水泥水玻璃双液注浆配合比知识点多!

防水可以防止霉菌和腐蚀问题。有效的防水措施可以防止水分渗透，减少建筑物结构受损的风险。今天让小编来大家介绍下关于水泥水玻璃双液注浆配合比的问题，为在防水方面有需要的人群解疑答惑。

文章目录列表:

1.水泥水玻璃双液注浆配合比
2.注浆加固
3.求实际生产中，喷射混凝土的配制方法。要自己实际做过的，有数据支持的例子~！
4.注浆堵水加固及开挖支护

水泥水玻璃双液注浆配合比

①选取质量可靠的主材和外加剂,进行浆液配合比试验,确定符合设计要求的浆液配合比。

②在大面积施工前进行灌浆试验,以掌握对该场地的灌浆工艺及各项技术参数。灌浆试验根据面板脱空破坏情况,路基压实度,地质情况等不同分别选择有代表性的路段进行,在确认施工工艺和材料配合比可以满足设计要求时,可结束灌浆试验,否则继续进行试验,直至满足设计要求。灌浆试验应达到下列要求:

③灌浆试验工点不少于5处,每处不少于4孔。

④进一步明确满足设计要求的施工工艺及各种参数指标,包括注浆浆液配比,浆液性能参数,注浆工艺,注浆压力,注浆流量,浆液扩散半径等。

3灌浆施工技术措施

根据加固深度和加固要求的不同,采用注浆塞法施工。注浆塞法灌浆施工是采用在道路面板上用风动凿岩机钻孔,孔深至设计加固深度,孔口用注浆塞封闭,再通过注浆塞,注浆管连接注浆泵将预先配制好的浆液均匀注入板底空隙、板下基层、路基填筑土和地基中,以充填、渗透、挤密等方式赶走板底,基层裂隙中的积水、空气后占据其位置,使其得到加固。

①标出桩号，再根据确定的处理方案定出区域的具体位置及道面板的排、行编号,现场用红漆标明。用钢尺或卷尺丈量出准确距离,用红漆作出钻孔孔位明显标记。注浆孔位按设计要求布置。

②钻孔

孔深在4.0以内的注浆孔采用风动凿岩机或钢筋商品混凝土钻孔机和平板震动器成孔。钻孔时,孔位应和放样原位尽量吻合,误差不得超过3cm。钻孔深度应超过设计要求加固深度3 cm。全线污水管上方的加固深度为管顶以上0.5米。成孔后用红漆在板面标注各孔压浆顺序。

③制浆

采用机械拌浆筒制浆,严格按浆液配比进行制浆,并且根据当天的气温情况,对浆液进行适当的微调整.每拌浆液配制结束后,用特制的运浆车运到注浆工作面。

④注浆

根据脱空和疏松区域的位置以及灌浆试验确定自上而下的注浆方式。

达到每孔灌浆完成符合设计规定条件后方可上拔注浆芯管。每节灌浆完成条件为出现以下三种情况之一：注浆压力超过灌浆试验确定的压力上限值；稳定注浆压力超过起始稳定注浆压力0.2-0.3MPa；砼板纵、横缝隙冒浆5-10秒。

灌浆施工时对道板抬高量进行即时监测,监测仪器采用自动安平水准仪和活动标尺,监测点布置在注浆孔附近.

单孔单次灌浆结束条件为最后一节灌浆达到每节灌浆完成条件或孔口道板抬高1-2mm,以保证灌注效果.

灌浆根据以下原则按一定顺序进行:先压注横缝两侧的孔,再压注其他孔；先压注外排孔，再压注内排孔，最后压注中间孔；采用跳孔施工。

灌浆过程中溢浆的孔采用特制浆塞封堵，防止压力散失，注浆完毕拔除注浆塞后立即用止浆塞封堵，防止浆液反流，止浆塞在灌浆结束后8-10分钟，并确认无浆液反流情况后方可拔除。

⑤封孔

每孔注浆结束后24小时后，方可用专用封孔材料，严格按照操作技术要求进行封孔。封孔材料采用无收缩水泥灌浆料，中粗砂，减水剂和适量水拌和而成，每次拌料时应一次加入所需水量，不得在中途加水。

封孔孔深需到达10cm以上（孔内残浆可在浆液未初凝时及时清除），达不到深度的孔应凿除孔内残存物以保证深度要求。孔壁必须洁净和进行预湿润以增加封孔材料与孔壁的粘结度。封孔时封孔材料应与道面板平齐或略低于道面2-3mm。

封孔完毕后三天内用吸水性较好的草包，麻袋之类浇水覆盖养护，并经常淋水保持湿度。

⑥清扫

注浆,钻孔过程中应及时清扫。

注浆结束后，对残留在路面的浆液及时清扫，并用水冲刷，避免浆液流入路面缝隙污染路面，影响今后沥青罩面的粘结。

⑦检测及补灌浆

灌浆后7天对路基路面情况进行检测和实验，检测和实验项目采用弯沉检测，并与处理前的检测资料进行对比。

检测结果满足设计要求（板块脱空部分被完全充填，基层胶结密实，相邻板间弯沉值小于0.06mm）后，方可进行下一步施工，否则必须进行补灌浆，补灌浆孔位根据检测情况确定，施工工艺与前灌浆施工施工基本相同，施工参数可根据实际情况做相应调整。

注浆加固

双液浆注浆工艺相对于单液浆而言较为复杂，注浆工艺流程如图4-18。

图4-18 双液浆注浆工艺流程图

实现双液注浆通常有三种模式：双液泵单缸双系统、双液泵双缸双系统、单液泵双泵双系统。

双液泵单缸双系统，如KBY双液注浆泵，该注浆泵是采用单缸实现双液注入，浆液脉冲大，不易混合，双液比例仅能较好地实现1∶1配合比注浆。

双液泵双缸双系统，如HFV-5D双液注浆泵，该注浆泵为全液压双缸双液往复式注浆泵，它由两组系统组成，全液压系统能实现按任何要求的配合比进行双液浆注浆作业。注浆作业过程中，泵出压力较稳定，脉冲小。在注浆过程中，可以随意调节压力和流量，从而满足注浆过程中的参数调节，达到满意的注浆效果。

单液泵双泵双系统，如采用两台ZJB（BP）-30型单液注浆泵组合，分别注入不同单液浆，从而实现双液浆注浆。

结合水泥-水玻璃双液浆的性能特点，影响浆液凝胶时间有水泥浆水灰比、水玻璃浓度、水泥浆和水玻璃体积比，事实上，在现场注浆施工中，水泥浆水灰比和水玻璃浓度是不宜经常更换的，因而，调整水泥浆和水玻璃的体积比是实现双液浆凝胶时间调整的最佳方法。但双液浆单缸双系统不能完成，因此，在双液浆注浆时，若需要经常更换双液浆体积比来实现堵水作业，宜首选双液泵双缸双系统，次之为单液泵双泵双系统配套。

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南岭隧道注浆种类：

1）按地点分：地表注浆、洞内注浆。

2）按注浆材料分：水泥浆液、化学浆液，或单液浆、双液浆。

3）按注浆时间：预注浆、后注浆。

4）按注浆目的分：围岩加固、堵水堵泥。

据不完全统计，南岭隧道注浆工作量如表10-3。

表10-3 南岭隧道钻孔注浆工程量统计表

（1）注浆方案的选择

注浆方案的选择是指地表垂直钻注法与导坑水平钻注方案的选择，应根据隧道与施工条件确定。一般情况下，当含水层较厚距地表较近，或含水层虽薄，层数较多时；当隧道为浅埋隧道，能使钻注与导坑掘进平行作业，加快施工进度时；当地表钻孔较易见到突水层时，用地表垂直钻注是合适的。反之，含水层较薄，但深，或含水层虽多，但相距较远，其间又有隔水层时；当隧道为深埋隧道，钻孔工作量过大，且钻孔不易见到突水层时，则宜用导坑水平钻注。

南岭隧道下连溪、生潮垅地区为岩溶发育地层。涌水突泥时间长，量大，已经产生许多陷坑，还可能存在一些隐蔽陷坑，地表与洞内存在许多网状、串珠状岩溶通道。故地层已被严重扰动，采用单一的地表钻注或洞内钻注都不能达到堵水的作用，采用两者结合的办法较好。

1）地表钻注比洞内钻注超前一环进行，可以加快施工进度，可充填溶裂，加固地层，堵塞大的突水通道，以利提高洞内钻注效果。

2）岩溶地层溶裂无规律，地表钻孔往往不易见到溶裂地层，所以必须结合洞内钻注法，以提高钻注质量。

3）地表钻注条件好、速度快；洞内钻注工作面小、干扰大、施工条件差，影响和占用掘进时间。

4）地表与洞内注浆量出入不大，各种注浆方法的效益还难以精确判断。倘有成果，这是由于采取两种注浆方法相结合之故。但洞内注浆止水效果优于地表注浆。

5）当地表钻注能控制和堵塞溶裂，且打20°～30°斜孔能见溶裂层时，宜优先使用地表钻注，反之应优先或结合使用洞内钻注。

（2）注浆方法与段高

注浆段高是指一次注浆的长度，其方法分为全段一次注浆和分段注浆两种。全段一次注浆是将注浆孔钻至终深一次注浆。分段注浆又分分段下行式（自上而下）注浆与分段上行式（自下而上）注浆。

地表钻注时从节约投资考虑，地质钻孔同时又是注浆孔，并且，为了避免施工干扰，只能把地质钻孔全钻完后方可注浆，这给施工带来了极大困难，只好采用全段一次注浆。注浆中极易孔口冒浆，浆液未达毛洞有效范围的溶裂，注一孔造成周围邻孔冒浆固结。如注生潮垅一期工程12#孔周围11个孔串浆；地质钻孔多次变径且小，满足不了注浆要求；套管埋深不够，仅满足地质孔要求，但作为注浆孔则不够；施工中采取的措施是将全段一次注浆改变为分段注浆，根据溶裂的标高可分别采用下行式或上行式，采用多次洗孔注浆法，直至满足终孔标准。提高注浆工艺，严格控制注浆范围，采取的方法：①将不合格的孔口管重新埋至完整灰岩下2m。②注意浆液配比，适时压注双液。③下钢花管控制注浆范围。④加强注浆信息反馈测试工作。⑤采用多孔同步注浆新工艺等。在地质极其复杂，施工条件极为不利的情况下，通过采取上述措施，注浆质量符合设计要求。在钻孔附近，即在有效范围6m内的隧道附近溶裂已加固，隧道净空以上与洞内连通的溶裂封堵加固，地表形成注浆层硬壳，以利洞内施工方案的实施。注浆压力通过多次钻注从0→（0.5～0.7）MPa→（1～2.5）MPa。从洗孔取样看，溶洞部分岩心为普通水泥-水玻璃双液浆浆块或浆液与泥的混合块。生潮垅注浆扩散由南向北移动。

洞内注浆段高的选择，可参考我国的经验数据。在极破碎岩层中，注浆段高一般为5～10m，破碎岩层10～15 m，裂隙岩层15～30m，重复注浆可取30～50m。南岭隧道采用多孔反复钻注法，且钻机的性能决定注浆段高选择为30～40m。

注浆方法一般宜采用预注浆以防患未然，如出现涌水突泥，再钻注的后注浆法，则成本高、干扰大、工期长、效果不如预注浆显示得快而好。

（3）钻孔布置与钻孔机械

注浆孔的数目布置对注浆效果、钻注时期、成本影响很大。注浆孔数的确定与岩石裂隙的大小、发育情况、导坑与隧道断面、钻注机械的性能、浆液种类等因素有关。

按照注浆机理，粘土中一般不能进行渗透注浆。若按渗透注浆则粘土中孔距大大小于粗砂地层的1.5 m间距。施工中按经验布孔，同时不采用渗透注浆原理，而用压溃、劈裂原理布孔。

地表布孔的原则：①距隧中线左右各7 m，间距10m梅花形布置两排钻孔。岩溶发育的隧道可加孔，以期形成帷幕。②应根据钻探资料、洞内水平钻孔资料、施工的有关资料，将钻孔位置适当移动，增减孔数。③本工程一般都设计为垂直钻孔，碰到岩溶几率较少，最好应布斜钻孔，以增加揭露裂隙几率。

岩溶地层为典型非均质岩层，与均质岩层的钻注设计和施工差别很大。施工中布孔遵循下列原则：①绝大多数钻孔的终止位置在隧道外轮廓线外2m以上。②终孔间距5m左右，以达到沿隧道轮廓形成封闭帷幕。导坑中部布孔稀，主要为获取地质资料和作注浆用。③对已探明溶裂突水处应布孔。如钻孔突水，及时注浆堵水。④对充填稀粘土的溶洞地层，采取临孔钻注，使本孔排稀泥。⑤布孔先疏后密、先外后内。一般导坑四角各打一孔，中部一孔，根据具体情况再增加钻孔。先钻一般溶裂地层的孔，然后再集中于大的溶裂与溶洞层。

根据铁路隧道施工的特点要求钻机体积小、重量轻、钻进速度快。本工程钻机分两类，一类地质钻机：XY-2、XY-2B、XU300A-D宜用于注浆与打管棚孔，可取岩心；100A-D宜用于导坑探水取岩心。二类YG-80、YGZ-100重型风动凿岩机。后者更好，配有液压风动支架，经改进钻孔工艺，可打俯角孔，与在溶洞地层中取岩心，地质钻小班进尺约2 m，风动钻小班进尺5～10m。南岭隧道出口端钻孔机械配套如表10-4。

表10-4 南岭隧道出口端钻孔机械表

（4）注浆材料与配比

注浆材料主要有水泥、水玻璃、化学浆液三大类。注浆材料应选择适用于南岭隧道的注浆设备并能注入岩溶中去。在其中固化堵塞涌水通道，加固溶裂中流塑性粘土的品种，由于岩溶注浆用压溃、劈裂法代替渗透注浆，对注浆材料种类、黏度、颗粒性等要求不再像静压渗透注浆那样严格。

本工程以水泥浆液为基本浆液，要求用新鲜的普通硅酸盐32.5 R水泥，不宜使用矿渣水泥。

采用水泥-水玻璃系双液注浆时，双液配合比主要用经验方法确定，试验室配比试验得到的初凝时间与抗压强度，施工中要适当调整。本工程浆液水灰比控制在0.65∶1～1∶1。一般开始与终结的配合比为0.8∶1～1∶1。注浆中程大进浆量时水灰比为0.8∶1～0.65∶1。水泥浆与水玻璃的配合比用泵量控制。

为了改善水泥浆性能和提高在流塑泥中注浆的效果，可适当掺加若干化学材料。其作用：①速凝。②缓凝。③增强。④增加浆液和易性，提高浆液的可注性。⑤促使粘土块粒崩解，以利浆液脉状运动，固结土体。⑥节省材料与投资。⑦选出最佳经济效益与性能的配合比。

（5）注浆设备与注浆工艺流程

南岭隧道出口端注浆设备如表10-5。

表10-5 南岭隧道出口端注浆设备表

BW250泥浆泵代注浆泵，该机性能较好卧式三缸往复单作用注塞泵。性能如表10-6。

表10-6 BW250泥浆泵性能表

拌和机卧式较好，它拌和均匀，体积净空小，尤适用于洞内注浆。

单液注浆工艺流程较简单，而普通水泥-水玻璃双液浆要求浆液能按预定的扩散距离准确凝固，对其工艺流程要求严格。普通水泥-水玻璃双液浆注浆工艺流程较单浆注浆多一套设备及管线，较为复杂，其主要特点如下。

1）用两台同型号注浆泵（用泥浆泵代），也可用两台不同型号泥浆泵，或一台能够同时输送CS的双液泵。

2）两种浆液在孔内或孔口混合，采用孔口混合的立式球阀混合器或三通旋塞。

3）泥浆泵应用可调泵量压力的泵，双液泵也应可调泵量与压力。

4）采用混合注浆时，浆液在注浆设备与管路中均不得发生凝固而影响正常工作。

5）注浆设施应满足最大吸浆量和最大压力的要求，并应有备用部件。

6）混合器在孔口，泵应紧靠工作面，输浆管尽量短一些。

南岭隧道洞内工作面注浆。由于工作面狭窄，水泥拆包、搅拌灰尘飞扬，若开风机粉尘愈浓，职工劳动条件恶劣，气温也高，注浆材料用梭式矿车从洞外运入洞内。一旦运输发生故障，注浆材料供不上，对注浆质量影响也极大。对此，充分利用浅埋隧道的特点，在下连溪、生潮垅地段打了六个通风（?35～?60cm）大孔，并用大孔运输浆液。将搅拌站固定在通风孔的地表。

1）开挖工作室，双线导坑尺寸3.2 m×3.5 m，长度不小于10m，工作面破碎或已涌水突泥，按设计灌注止水墙。

2）在地表通风孔处安装搅拌站，在通风大孔内安装两种浆液的输送管道入洞内。洞内同时设置两种浆液贮浆池，搭设工作平台，安装钻注机械。

3）开孔嵌入基岩2 m，用普通水泥-水玻璃浆埋设?127mm或?150mm孔口管（带法兰盘）。

4）24 h后即可正式钻进：①无大的溶裂，可钻至设计孔深；②遇较大溶裂，应停钻准备注浆；③遇有承压水或流塑泥的钻孔，应组织人力，千方百计安装闸阀，并关闭，准备注浆。

5）安装注浆管道，双液混合器与三通旋塞。注水试验完毕合格后即可注浆。水泥浆在洞内贮浆池内要进行第二次搅拌，注浆达到规定的标准，即可终孔。

6）继续洗孔或开新孔，再按上述情况进行注浆，直至全部设计钻孔完成。

7）打检查孔，综合注浆资料与检查孔岩心情况，判断注浆质量，达到设计要求，即可撤除钻注机械，掌子面可放炮掘进；未达要求可适当补孔补注。

（6）注浆参数和质量检查

注浆参数有：浆液的扩散半径，注浆压力、浆液浓度、浆液注入量、注浆结束标准等。

目前在非均质岩溶中注浆的参数尚少，按几环钻注的经验并参阅有关资料，对注浆参数作如下规定。

1）浆液的扩散半径。浆液扩散半径即表示浆液的有效范围。按照岩溶中普通水泥水玻璃双液浆注浆的压溃劈裂有效范围之经验值为4～6m的孔间距，选用为5m。遇到整体灰岩时间距可放大，遇大裂隙和溶洞断层应将间距缩小或增孔。

2）注浆压力。注浆压力是使浆液扩散、充塞、压实所需的压力。它与掌子面静水压力、突水的动水压力、岩溶裂隙的粗糙程度、溶洞是否充实及其大小、位置、过流断面的大小、充填物的成分、含水率、浆液的黏滞性、颗粒度和胶凝时间等因素有关。注浆压力经验公式：

地表注浆按下式：

地下工程注浆技术

式中：P为注浆压力（MPa）；H为孔位至静水位的高度（m）。

洞内注浆按下式：

地下工程注浆技术

式中：K为洞内修正系数，动水突泥因素，取1.2～2.0。

注浆压力与裂隙宽度有关，如图10-15。本工程地表注浆压力为1.5MPa，洞内注浆压力3～4MPa，注浆段最后施工的钻孔可达6MPa，个别孔瞬间可达10MPa。

图10-15 注浆压力与裂隙宽度关系曲线

3）浆液浓度。浆液浓度是指水玻璃的浓度，水泥浆与水玻璃的配合比一般不改变，若要改变浆液的参数，一般只是改变水泥浆的浓度。岩溶裂隙越大，用浆也越浓，每孔灌注时通常是由稀逐渐调浓，终孔前又可能由浓调稀，浆液浓度的选择可参照经验公式，按岩层的吸水率公式计算：

地下工程注浆技术

式中：Q为单位时间每米钻孔在每米水压作用下的吸水量（L/（min·m·m））；H为试验时所利用的压力（水头压力高度，m）；h为试验钻孔长度（m）。

在岩溶发育的石灰石岩层注浆，可利用表10-7所列数据选择浆液浓度。

表10-7 浆液浓度选择表

4）浆液注入量。可按扩散半径、岩溶裂隙率采用下式计算。

地下工程注浆技术

式中：Q为注浆量（m3）；R为扩散半径（m）；H为注浆段长（m）；n为地层裂隙度或空隙率，一般取1%～5%；α为浆液填充率，根据地层不同，一般取0.3～0.9；β为浆液损失率，取0.1～0.3。

5）注浆结束标准。可从三方面掌握。第一，由于地层岩溶范围难于精确测定，注浆总量也难以测算，故注浆结束不能用注浆量控制，应以设计注浆压力的终值进行控制。其终值根据客观条件的变化，应选择合理的上限和下限值，以满足整治涌水突泥的要求。第二，每一注浆段应经几次注浆才能达到质量要求，且每一注浆段由多孔组成，当注最后一个孔时压力应较规定值大。达到终值时，地表注浆应稳定半小时，洞内注浆应稳定2 小时。第三，规定导坑突水量作为终止标准，矿山、煤矿规定为10m3/h，南岭隧道为20m3/h。

6）注浆质量的检查。在施工中应详细的记录，数据齐全。经过认真的整理分析后，可作为判断、评价注浆质量的重要依据。

用检查孔检查钻进中的情况与岩心成分与注浆体，用溶洞泥固结的抗压强度等来评价溶裂与流塑泥的注浆质量。

采用各种测试手段测定工作面注浆后的突水量，突水量小于规定值，则质量合乎要求。

还可以从注浆段掘进情况中直接检验注浆质量。

7）突泥整治。南岭隧道DK1935＋696～＋745段长55 m，为全隧地质复杂之冠。该段岩溶极为发育，溶洞距地表高达87 m，水平长度85 m，成45°倾斜，与隧道斜交。穿过相交长度约50m。溶洞多为流塑与软塑状**粘土所充填，其形态为：①隧道左侧岩溶发育规模较大，形态较复杂并延伸至隧底；隧道右侧岩溶由大到小逐渐消失；②DK1935＋685～＋745段溶洞标高由高到低，从隧道拱顶以上延伸至隧道底以下；③溶洞主要通道为管道型，溶洞横向宽度较宽。

1980年6月11日，下导掘进至DK1935＋745时发出涌水突泥长达165 m。前85 m全部淤满导坑。后80m部分充填，总突泥量约3550m3。突泥两天后，隧道斜上方的地表出现一大陷坑，即编为24号陷坑。该陷坑中心距导坑开挖面约85 m，坍陷面积为1297 m2，呈锅形，最深下陷量3 m，断裂最大宽度为1.2 m。

经认真研究后，决定用钻孔注浆法处理。从1984年8月6日至11月10日为钻注总工期，扣除暴雨水害停工半个月及材料供不应求影响一个月，纯钻注时间为26天。钻孔位置如图10-16。

图10-16 注浆钻孔位置图

0～3号为探孔，7、8、13号为注浆孔，J1～J11号为检探孔，共用水泥759.4 t、水玻璃80.85 t。其中13号注浆10 次，工作压力达1.6MPa，用水泥317.15 t、水玻璃21 t，孔深8.47 m，远未终孔。8 号孔注浆2 次，工作压力为1.8MPa，用水泥38.5 t、水玻璃4.35 t，孔深18 m，未终孔。7号孔注浆7 次，工作压力为2.5MPa，用水泥99 t、水玻璃8.25 t，孔深达设计要求。其他11个检探孔，以探地质为主，检查三个注浆孔的情况。对检探孔为了造孔需要注1～2次浆，注浆压力2～2.5MPa。

1984年11月26日，DK1935＋745 下导放炮6 分钟后，导坑底板被稀泥顶破，突泥汹涌喷出，涛声回响，而后不断传来机器、钢排架支撑倾覆声，工人都安全撤离险区。当放炮16分钟后，地表24号陷坑传出钻机下沉声响、水响，后突然下陷，最深达15.69 m，面积约1587 m2，估算下陷土石约5467 m3。突泥淹没隧道长177 m，突泥量约8000m3。如图10-17。

1）施工方案。DK1935＋660处已下陷6千方，尚有2万方已松动。

①DK1935＋660溶洞口地层加固：对溶洞口已松动的土体进行注浆，并埋置钢导管及安装钢筋砂浆锚杆，加固坍塌体使之形成整体。

②DK1935＋705处岩溶管道在隧道上方，断面较小，高宽各为15 m 左右，断面约200m2，在此处设置一地表垂直钻注拦堵墙，阻止溶洞上方充填物下滑，具体作法是压浆固结土体并设置钢导管钢筋笼CS浆体锚杆，以增加抗滑能力。

③DK1935＋705洞内隧顶上方设工作室，对＋705 以南土体再度注浆，设4 排16 根钢导管钢筋笼CS浆体锚固桩。钢管要插入基岩2 m，形成横向钢管棚堵截墙，堵住岩溶管道的泥流通道。

④DK1935＋705下导与＋745上半断面高压注浆，以加固洞身溶洞体流塑性粘泥。

图10-17 DK1935＋745突泥及地表陷坑示意图

⑤DK1935 ＋745 向北打拱部管棚，DK1935 ＋705 向南打左边墙管棚，以顺利通过隧道洞身溶洞，管内并压注环氧树脂化学浆液。

注浆施工方案如图10-18。

图10-18 DK1935＋745突泥治理方案示意图

2）施工步骤。施工中根据地质情况、注浆质量，为了缩短工期、降低造价，对设计进行了局部变更。

①24 号陷坑口的整治：在陷穴口线路右侧设一排钻孔，间距2 m，孔内设?108mm～?127mm钢套管，溶洞部分为花管，管内还加?16mm～?24mm钢筋两根，形成一座钢管、钢筋、CS浆体柱墙，堵塞突泥主要通道，有足够的强度阻止坍塌体向洞内突泥。在喇叭口薄弱环节，可适当加设1～2排孔加固，同时由于浆液扩散，使松散坍塌体固结。浆液扩散半径4～5 m，工作压力满足要求。从取样来看，对疏松、软的泥质页岩、软的粘土，注浆胶结体强度较高，注浆质量好，缩短一半工期。

②为管棚施工创造了有利的条件：原设计为长管棚40m，变更为短管棚20～25 m。拱部管棚孔一次成孔，钻进顺利，未产生钻孔侵入开挖断面，末发生钻孔平交、立交等现象，管棚基本平、顺、直，取消拱部一半管棚根数，将原设计55根1460.2 m变更减少为28根602.8 m，节约投资20万元。

注浆堵水加固及开挖支护

2.1 封闭开挖面，泵送混凝土回填裂隙

在已暴露的裂隙口，预埋Ф155 mm×3 m的混凝土输送管（输送管口尽量靠近已塌空的裂隙顶部）和3根Ф100 mm的软式弹簧透水管，然后喷射200 mm厚的C 20混凝土封闭开挖面。待以上工作完成后，使用混凝土输送泵对裂隙内泵送C 20混凝土。为增加混凝土的流动性，混凝土骨料粒径宜控制在50～150 mm.

2.2 超前注浆小导管

根据实际地质情况，本着经济合理的原则，每循环打设两排小导管。小导管采用?Ф42 mm的无缝钢管，钢管长5 m，间距0.4 m.第一排沿开挖轮廓以2°～5°外插角打入。第二排在第一排间隙处打入，外插角30°～45°。第一排导管起止水阻浆的作用，第二排导管的作用是注浆固结开挖轮廓以上的围岩，使开挖轮廓3 m范围内形成承载拱。

2.3 浆液制备

因开挖面涌水量大，而且裂隙内含泥沙，因此，必须采用能止住水且凝固快的水泥-水玻璃双液浆，其配制方法见表1.

表1 水泥-水玻璃双液浆的配合比

品名 理论配合比 用量/（kg/m3） 注浆压力/MPa 425水泥 1 500 0.5～2水玻璃溶液 0.6 300水 1 500

2.4 开挖方法

为防止掌子面坍塌，采用台阶分步法开挖，即留核心土，先开挖上弧导。弧导高度1.5～1.7 m，每循环开挖进尺0.5 m.开挖完毕，即喷射混凝土封闭开挖面，进行立拱架、喷锚网施工。下半断面的施工支护方法是先在上半断面初期支护拱脚处打设双排注浆小导管（导管长4 m，间距0.5 m，呈梅花形布置），然后注浆。24 h后，进行半边开挖，开挖进尺0.5 m，并及时进行拱架和喷锚网支护。

2.5 钢拱架及喷锚网支护

钢拱架由I 20b工字钢加工而成。上半断面有4个单元，单元与单元之间采用20 mm厚的A3 钢板作联接板并用高强螺栓连接。钢拱架与钢拱架之间的间距为0.5 m，采用Ф22 mm螺纹钢连接，连接筋间距0.5 m.拱架内、外轮廓焊接Ф8 mm圆钢组成的双层钢筋网，网格间距0.2 m×0.2 m.钢筋网与钢拱架焊接牢固后，沿径向打设间距0.5 m×1 m、长3.5 m的锚杆，端部焊接在钢拱架上。待钢拱架、钢筋网、系统锚杆施工完毕，即可进行喷射混凝土施工。

3 施工工艺

小导管施工工艺

选用节长5 m或4 m的钢管，加工成钢花管（即在管壁四周以250 mm间距钻Ф10 mm的注浆孔，端部留1 m不钻），钢管头加工成尖锥形，采用风动凿岩机钻孔和顶管，钻进过程中，掌握好钢管的偏斜度，注浆时以自下而上顺序注浆。

注浆施工工艺

注浆前先对开挖面作止浆墙，厚度≮50 mm，注浆材料采用水泥-水玻璃双液浆，水、水泥、水玻璃体积比为1：1：0.5，采用BW-250/50型注浆泵进行注浆。注浆时，如发生浆液从其它孔流出的现象，则应在串浆孔口处安装止浆塞，待该管注浆时再拔下止浆塞，并以高压风和高压水清洗管内杂物，然后再注浆，直至全部终孔。

3.3 安装工字钢架

首先，在洞外按设计尺寸将工字钢架加工成型，试拼后，分片运往洞内。在施工作业平台上，对拱架进行安装架设，焊接联接。安装前应先检查开挖断面有无侵限部分，在对侵限部位处理后进行测量放样，确定拱架、拱脚位置及拱顶标高。

注意事项

必须建立监控量测系统，及时检测、分析和处理量测数据。在初期支护施工的同时，每隔5 m埋入锚固件，采用围岩收敛仪进行周边位移收敛量测，拱顶采用精密水平仪悬挂钢尺观测拱顶下沉量。量测后经对数据进行整理，将位移随时间变化的时态曲线进行回归分析处理，监视时态曲线的变化规律。如果发现异常，应及时对已开挖的下断面进行二次衬砌施工，若下半断面尚未完成，则应加强初期支护。

在架设工字钢拱架过程中，如果工字钢不能紧靠初喷混凝土面，背后超挖部分应使用C 20喷射混凝土回填密实。

在下半断面开挖中，严禁采用先拉中槽、后挖马口的施工方法。采用半边开挖时，应及时对开挖面进行喷射混凝土封闭。

下半断面开挖支护完毕，应及时施作仰拱，尽早封闭成环，防止由隧底涌沙冒水。

（1）施工方案

1）2#溶洞特点。经过多次会议论证，与会专家一致认为圆梁山隧道2#溶洞是圆梁山隧道溶洞施工难题中的“难中之难”，被称为“国内外罕见，极具挑战性的难题”。2#溶洞究竟难在什么地方？这和2#溶洞的特征是相联系的。

①充填介质为粉细砂层。粉细砂层颗粒小，常规的注浆材料难以注入，目前，世界上尚没有对粉细砂层十分成功的施工经验可以借鉴。

②水量大。在溶洞正洞下导坑探孔时，探水孔最大涌水量为860m3/h，下导坑施工完成后曾出现过高达69000m3/h的特大涌水，储量如此丰富的水和地下暗河沟通，从而使粉细砂层施工难上加难。

③水压高。在该溶洞下导坑超前探测时，由钻孔内射出水流约30m，高水压将地质钻机钻杆顶出近8 m，并使钻机淹没。经对该溶洞进行水压监测，在有动水的条件下，水压力值仍高达2.73MPa，在如此高的水压下修建隧道，这在世界隧道修建史上十分罕见，为中国先例。高压力水的存在，将极易使注浆的薄弱环节被水压力击穿，使注浆浆团崩溃，形成冲击性破坏。

④开挖断面大。为满足全抗水压二次衬砌要求，正洞设计断面面积超过100m2，在如此大的开挖断面条件下，应确保溶洞施工万无一失，否则一旦注浆加固效果不好，造成大量涌水、涌砂，后果将不堪设想，必定将会是灾难性的损失。

⑤工作量大、工期紧。2#溶洞规模大，施工治理需投入大量的人力、物力和财力，而圆梁山隧道的工期又迫在眉睫，这也势必加大了2#溶洞的施工难度。

2）总体施工方案。针对2#溶洞，经多次专家会议方案论证，均认为该溶洞能否打穿是关系到“圆梁山隧道能否打通，渝怀铁路能否运营”的首要问题，因而应采取最为稳妥的施工方案。经对注浆方案和冷冻方案进行比选，均认为在高压动水条件下采取冷冻方案可靠性不高，因而确定了采取以“泄水洞泄水降压和全断面帷幕注浆”为主的“排堵相结合”方案。同时，考虑到圆梁山隧道的工期紧张，为满足工期要求，应采取迂回导坑措施，尽早实现该溶洞的“两端夹击”。如图10-58 ，2#溶洞施工总体方案为“施工泄水洞实现泄水降压；泄水洞安设泄水阀实现定量排放；施工迂回导坑形成溶洞两端夹击；顶水注浆封堵大型岩溶管道；全断面超前帷幕注浆加固砂体；超前大管棚实现刚性支护；CRD分步开挖稳扎稳打”。具体方案实施程序为：1#泄水洞→迂回导坑→2#泄水洞→顶水注浆→全断面超前帷幕注浆→大管棚施工→大管棚注浆→超前小导管支护→超前小导管注浆→CRD开挖支护→径向注浆→泄水洞、迂回导坑封堵。

（2）泄水洞

由于圆梁山隧道水压高，注浆施工难度大，并且高水压力极易击穿注浆的薄弱环节，为此，必须施工泄水洞进行“泄水降压”。考虑到该溶洞范围大，为彻底达到泄水目的，分别从正、反两个方向施工泄水洞，以达到最佳泄水目的，如图10-72 ，从六通位置施工1#泄水洞，从平导位置施工2#泄水洞。泄水洞断面1.8 m×1.8 m，泄水洞施工到溶洞边缘，达到泄水目的后停止。泄水洞施工完成后，安设7 根?150mm泄水管，施作3 m厚C20混凝土止浆岩墙，达到泄水的“限量可控”。在注浆施工过程中，泄水管一般处于正常排水状态，一旦出现泄水洞跑浆，应首先调整注浆材料和浆液配比，如仍无效，应关闭泄水管，继续注浆，等注入的双液浆凝固后，重新打开泄水管。如泄水管有堵塞现象，则可采用钻机将泄水管扫通，使其保持正常泄水。正洞注浆完成后，将泄水洞止浆墙爆除，达到最大泄水降压目的，以保证正洞处于低压状态下开挖施工，确保施工安全。在2#溶洞施工完成后，采用浆砌片石封填泄水洞，并进行注浆填充加固，注浆材料采用普通水泥单液浆，水灰比为0.6∶1。

图10-58 2#溶洞总体施工方案示意图

（3）迂回导坑

2#溶洞规模大，施工难度大，若从单方向进行施工，工期难以保证。同时，针对高压动水砂层，注浆加固段越长，施工难度也越大，施工质量也难以保证，并且采取大管棚支护措施时，在高压动水粉细砂层并局部夹杂部分漂石的条件下，经现场多次试验，一次管棚支护长度难以超过20m，否则钻孔施工工期太长，施工质量也较难保证。因此，在经过多次地质探测及分析后，在正洞左侧距正洞50m处施工迂回导坑，通过迂回绕越2#溶洞，从而实现“两端夹击”处理溶洞。在2#溶洞施工完成后，采用片石封填迂回导坑，并进行注浆填充加固，注浆材料采用普通水泥单液浆，浆液配比为：水灰比0.6∶1。

（4）顶水注浆

待混凝土止浆墙强度达到设计强度后，对从下导坑DK354＋475位置引出的排水管实施顶水注浆，以减少地下水对施工的影响。顶水注浆注浆材料采用普通水泥单液浆、超细水泥单液浆、超细水泥-水玻璃双液浆和普通水泥-水玻璃双液浆。注浆材料选择顺序为先粗颗粒，后细颗粒，先注凝胶时间长的浆液，后注凝胶时间短的浆液。单液浆配比为：水灰比0.6∶1～0.8∶1；双液浆配比为：水泥浆水灰比0.6∶1～1∶1、水泥浆与水玻璃体积比1∶1～1∶0.3、水玻璃浓度32Be′。

（5）全断面超前预注浆

1）施工程序。正洞全断面超前预注浆按“两端夹击”方案进行设计与施工，即在正向DK354＋455和反向DK354＋494分别施作止浆墙，从溶洞两端对溶洞进行处理。根据现场施工条件及设备配置情况，为最大程度发挥资源配置能力，施工程序分“四步”：正向DK354＋455上部超前预注浆（图10-59）→反向DK354＋494下部超前预注浆（图10-60）→正向DK354＋455下部超前预注浆（图10-61）→反向DK354＋494上部检查及补注浆。

图10-59 正向上部超前预注浆方案图

（单位：cm）

图10-60 反向下部超前预注浆方案图

（单位：cm）

2）注浆材料。针对粉细砂层，超前预注浆综合采用普通水泥单液浆（简称C浆）、普通水泥-水玻璃双液浆（简称C-S浆）、超细水泥单液浆（简称MC浆）、超细水泥-水玻璃双液浆（简称MC-S浆）、HSC浆和TGRM浆（简称T浆）六种注浆材料，注浆材料配比如表10-22。

现场注浆施工中，应根据情况进行浆液种类和配比的选择及调整。圆梁山隧道2#溶洞现场注浆施工时，注浆材料选择程序如图10-62。

图10-61 正向下部超前预注浆方案图

（单位：cm）

表10-22 浆液配比参数表

3）注浆参数。注浆参数如表10-23。在现场注浆施工中，注浆参数根据实际情况进行动态调整。

4）钻孔注浆工艺。

①采用钻机开深2 m，直径?135mm的钻孔，安设固结孔口管。

图10-62 注浆材料选择程序

表10-23 注浆参数表

②孔口管内钻设?90mm注浆孔，钻穿止浆墙后2 m开始实施注浆作业。

③采取前进式分段注浆工艺进行钻孔注浆施工。粉细砂层每次注浆分段长度为1～2 m，即钻进1～2 m，注浆一次，注浆结束后再钻1～2 m进行注浆，依次循环，按设计钻深要求直到结束该孔注浆。

④若钻孔过程中遇到较大突涌水，则应立即停止钻孔进行注浆。

5）注浆顺序。注浆顺序按“分期分区、由外到内、由上到下、间隔跳孔”的原则进行。

6）注浆结束标准控制。

①单孔注浆结束标准：注浆过程中，压力逐渐上升，流量逐渐下降，当注浆压力达到6～9MPa时，流量小于5L/min，即可结束该孔注浆。

②全段结束标准：a.设计的所有注浆孔均达到注浆结束标准，无漏注现象。b.按总注浆孔的5%～10%设计检查孔，检查孔应无流砂，流水量＜1 m3/h。

7）效果检查与补孔注浆。注浆效果评定是决策开挖施工方案的依据。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、钻检查孔法（检查孔位置根据现场钻孔注浆实施情况确定）等方法进行注浆效果的检查评定，若达不到注浆效果应进行方案分析调整、补充设计和补孔注浆。

8）正向DK354＋455上部超前预注浆（施工程序的第一步）。考虑到开挖断面型式，正向DK354＋455上部注浆设计加固范围为：①开挖轮廓线内粉细砂层；②顶部及边墙开挖轮廓线外8m；③底部及边墙开挖轮廓线外3m。

对于底部开挖轮廓线外3～8m粉细砂层加固待该注浆设计完成后，向下进行工作间开挖，之后进行下部的设计和施工。正向DK354＋455上部超前预注浆设计如图10-63。

图10-63 DK354＋455上部钻孔注浆设计图

（单位：cm）

钻孔注浆施工自2003年8月13日开始到11月8日结束，共完成注浆孔123个，检查孔32个，在钻孔注浆过程中，多次在钻孔内发生涌水、涌砂现象。

9）反向DK354＋494下部超前预注浆及上部检查（施工程序的第二步和第四步）。

反向DK354＋494下部超前预注浆纵向加固段长20m，环向加固范围为：①下部开挖轮廓线内粉细砂层；②底部及边墙开挖轮廓线外8m。同时，在反向对上部进行检查。反向DK354＋494下部超前预注浆及上部检查注浆设计如图10-64。

图10-64 反向DK354＋494下部注浆及上部检查设计图

（单位：cm）

钻孔注浆施工自2003年10月14日开始到10月24日结束，注浆施工比较正常，施工过程中未发生大量的涌水、涌砂。

10）正向DK354＋455下部超前预注浆（施工程序的第三步）。

正向DK354＋455下部超前预注浆纵向加固段长25 m，环向加固范围为：①下部开挖轮廓线内粉细砂层；②底部及边墙开挖轮廓线外8 m。正向DK354＋455下部超前预注浆设计纵剖面如图10-65 ，横断面设计同图10-64。

钻孔注浆施工自2003年11月21日开始到12月14日结束。在钻孔注浆过程，注浆孔均未出现大的涌水，最大出水量只有1 m3/h，由这点来看，该溶洞的水源主要应该在隧道顶部。

图10-65 DK354＋455下部钻孔注浆孔布设纵剖面图

（单位：cm）

11）反向DK354＋494～＋483段上部钻孔补注浆（施工程序的第四步补充注浆）。

当反向开挖到DK354＋491时，顶部出现了较大的涌水、涌砂，于是立即重新封闭掌子面，对反向DK354＋494～＋483 段上部进行补充设计，通过超前预注浆加固开挖断面①、③部分及拱顶与泄水洞之间的松散破碎段，并通过采取顶水注浆使反向的流水从拱顶泄水洞排出。反向DK354 ＋494～＋483段上部钻孔补注浆设计如图10-66。

图10-66 DK354＋494～＋483段上部补注浆设计图

（单位：cm）

①为防止顶水注浆过程，反向水从底部涌出，在顶水注浆前应对正反向掌子面底部采用钢花管进行底部加固。钢花管长3～4 m，横向布设间距1 m，排距50cm，梅花型布设。注浆材料采用普通水泥-水玻璃双液浆，浆液配比为：水泥浆水灰比0.6∶1～1∶1、水泥浆与水玻璃体积比1∶0.8～1∶0.6、水玻璃浓度32Be′。注浆结束标准以定压为主，注浆终压3～4MPa。

②对出水管棚进行补注浆，注浆材料采用普通水泥-水玻璃双液浆，浆液配比同上。

③对DK354＋497～＋494段进行径向注浆加固。径向注浆采用?42mm钢花管，管长3 m，注浆花管布设排距1.0m，环向间距1.0m，梅花型布置。注浆材料采用超细水泥单液浆，浆液配比为：水灰比0.6∶1～1∶1。注浆结束标准以定压为主，注浆终压力3～4MPa。

④止浆墙强度达到设计强度的75%后，对DK354＋494掌子面预埋的排水管实施顶水注浆，使水从顶部泄水洞排出。注浆材料采用 HSC 单液浆和普通水泥-水玻璃双液浆。HSC单液浆配比为：水灰比0.8∶1；普通水泥-水玻璃双液浆配比为：水泥浆水灰比0.6∶1～1∶1、水泥浆与水玻璃体积比1∶0.8～1∶0.6、水玻璃浓度32Be′。注浆结束标准以定压为主，注浆终压为3～4MPa。

⑤超前预注浆注浆段为DK354＋494～＋483，段长11 m，主要加固①、③部及拱顶与泄水洞之间的原注浆薄弱环节。

现场注浆施工自2004年2月6日开始到2月17日结束。在反向顶水注浆过程中，水曾由反向上部大量流出，对此，施工中采取了向水源处逐步逼近的注浆顺序，并通过调整双液浆凝胶时间以及间歇注浆技术，上部流水被完全堵住。同时，在反向注浆过程中，正向掌子面拱顶中部原正向止浆墙施作时预埋的输送管中有大量水涌出，涌水量约80m3/h。为了使正洞2#溶洞反向注浆更有针对性，且不影响正洞正常施工，于是在正向DK354＋472～＋480实施径向注浆，并在径向注浆结束后对该涌水管实施顶水注浆，使水从泄水洞排出。

（6）超前大管棚注浆预支护

在超前预注浆结束经检查符合要求后，通过预埋的导向管对周边进行钻孔，钻孔到设计深度后安设大管棚并进行注浆，以形成超前刚性支护体系。超前大管棚和超前注浆帷幕体系共同作用，以提高超前帷幕效果。如图10-81 ，在中心线以上部位布置双层大管棚，在中心线以下部位布置单层大管棚，大管棚采用外径?108mm/?75mm、壁厚8mm的无缝钢管加工，每节长2 m、3 m，布设时环向间距40cm，外插角1.5°。每节管棚钻设?8mm单向阀溢浆孔4 个，施做成TSS模式。管棚布设完成后，对管棚进行全孔一次性注浆，注浆材料采用超细水泥单液浆或 HSC 单液浆。超细水泥单液浆配比为：水灰比0.6∶1～0.8∶1，HSC单液浆配比为：水灰比0.8∶1～1∶1。

（7）TSS管补充注浆

开挖前，在工作面周边施做?42mm TSS管进行补充注浆，以弥补全断面帷幕注浆的盲区和不足之处，实现注浆施工的第二道保险措施。TSS管管长6 m，环向间距15cm，外插角15°，每2 m施做一个循环。注浆加固范围为开挖轮廓线外3 m。注浆材料采用超细水泥单液浆，浆液配比为：水灰比0.6∶1～0.8∶1。

（8）开挖支护

为确保2#溶洞施工安全，如图10-67 ，2#溶洞采取CRD工法进行开挖施工与支护。

图10-67 CRD开挖方案示意图

1）采用CRD工法进行开挖。初期支护结构采用I18型钢，每0.3 m设置一榀，网喷C25钢纤维混凝土。

2）二次衬砌结构按全水压进行设计，即按4.5MPa水压进行设计，设计型式为I18型钢混凝土，即在原来钢筋混凝土结构基础上，每0.5 m加入一圈I18型钢，形成拱圈结构，即“型钢混凝土结构”。混凝土标号为C40。这种结构在世界上尚属首次。

（9）径向注浆

在初期支护施工完成后，对初期支护背后进行回填注浆和径向注浆，解决开挖过程中引起的松驰区，实现注浆施工的第三道保险措施。径向注浆加固范围为开挖轮廓线外5 m，注浆孔梅花型布置，开孔环向间距60cm，纵向间距60cm。径向注浆采用 ?42mmTSS管注浆，注浆材料采用超细水泥单液浆，浆液配比为：水灰比0.6∶1～0.8∶1。

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