溶解，再將需要的水泥倒入， 攪拌 2-3min。 431.463. 外摻劑的重量為水泥重量的5%-10%緩凝劑的摻量占 水泥重量的2%-3% 4.3.1.4.6.4. 濃水玻璃的稀釋方法。1、采用水玻璃比重D與玻美 Be之間的關系如下。2、采用邊加水邊攪拌，邊用玻美度計測量的 方法進行。 14

23、4. 15 D 144. 3 B e 144. 15 B e =144. 3 D 4.3.1.4.6.5. 制備水泥漿或稀釋水玻璃時，嚴禁水泥塊或紙片進入 漿液，放漿進入儲漿桶時要用濾網過濾，以防止堵塞注漿泵 4.3.1.4.6.6. 做好配置漿液的施工紀錄，為分析注漿效果提供依據。 4.3.1.4.6.7. 配置好的漿液存放在由低速攪拌器的容器內，防止漿 液由于存放時間稍長產生沉淀、離析等現象 4.3.1.4.7.注漿施工 4.3.1.4.7.1. 注漿工藝系統：雙液注漿工藝系統如圖4.3.2.-15所 示。單液注漿只需一套壓漿系統，不用混合器，其余同雙液漿施工 方法。 6、壓力表；7、輸漿

24、管；8、快速接頭；9、孔口壓力表；10、鋼管接 頭；11*混合暑；14單向閥；】3*三通；14、止漿塞；15.注漿孔 431472注漿工藝流程圖（見圖4.3.1.-16 ） 臺4. 3. 1. - 16 臺臺臺臺臺臺臺 4.3.1.4.8.注漿順序 管棚注漿順序原則上遵循著“先外后內” 、“跳孔注漿”、“由稀 到濃”的原則。帷幕注漿施工由外側帷幕鋼管開始注漿，最外層鋼 管注漿結束后再注內側一環鋼管。跳孔進行注漿施工，開始時注漿 的漿液濃度要低一些，逐漸加濃至設計濃度。 通過此種注漿順序安排，有利于帷幕注漿施工的漿液在設計加 固范圍內的擴散，先注漿的漿體成為后注漿漿體的約束，而后注入 的漿液對先

25、前施工的漿體有起到增加致密度和填補注漿空白區的作 用，利于防滲與加固的施工設計要求。 4.3.1.4.9. 注漿施工要點 43149.1.注漿孔位要準確，定位偏差應小于 5cm孔底偏差不 大于孔深的 1%至 2%。頂管施工作業過程中會使管內混入一些碎石和 碎屑，在注漿施工前一定要用高壓風水進行吹洗，如果管內仍有較 大的碎石，應采用小于鋼管內徑的鉆頭，利用鑿眼臺車鉆進將其鉆 碎，吹洗干凈。 4.3.1.4.9.2. 拌漿時嚴禁紙屑等雜物混入漿液，拌好的漿液要經過 過濾，未經過過濾的漿液嚴禁進入泵體，以防堵塞。注漿過程中， 要時刻注意泵口及孔口的壓力變化情況，發現問題及時處理。雙液 注漿時，要經常測定混合氣候的漿液的凝結時間，防止由于泵及管 路故障，造成漿液比例改變而發生事故。注漿過程中，如發現孔口 及工作面漏漿，要采取封堵，縮短凝膠時間及采用間歇注漿方式。 做好鉆孔、注漿紀錄，為分析注漿效果提供依據。注漿結束后，要 徹底的清洗泵體和管路，以保證下次注漿安全順利進行。 4.3.1.4.9.3. 注漿施工過程中如發現掌子面漏漿，應及時用麻布進 行封堵。 4.3.1.5. 嚴格注漿施工作業現場控制，保證注