Question

注浆堵水及开挖支护

Answer 1

（1）洞内长短管相结合注浆

洞内长短管注浆分为两部分：①在隧道施工接近含水砂层时，封闭工作面，进行长管全断面预注浆，注浆段长12.6 m。加固范围为隧道开挖轮廓线外2～4 m，及掌子面砂层部分。采用超细水泥-水玻璃双液浆，采用跟管钻机钻进成孔，下入带阀注浆管和双向密封注浆芯管进行后退式分段注浆。②长管注浆完成后，在隧道开挖工作面周边和掌子面砂层部分布设短管，进行补充注浆。注浆管长度为4 m，注浆范围为开挖轮廓线以外1.5～2m及掌子面砂层。

1）注浆设计。采用TM-30型锚杆钻机改型产品，按极坐标法布设注浆孔。这样，可以有效地减少钻机移动和固定次数。该工程在ZDK14＋030～ZDK14＋000段、YDK14＋020～YDK13＋989.4段各进行三个长管注浆循环。图10-23是左线第三循环注浆设计图。

短管按三序孔进行钻注作业。第一序孔，沿隧道周边轮廓线1m间距，掌子面砂层部分（进入风化砂岩后0.5 m）区域间隔1 m布设。第二序孔，补充注浆管，使注浆孔间距减为50cm。第三序孔，补充周边轮廓线注浆管，使注浆孔间距减为25cm。

图10-23 左线第三循环注浆设计图

2）注浆参数。洞内长、短管注浆，注浆参数见表10-12。

表10-12 注浆参数表

3）注浆施工技术措施及关键

①钻孔过程中适量排砂方法：先用棉纱塞进孔内20～30cm，用木楔子卡紧，在钻孔下部留一小孔，用于排砂和水。在钻进过程中，边钻进边进行棉纱和木楔子的塞紧工作，一旦发现砂水有所变大，可停钻待处理后继续钻进。

②一次性钻头问题：换用一次性钻头时，在一次性钻头尾部涂抹黄油，并用棉纱缠绕，然后装进套筒，用锤子敲紧，试旋转不掉钻头后再进入钻孔。

③长孔钻进至设计深度，在套管内放置注浆管，需注浆部位安放SX-B型管，不需注浆部位安放SX-A型注浆管至孔口。缓慢拔出套管，在距孔口1 m左右用砂浆填实注浆管与钻孔之间空隙，孔口用砂浆抹平。

④长管钻孔注浆顺序：长管实施钻一孔注一孔原则，注浆顺序按由下到上、由内到外、由水流方向下游到上游三个方面综合考虑进行。

⑤长管注浆效果检查：长管注浆检查孔应布设在注浆最薄弱部位，检查深度9 m，检查标准为孔内应不涌水、涌砂。

⑥短管钻孔注浆按三序孔进行，下序孔可作为上序孔的检查孔。

（2）地表垂直注浆和洞内短管补充注浆相结合

1996年10月16日，杨箕站发生了大量的涌水涌砂事故，造成地面坍陷，地层受到扰动。为保证拓业大厦安全和中山一路交通畅通，在YDK13＋993和ZDK14＋005以后地段采取地表垂直注浆和洞内短管补充注浆相结合注浆施工方案，对含水砂层进行加固处理。

1）注浆设计。由于杨箕站出现大量涌水涌砂，地层中砂层已被扰动。因此，地表采取灌注普通水泥-水玻璃双液浆和超细水泥-水玻璃双液浆两种注浆材料。两种注浆材料隔排使用，即在单排孔注普通水泥-水玻璃双液浆，先充填由于涌水涌砂造成地层中大孔隙，然后双排孔注超细水泥-水玻璃双液浆，进行均匀渗透扩散，加固地层。

注浆孔布设加固范围：开挖轮廓线外拱顶以上2.5～3 m，边墙以外2 m，以及开挖轮廓线内砂层部位。注浆孔采取梅花型布孔，为避开电缆沟影响，在靠近拓业大厦一侧，单排孔的两个孔，孔间距调整为0.95 m，其余各排孔孔间距为1.35 m，排距为1 m。注浆孔垂直于地面布设，采取后退式分段注浆。洞内短管与洞内长短管注浆施工中短管的设计施工相同。

2）注浆参数。地表垂直注浆、洞内短管补充注浆参数见表10-12。

3）注浆技术措施及关键。

①注浆钻孔采用地质钻机进行，钻孔深度以钻进泥质砂岩1m为原则。

②在注浆部位下SX-B管，在不注浆部位下SX-A管，底部加下闷盖。采用粗砂回填，地表以下1m段和孔口部位采用水泥砂浆封堵。

③为防止串浆发生，施工采取钻一孔注一孔原则，当采取钻孔和注浆平行作业时，钻注距离应在6m以上。

④洞内开挖施工要和地表注浆密切配合，要保证止浆墙在3.6 m以上。

⑤注浆顺序采用四序孔进行。第一序孔为奇数排奇数孔，第二序孔为奇数排偶数孔，第三序孔为偶数排奇数孔，第四序孔为偶数排偶数孔。

4）注浆效果检查评定。

①注浆效果采取取心法进行。取心结果，岩心呈柱状，岩心提取率在60%以上，岩心加固优良率为71.5%～96.6%。

②抗压强度测试：在灰色细砂中为0.295～0.428MPa，在黄色中粗砂中为1.15～3.29MPa。

③渗透系数测定：测定注浆后地层渗透系数为1.56×10^-4～3.70×10^-4cm/s。

（3）开挖施工

含水砂层采取正台阶法施工，上、下半断面分步开挖，预留核心土，并施设临时仰拱。砂层部位采取人工开挖，风化砂岩部位（拱脚、核心土和下半断面）采取弱爆破法施工。

采取长、短管注浆技术，长管注浆段长12.6 m，其中9 m为开挖段，3.6 m作为预留止浆墙。短管补充注浆段长为4 m，开挖三榀（每榀0.6 m）1.8 m。一个长管循环共施设五个短管循环。

采取地表注浆和洞内短管相结合注浆技术，洞内短管注浆段长4 m，每循环开挖三榀（每榀0.8 m）2.4 m。预留核心土长度1.5 m，宽度3 m。台阶长度5～6 m。

1）上部风化砂岩弱爆破开挖。对于上部拱脚和核心土风化砂岩，采取弱爆破施工，这样，可加快施工进度，减少工作面暴露时间。其爆破设计见图10-24 ，爆破参数见表10-13。

表10-13 上半断面爆破施工参数表

图10-24 上半断面爆破设计

（单位：cm）

图10-25 下半断面爆破设计

（单位：cm）

2）下半断面爆破施工。下半断面爆破施工，其爆破设计见图10-25。爆破参数见表10-14。

表10-14 下半断面爆破施工参数表