全斷面注漿流程

2022-05-18 02:30:45 字數 4175 閱讀 8597

2023年6月14日至2023年7月5日,在左線k16+725.50-k16+738.50進行了全斷面注漿試驗。

試驗段注漿長度設為13m,注漿工作面封堵初始注漿段採用0.8m厚噴混凝土止漿牆,後序注漿段預留5.0m已注段作為止漿岩盤。

注漿孔在掌子面上按扇形布置,初始注漿孔間距為0.8m左右,同時應保證孔的末端間距控制在1m 的間距範圍內,並保證每一斷面拱部、側牆2.5m範圍內砂層被加固,砂層與岩層交介面向下0.

5m處為加固範圍的底部。擴散半徑初步定為800mm。

利用zjl-350d地質鑽機鑽注漿孔,當鑽孔深度達到設計長度時,利用鑽桿進行注漿,注漿段長0.8m,鑽孔完成後,注入水玻璃-磷酸混合漿封口,封口漿凝結後注入水泥-水玻璃雙液漿,壓力達到1.5mpa持續5分鐘或不再吸漿後,後退鑽桿,進行下一段的注漿作業,如此迴圈,直至該孔結束。

注漿方式為後退式注漿,採用雙液注漿幫浦進行注漿作業,成一孔註一孔。孔距800mm,全斷面共布設孔位59個。

注漿深度:8.5m-13.5m

注漿孔直徑:φ42mm

漿液擴散半徑:0.8-1.5m

漿液凝結時間:雙液漿50s-1min30s ,封口漿2s-5s

注漿壓力:雙液漿1.0~1.5mpa,封口漿2.0-3 mpa

注漿迴圈段長:13m

後退長度:0.5-0.8m

施工順序:從外圈到內圈

為防止注漿時地下水湧出作業面及跑漿,在注漿地段起始處的掌子面採用0.8m厚c25掛網噴射混凝土牆作為止水、止漿牆。

圖一掛網噴砼封閉掌子面

注漿鑽孔的布置,根據注漿範圍、注漿段長、單個注漿鑽孔的作用範圍,岩層裂隙發育情況,含水層分部情況和鑽孔作業要求而定,超前預注漿注漿孔長短結合並呈傘形輻射狀布置,全斷面徑向注漿注漿孔按梅花形布置。

圖二注漿鑽孔布置示意圖

圖三中心軸線鑽孔剖面圖

圖四現場懸掛全斷面注漿引數標識牌

1、注漿鑽孔施工工藝

鑽孔選用zjl-350d地質鑽機,先根據上圖孔位、鑽孔引數,在工作面上放出鑽孔位置,並用油漆標定。調整鑽桿的仰角和水平角,移動鑽機,將鑽頭對準所標孔位。將稜鏡放在鑽桿的尾端,用全站儀檢查鑽桿的姿態並調整。

孔徑為φ50mm,鑽桿φ42mm,長度2.0m/節。注漿鑽孔孔口位置應準確定位,與設計位置的容許偏差為±5cm,偏角應符合設計要求,每鑽進一段,檢查一段,及時糾偏,孔底位置偏移應小於30cm;鑽孔順序應先外後內,同一圈孔間隔施工,鑽進過程中遇湧水或岩層破碎造成卡鑽、應停止鑽進,掃孔後再進行鑽進,鑽進時對孔內情況進行詳細記錄,如掉塊、坍塌、堵鑽、鑽速等,尤其是出水量的高低需要準確記錄。

全斷面注漿孔位布置表

圖五紅漆標定注漿孔位

圖六鑽進施工

鑽孔按先外圈,後內圈的順序進行。內圈鑽孔可參照外圈鑽孔的順序,後序孔可檢查前序孔的注漿效果。逐步加密注漿一方面可根據鑽孔的情況調整注漿引數,另一方面如果鑽孔情況證明注漿效果已達到設計要求,即可進行下一圈孔的鑽進,減少鑽孔的工作量,加快施工進度。

鑽孔時,還要嚴格作好鑽孔記錄,包括孔號、進尺、起訖時間、岩石裂隙發育情況、出現湧水位置、湧水量和湧水壓力。

考慮到鑽機鑽進方便,不容易卡鑽,提高每迴圈作業效率,和每迴圈搭拆腳手架、挖填仰拱回填料、封閉破除掌子面等事項。將注漿迴圈長度由13m改為10m,注漿工作面封堵初始注漿段改用0.8m厚噴混凝土止漿牆,後序注漿段預留3.

0m已注段作為止漿岩盤。

1、壓水試驗

壓水試驗的目的是為了了解注漿孔各注漿段岩層的富水性、透水性,以確定漿液配比。預估漿液消耗量及材料用量。壓水試驗方法採用雙塞正水法,壓力表安裝在孔口管回水管上,試驗壓力取淨水壓力的1.

5~2.0倍,即0.2mpa,試驗時每間隔10分鐘觀測一次流量和壓力,流量和壓力保持相對穩定,流量連續四次讀數,其最大值和最小值之差小於最終值的10%,試驗工作即可結束,以最終流量為計算流量。

2、漿液材料及製漿

注漿漿液採用水泥—水玻璃漿液。水泥採用po425普通矽酸鹽水泥,所用水泥必須新鮮無結塊,每批進場水泥均應有出廠合格證及檢驗分析報告單,不合格的水泥不能使用,水泥漿的水灰比為1:1;水玻璃原漿濃度40波美度,模數為2.

4~3.0,水玻璃原漿:水=1:

1(體積比),調配出水玻璃稀釋液;水泥漿:水玻璃稀釋液=1:1(體積比)。

圖七現場漿液抽樣檢查儀器

圖八孔口返漿

封口漿液採用磷酸-水玻璃漿液。磷酸濃度85%,濃磷酸:水=1:

15-20(體積比),調配出磷酸稀釋液稀釋液;水玻璃原漿濃度40波美度,模數為2.4~3.0,水玻璃原漿:

水=1-1.2:1(體積比),調配出水玻璃稀釋液20-22波美度;磷酸稀釋液:

水玻璃稀釋液=1:1(體積比)。

圖九磷酸水玻璃固結體

圖十孔口返封口漿

選用jz350葉片式攪拌機作為製漿裝置,為了保證漿液的均勻性和在注漿間隙時不沉澱,另自行加工攪拌儲漿桶兩台,容量0.4立方公尺,為了方便吸漿,在儲漿桶外側設兩個以上取漿口,以保證大流量注漿時漿液的**。

根據選定漿液的配比引數拌好漿液,其中水泥漿拌好後用1×1mm網篩過濾,確保漿液均勻。

3、注漿

本工藝採用後退式注漿,待鑽孔完成後,注入水玻璃-磷酸混合漿封口,封口漿凝結後注入水泥-水玻璃雙液漿,壓力達到1.5mpa持續5分鐘或不再吸漿後,後退鑽桿,進行下一段的注漿作業,如此迴圈,直至該孔結束。

圖十一注漿

圖十二完成孔位標識

作業順序:先外圈,後內圈,間隔鑽孔注漿。

注漿壓力:syb-60/5型雙液變數注漿幫浦分為四個檔位,注雙液漿採用二檔(1.0-1.

5mpa),注封口漿採用三檔(2.0-3.5mpa)。

謹防由於壓力過大漿液冒出地表。

圖十三地面冒漿

注漿過程中如需暫停注漿時,必須先將水玻璃吸漿管拿出放入清水桶中,然後再拿出水泥管,並同時將注漿管拔出1m,向孔內注清水後再停止注漿,這樣既保持管路暢通,又保證注漿段不受注水影響。

4、注漿結束標準

單孔注漿結束標準以定量定壓相結合的方式控制。定量標準:當注漿量達到設計注漿量的1.

5~2倍,壓力仍然不上公升,可採取速凝漿液等措施結束該孔注漿;定壓標準:注漿過程中,壓力逐漸上公升,流量逐漸下降,當注漿壓力達到設計注漿壓力1.5mpa,持續20分鐘,吸漿量很少或不吸漿時,可結束本孔注漿。

該結束標準為參考值,實際結束標準應通過現場試驗最後確定。

全段結束標準:設計的注漿孔全部注完成後,要對該段的注漿效果進行評價,只有經過評價認為注漿效果達到要求後,方可結束本段注漿,進行開挖。評價方法有如下幾種:

根據注漿量進行判斷,實際的注漿量應達到設計量的80%以上,過少的注漿量很難保地層的加固效果;鑽檢查孔時,漿液充填飽滿,密實;壓水試驗時,吸水率小於0.2l/min或出水量小於10l/min。根據後續注漿孔的鑽進情況對前面注漿孔的注漿效果進行確認,乙個孔注漿完成後,其鄰近的孔在鑽進中應能看到水泥漿,並且成孔相對容易。

5.注漿質量檢驗及資料整理

注漿段的注漿孔全部注完後,應進行注漿效果檢查和評定,不合格者應補鑽孔注漿。對注漿質量的檢查和評定首先要對注漿過程中的各種記錄資料進行綜合分析,分析注漿壓力和注漿量變化是否合理,是否達到設計要求;其次通過打檢查孔來判斷注漿質量,鑽取岩心,觀察漿液充填情況,並檢查孔內湧水情況。檢查孔應布置在出水較多的部位或布置在開挖面中心處,每迴圈擬布設2~3個檢查孔。

注漿前隧道湧水量為700-1000 m/d,注漿後隧道湧水量100-200 m/d,開挖施工中湧水量300-400 m/d。注漿堵水率達到50%以上,注漿堵水效果較為明顯。

在掌子面鑽5個檢查孔並取巖芯,其中上導3個,下導2個。每個檢查孔無湧水、湧砂,且成孔好。檢查孔放置1 h 後,仍無坍孔、無湧水、無湧砂等現象。

取出的芯體有一定強度,外表滑膩,正是雙液漿終凝所形成的固體。因此,可以判定注漿效果良好,滿足安全開挖要求。

圖十四鑽芯取樣

圖十五漿液固結體樣品

開挖後對掌子面注漿加固效果進行觀察,掌子面淤泥質黏土、砂層、礫石層均被有效加固,無水,開挖過程中,掌子面自穩性好,無任何坍塌。

在開挖過程中,漿液對地層的加固狀況主要表現為填充擠壓和剪下劈裂兩種方式。填充擠壓方式主要是當地層孔隙(洞)較大時,漿液直接填充空隙(洞),以達到固結目的,該加固方式主要發生在砂層和黏土的交介面以及由於湧泥造成的部分孔隙率較大的部位。剪下劈裂方式主要是在未擾動的黏土地層,漿液在較高壓力條件下形成劈裂脈,以脈狀擴散方式形成網狀加固結構。

如下圖所示。

圖十六注漿效果圖1

圖十七注漿試驗效果圖2

圖十八注漿效果圖3

圖十九注漿效果圖4

1.鑽進過程中的技術措施

a、為了及時清除孔內巖渣、減少鑽具的磨損,應經常從孔底提起鑽頭,對孔進行充分的排渣。

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