超前预注浆参数及工艺详解.docxVIP

7 超前预注浆参数设计及工艺 7.1 注浆段划分和注浆顺序 超前预注浆采用前进式的注浆工艺，其每次的注浆段，是指需要钻孔、注浆 的涌水区间。合理地划分注浆段和确定注浆顺序，可以有效地隔绝水源、提高注 浆堵水效果和加快施工进度。划分注浆段和确定注浆顺序的原则如下： （1）力求一次注浆达到堵水效果，减少重复注浆次数； （2）能为注浆施工创造良好的作业条件； （3）达到有效地控制漏水和注浆范围，防止扩大漏水区； （4）充分利用浆液材料特点，简化施工工艺； （5）在保证隧道稳定的条件下，提高堵水效果。 （6）在条件允许的条件下，优先使用一次成孔并可以注浆的设备。 7.2 注浆孔设计 设计原则及注浆孔排列在已划分的注浆段范围内，合理设计布孔，确定注浆孔数目，在达到注浆目 的、封堵突水的重要环节，要使浆液扩散到开挖断面及开往轮廓线外一定距离， 所以，注浆孔的布置要以浆液扩散不出现空白为原则，据此我们以隧道中轴为中 心呈伞形布置， 注浆带为片状渗漏水，应考虑每个注浆孔的扩散半径，尽量密布孔，使注浆 孔贯通更多的细小裂隙。孔与孔之间采用三花眼或五花眼排布，使得每个孔的浆 液扩散范围充分交圈，孔间距 1.0～2.0m 为宜。 条状裂缝，沿缝挖补布孔，孔间距可稍大。 集中突水点，利用现有突水点顶水布孔，并打止浆墙止水止浆。 大股涌水裂隙，当水流方向与裂隙平行，在裂隙两侧等距布置泄水孔，兼作 注浆孔。当水流方向与裂隙垂直时，在其来水方向一侧布孔。封堵裂隙水，注浆 孔要与裂隙相交。 壁后空洞连通性好，孔间距可加大，连通性差，孔间距缩小，一般取 3～5m。 7.3 注浆孔布置 全断面超前预注浆孔间距一般为注浆扩散半径的 1.5～1.75 倍，即 L=（1.5～ 1.75）R，注浆扩散半径一般有地质条件和注浆压力确定。注浆孔可根据注浆加 固范围、注浆扩散半径均匀布置。 布孔方式一般有梅花形布置和环形布置，根据扩散半径设计终孔间距和位 置，从而设计注浆孔的开孔坐标、终孔坐标、倾角、立角、长度等参数。隧道全 断面预注浆孔布置可如图 4 所示。  7.4 注浆设计参数 （1）注浆加固厚度：注浆圈加固厚度主要应满足开挖施工安全要求，开挖 后抗水压要求。根据力学模拟计算，注浆加固圈厚度 B 一般情况下应满足下式要 求： B ??(2 ~ 3)D 式中： B ——注浆加固圈厚度（m）； D ——开挖断面宽度或高度（m）。 在围岩特别软弱、水压力特别大时，可以适当加大。 （2）浆液扩散半径：浆液扩散半径应根据堵水要求、隧道地质特点、岩性、 孔隙率及注浆材料的颗径尺寸，采取工程模拟法来选取。在现场注浆施工过程中， 可根据注浆施工中地层的吸浆能力，注浆效果的检查评定等状况，对浆液扩散半 径进一步调整。 （3）终孔间距：根据注浆加固交圈理论，注浆后应能形成严密的注浆帷幕， 在注浆终孔断面上，根据注浆扩散半径进行注浆设计时不应有注浆盲区存在，这 样，在进行注浆设计时，注浆终孔间距 a 应满足下式要求： a ? 3R 式中： a ——注浆终孔间距（m）； R ——浆液扩散半径（m）。 （4）注浆段长：注浆段长度一般应综合考虑选择钻机的最佳工作能力、余 留止浆墙厚度、根据加固圈要求进行注浆设计时盲区最小时的最佳设计孔数等等 内容。根据工程模拟，经过进行预设计，在进行超前预注浆施工时，注浆段长度 宜为 L =20～50m。 （5）注浆压力：注浆压力与围岩的裂隙发育程度、涌水压力、浆液材料及 胶凝时间有关。岩石地层注浆设计压力应根据围岩水文地质条件合理确定，一般 宜比静水压力大 0.5～1.5MPa；当静水压力较大时，宜为静水压力的 2～3 倍。 因此，在隧道注浆，终压建议设计为 1.5～2.5MPa。封堵涌水时注浆终压应参照 公式 P=（2～4）MPa＋Po（其中 Po 为涌水压力）并结合工程经验确定。另外， 注浆泵的压力应达到设计压力的 1.3～1.5 倍；回填注浆压力应小于 0.5 MPa。 （6）注浆量：注浆量是根据堵水或加固体积、孔隙率、凝固时间、壁后的 空洞及其连通性、集中突水情况下涌水通道的大小及空洞大小等情况来确定，一 般来说，涌水量越大，注浆量越多。注浆过程中，在不漏浆的情况下，尽量用单 液水泥浆充填空隙，以提高注浆效果，注浆量计算公式如下：  2 Q ???D 4  L ??n ??????  式中 Q－注浆量；D—注浆范围；L－注浆段长；n—岩层裂隙率； ??一浆液在岩石裂隙中的充填系数，视岩石情况取??=0.3 一 0.9; ??一浆液消耗率（一般 10%—20%）。 （7）分段长度：在超前预注浆中，一般采用分段前进式注浆，所以应设计 分段长度，分段长度根据地层的不同而不同，在断层破碎带中，分段长度可设计 为 3～6m。 （8）注浆速度：注浆速率主要