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4.5.7.1.1. 帷幕注浆材料、设备
帷幕注浆是通过在掌子面钻地质探孔和注浆孔，再向孔压注浆液， 浆液挤出开挖断面及其周围一定围的岩缝中的水，保证围岩的裂隙被 具有一定强度的混合浆体充填密实，并与岩体固结成一体，形成止水 帷幕。
4.5.7.1.1.1. 注浆材料的选择及适用围
针对本隧道富水区各种岩溶水的赋存情况的不同，拟采用三种不 同的注浆堵水材料。
单液水泥浆类浆液：
单液水泥浆类浆液是以水泥为主，添加一定量的速凝剂，用水调 剂成的浆液。它具有以下特点：
凝结时间可根据实际需要随意调节，其变化围为几十分钟至几小 时；浆液结石率较高，抗压强度可达 5〜10Mpa对于基岩裂隙中堵 水和加固是完全能满足要求的；抗渗性能好；工艺设备简单，操作方 便，较之双液浆有更大的优越性；难以注入 0.2mm以下岩溶裂隙；浆 液无毒性，对地下水和环境无污染，较之使用化学药剂为添加剂的浆 液更安全；来源丰富，价格便宜；凝结时间相对较长。
根据注浆对浆液凝胶时间的要求，施工中试验人员在隧道对不同 浆液配比进行分组试验，取得不同凝胶时间下的配比，供注浆选用。
水泥一水玻璃类浆液：
水泥一水玻璃类浆液是以水泥和水玻璃为主剂，两者按一定的比 例采用双液方式注入，必要时加入缓凝剂（磷酸氢二钠）所形成的注 浆材料，是一种用途及其广泛，使用效果良好的注浆材料。 它具有以 下特点:
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来源丰富，价格便宜；结石体抗压强度高，可达5〜20Mpa但后 期强度由于水玻璃的作用易降低；浆液结石率为100%结石体渗透系 数10〜
3cm/s,抗渗性能好；难以注入0.2mm以下岩溶裂隙；采用双 液方式注
入，施工工艺较单液复杂。
TGRM水泥基特种灌浆材料：
TGRM水泥基特种灌浆材料：是以特制的高性能水泥，配以适当种 类
和数量的外加剂，共同混合均匀，制成具有早强、高性能的水硬性 胶凝材料。它具有以下特点：
比表面积大，可注入0.2mm以下岩溶裂隙中，弥补了普通水泥浆 液在岩溶小裂隙中不易扩散的不足；浆液结石率可达100%抗压强度 可达
50MPc以上；操作技术要求高；浆液无毒性，对地下水和环境无 污染，较
之使用化学药剂为添加剂的浆液更安全；价格昂贵。
其主要性能指标如下表:
项 目 比表面积（nVkg） 水下不分散性 凝胶时间（分钟） 流动度（mm 初凝（分钟） 终凝（分钟） 抗压强度（Mpa 指标值 > 700 PHC11 > 9 > 240 >12 <45 >50 注浆施工时，浆液类型的选择原则是根据岩溶水赋存情况和涌水 量大小而确定：当遇到断层破碎带或涌水量大时，选用单液或双液浆; 反之当遇
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到小裂隙型岩溶水且水量较小时，则选用TGR冰泥基特种灌 浆材料，以上三种注浆材料各有所长，在注浆堵水过程中配合使用。
4.5.7.1.12 注浆设备
钻孔设备：ZYG-150地质钻机 ZY-200地质钻机 注浆设备：ZG6310
往复式柱塞泵（单液注浆机）
2TGZ60/210可调式高压注浆泵（双液注浆机）
制浆设备：JZ350叶片式搅拌机 辅助设备：搅拌储浆桶
多功能轨行式钻孔台车
型混合器
T型混合器
丫
施工中以多功能轨行式台架为龙头骨架，以注浆管路为脉络，以 轨道平板车为载体，将钻孔系统、注浆系统、浆液制备系统、运输系 统等设备有机地组合在一起，形成机动灵活的轨行式钻孔注浆列车。
钻孔台车钻机泵站车
制浆车 水玻璃车
说明：各轨道平车之间用车钩连接，由电瓶车牵引，可迅速就位和 撤离。
钻孔台车用于安放钻机（含风动钻机）推进器及支架、操作台及注 浆管路。
1号轨道平车用于安放液压钻机的泵站，与钻孔台车共同组成钻 孔系
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统。
2号轨道平车为注浆车，上面安放 ZG6310单液注浆机两台、 ZTGZ60/210可调压注浆机一台，根据注浆工艺要求选用不同的注浆 泵。
与孔口管、高压闸阀、注浆管、吸浆管共同组成注浆系统。
3号轨道平车为制浆车，JZ350叶片式搅拌桶两台，自搅拌储浆桶 一
台。另设水玻璃桶一个，容量im。
4号为14n3梭式矿车，用于水泥运输、存储。与3号车之间设活 动跳
板。
5号轨道平车为水玻璃罐车，与4号车共同组成后勤保障系统。 水玻
璃运到后，直接用浓油泵抽送到前面的水玻璃桶。
4.5.7.12 帷幕注浆工艺和作业要点
4.5.7.121. 注浆工艺流程：
详见附后的《帷幕注浆施工工艺流程图》。
4.5.7.1.2.2. 注浆段长和注浆孔的布置：
根据钻机性能，选用每循环注浆段长30〜40米；帷幕注浆就是要 使浆液扩散到注浆帷幕围的所有岩层裂隙中，所以注浆孔的布置要以 浆液扩散不出现空白为原则，据此根据设计注浆孔数量以隧道中轴为 中心呈伞形布置，详见《帷幕注浆钻孔布置示意图》。
4.5.7.1.2.3. 注浆方式：
采用分段前进式注浆或全孔一次压入式注浆。当钻孔过程中未遇见泥 夹层或涌水，就一钻到底，全孔一次压入式注浆；在钻孔过程中遇到 泥夹层或涌水，立即停止钻孔，采取注一段钻一段的分段前进式注浆， 直至终孔。
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帷幕注浆施工工艺流程图
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4.5.7.1.24 注浆参数的选择：
每循环注浆长度30〜40m单孔有效扩散半径2.5 m左右，终孔间距 2.0〜
3.0m；注浆围为：一般地段隧道衬砌外 5m断层破碎带得胜场 暗河段为衬
砌外8m注浆方式：如果出水量较小且成孔容易，用一次 性注浆方式或分段后退式注浆；如果成孔困难，则采用分段前进式注 浆。
注浆压力：注浆压力是注浆的主要参数，它对浆液的扩散围，岩 层裂隙充填的密实程度及注浆效果的好坏起着决定性的作用，所以必 须有足够的注浆压力克服静水压力和地层阻力，方能达到注浆目的， 一般富水地段取静水压力的2〜3倍。
浆液的注入量：指单孔注入量，按假设浆液在地层中均匀扩散公 式为：
Q= n R2L nan
式中：Q——单孔注浆量（m）；
R浆液扩散半径（m取2.5m；
L ――注浆孔长（m ；
n ――地层的裂隙（％），取2〜4%
a——浆液在岩石裂隙中的充填系数，视岩石情况取
0.3 〜0.9 ；
n――浆液消耗率，取1.1。
4.5.7.1.2.5. 止浆岩盘
一个止浆岩盘止浆效果的好坏，将直接关系到帷幕注浆成功与否。 本隧道根据注浆段围岩情况预留不同厚度的止浆岩盘：一般取
5m〜
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7m这样既确保了注浆效果，又避免了每个注浆循环浇筑砼作为止浆 墙这道
工序，加快了施工进度。
4.5.7.1.26 埋设孔口管：
固结牢固密实，保证不漏浆、不窜浆的孔口管是决定注浆效果好 坏的重要因素，其埋设方法：先用 YQ-100型冲击式钻机钻4.0m深， 再将$ 108孔口管插入，外露20〜30cm管壁与孔口接触处用麻丝填 塞，再向孔口管注
TGR冰泥基固结。孔口管起着导向作用，钻孔安装 时要控制好外插角度。
4.5.7.1.2.7. 钻孔：
根据不同用途，选用了 ZYG-15C全液压钻机和ZY-200全液压钻机。 钻机由机头(钻杆推进器)、操作台、液压泵站三部分组成，之间通过 高压管及快速接头连接，用于钻注浆孔。
先根据设计图孔位、钻孔参数，在工作面上放出钻孔位置，并用 油漆标定。
调整钻杆的仰角和水平角，移动钻机，将钻头对准所标孔位。 将棱镜放在钻杆的尾端，用全站仪检查钻杆的姿态，并进行调整。 根据探孔预测结果，决定是否采用孔口管。对探孔预测水压较高 (P> 1.0MPa,且水量较大(Q>20riVh )的区域，采用孔口管注浆， 否则采用止浆塞止浆方式注浆。
当采取后退式分段注浆时，可采用钻机直接钻孔至设计深度。当 采取前进式分段注浆时，采取钻一段注一段的方式，直至设计孔深。
钻孔按先外圈，后圈的顺序进行。圈钻孔可参照外圈钻孔的顺序。 后序
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孔可检查前序孔的注浆效果。逐步加密注浆一方面可根据钻孔的
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情况，调整注浆参数；另一方面如果钻孔情况证明注浆效果已达到设 计要求，即可进行下一圈孔的钻进，减少钻孔的工作量，加快施工进 度。钻孔时，还要严格作好钻孔记录：孔号、进尺、起讫时间、岩石 裂隙发育情况、出现涌水位置、涌水量和涌水压力。施钻过程中，若 单孔出水量小于
30L/min，可继续施钻；若单孔出水量大于30L/min， 立即停钻进行注浆。
4.5.7.128. 制浆：
选用JZ350叶片式搅拌机四台，作为水泥浆制浆设备，为了保证 水泥浆的均匀性和在注浆间隙时不沉淀，另自行加工搅拌储浆桶两台， 容量1立方米，采用立式电动机和摆线针轮式减速器，用支架倒立于 储浆桶上，通过联轴节将动力直接传给搅拌轴。为了方便吸浆，在储 浆桶外侧设两个以上取浆口，以保证大流量注浆时浆液的供应。
根据选定浆液的配比参数拌好浆液，其中水泥浆拌好后用1 x1mm 网筛过滤，放入叶片立式搅拌机进行二次搅拌，确保浆液均匀。
4.5.7.1.2.9.注浆准备:
注浆管路的连接详见附后的《注浆管路连接图》。通过压水检查注 浆管路的密封性；同时冲冼岩石裂隙，扩大浆液通路，增加浆液充塞 的密实性。
4.5.7.1.2.10. 浆液的确定：
注浆管路连接图
水泥 水
-f
注 浆 孔
外加剂I 水玻璃浆液
*
固结孔口管和封孔注浆时选用双液浆：当注浆孔涌水量小于 30L/min，
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选用纯水泥浆；当注浆孔涌水量在 30〜200L/min围，选用 凝胶时间为4〜
6min的浆液；当注浆孔涌水量大于200L/min ,选用凝 胶时间为3〜4min的
浆液。
4.5.7.1211. 注浆顺序：
先注外圈，后注圈，同一圈由下而上间隔施作。
4.5.7.1.2.12. 注浆速度：
当钻孔涌水量》50L/min时，注入速度80〜150L/min ;当涌水量 < 50L/min 时，注入速度 35〜80L/min。
4.5.7.1.2.13. 注浆结束标准：
全部注浆孔注浆完成后，在主要出水点附近设至少 5个检查孔，
测孔涌水量，要求一般地段小于 0.4L/min.m，且一处涌水量小于10 L/min ;或进行压水实验，在0.75Mpa压力下，吸水量小于2 L/min , 若达到上述要求，则可以开挖，否则进行补注浆。
4.5.7.1.2.14. 异常情况处理
若钻孔过程中，遇见突泥情况，立即停钻，拔出钻杆，安装孔口 管及高压阀，进行注浆。
若掌子面小裂隙漏浆，先用水泥浆浸泡过的麻丝填塞裂隙，并调 整浆液配比，缩短凝胶时间；若仍跑浆，在漏浆处采用普通风钻钻浅 孔注浆固结。
若掌子面前方8米围大裂隙串浆或漏浆，采用止浆塞穿过该裂隙 进行后退式注浆。
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当注浆压力突然增高，则只注纯水泥浆或清水，待泵压恢复正常 时，再行双液注浆；若压力不恢复正常，则停止注浆，检查管路是否 堵塞。
当进浆量很大，压力长时间不升高，则调整浆液浓度及配合比， 缩短凝胶时间，进行小泵量、低压力注浆，以使浆液在岩层裂隙中有 相对停留时间，以便凝胶；有时也可以进行间歇式注浆，但停注时间 不能超过浆液凝胶时间。
4.5.7.13 帷幕注浆施工技术注意事项和质量控制
4.5.7.131.帷幕注浆施工注意事项
注浆钻孔的方向、深度都要严格按设计要求进行。 需要装设孔口管时，孔口管的装设要牢固、密实。
根据超前钻孔探测，随时测量涌水量及水压，化验水质，核实地 质情况，如与设计不符，及时向设计单位、监理工程师提出，及时作 好信息反馈，以便迅速变更设计、施工方案。
注浆中发生堵管时，先打开孔口泄浆阀，再关闭孔口进浆阀，然 后停机，查找原因，迅速进行处理。
施工过程中要作好施工日志及各种检查测量记录。
在岩溶地区可能存在较大空洞，注浆量有时会比预计的多出数倍， 因而施工现场必须备足够的注浆材料方可开始注浆，以免造成停工， 堵塞岩石孔隙，影响注浆效果。
为保证注浆质量，处理注浆过程中的突发事件，注浆作业人员应 进行专业培训，未参加培训人员不得上岗作业。关键工序应专人操作， 不得任意调换。并建立专业注浆队伍，严格注浆施工纪律。
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注浆材料应进行检验，合格后方可使用，并妥善保管，防止失效 和损坏。
机具设备进入现场后应再次进行检查、维护、保养，以保证其时 刻处于良好应用状态。
工作现场要配备必需的抢险材料，如棉纱、编织袋、方木等。
4.5.7.132.帷幕注浆质量控制措施
做好超前地质预探预报工作，包括地质调查、TSP-203探测和超 前探孔。
施工前对沿隧道建筑限界附近围的地表水文地质情况进行调查和 监测。 在接近进入设计富水区段施工处设立试验段进行注浆参数的选定 和调整，现场培训直接施工作业人员。
编制钻孔、注浆作业指导书，设立专职质量、安全检查人员。
注浆是一门现场发挥的技术，施工过程中应根据注浆情况调整配 合比，注浆后及时整理资料，组织人员研讨施工工艺，不断提高注浆 效率。
建立完善的质量管理体系，设立质量检查小组，现场设质量检查 员，随时对施工的各个环节进行监督检查，定员定岗，质量责任到人。
严格按施工图进行施工，进行层层把关，杜绝不合格的产品进入 下道工序。
加强现场施工材料管理，严格执行进料检验制度，保证施工材料 满足设计要求，不合格材料不得进场使用，确保工程质量。
严格施工纪律确保钻孔深度，做好钻孔记录；严格按照技术交底 作业，按照注浆工艺流程施工，做好施工记录，确保注浆质量。
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确保孔口管与管壁之间封闭密实，防止孔口处跑浆；注浆开始时宜采 用小流量以免堵塞浆液渗透通道。注浆结束标准必须达到设计要求注 浆压力或注浆量。
注浆结束后，应综合分析钻孔注浆记录，并在出水量较大或注浆 薄弱处打检查孔，检查注浆效果，如不能满足要求，则要补注。
注浆前，先对钻孔注浆设备进行检修，确保设备正常使用以免影 响注浆质量。
定期召开质量分析会议，对注浆工艺进行改进，经提高注浆质量， 并组织质量教育，严格执行“三检”制度，强化工序控制。
详见附后的《帷幕注浆施工工艺流程图》。
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