圍巖徑向注漿施工方案

圍巖徑向注漿施工方案我干隧道工程快十年了，大大小小處理過十多段破碎軟弱圍巖段，深知圍巖不穩(wěn)定、滲漏水不處理到位，后續(xù)施工就是拿安全開玩笑。這次我們負(fù)責(zé)的山區(qū)隧道掘進(jìn)到某段后，揭露的圍巖破碎程度遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)預(yù)判，初期支護(hù)施作后變形持續(xù)偏大，還存在局部滲涌水掉塊的隱患，為了加固圍巖、堵截滲漏水、控制初期支護(hù)變形、保障后續(xù)施工安全，我們結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況編制了本圍巖徑向注漿施工方案，整個(gè)方案從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研到參數(shù)確定我都全程參與，每一步都是結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)調(diào)整出來的，接下來我把完整方案梳理清楚。1工程概況與方案編制說明1.1本段工程基本情況本次需要處理的段落為隧道開挖完成初期支護(hù)后的軟弱破碎圍巖段，整體埋深不算太大，揭露圍巖以強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)頁(yè)巖為主，節(jié)理裂隙非常發(fā)育，局部還有寬度兩三米的小型斷層破碎帶，裂隙最大張開度能到4厘米，開挖過程中實(shí)測(cè)段落總滲水量能達(dá)到每小時(shí)十多立方。我們施作完錨噴網(wǎng)初期支護(hù)后，連續(xù)一周監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示拱頂沉降和邊墻收斂都接近預(yù)警值，部分位置還有緩慢持續(xù)變形，拱腰位置偶爾出現(xiàn)小塊掉塊，已經(jīng)不符合繼續(xù)向前掘進(jìn)和施作二次襯砌的安全要求，必須通過徑向注漿加固圍巖堵住滲水。1.2編制依據(jù)和適用范圍本方案編制主要參照國(guó)家現(xiàn)行隧道施工技術(shù)規(guī)范、安全規(guī)程，結(jié)合本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)圖紙、現(xiàn)場(chǎng)圍巖揭露實(shí)際情況、初期支護(hù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，還有我們之前處理同類圍巖的施工經(jīng)驗(yàn)編制。方案適用范圍就是本項(xiàng)目本次需要處理的一百余米破碎圍巖段落，后續(xù)如果遇到同類地質(zhì)問題也可以參考調(diào)整后使用。1.3方案實(shí)施目標(biāo)簡(jiǎn)單說就是三個(gè)目標(biāo)：第一，把圍巖裂隙填滿，把松散破碎的圍巖膠結(jié)成整體，提高圍巖自身的承載能力，把初期支護(hù)的變形穩(wěn)定下來；第二，堵住圍巖裂隙里的滲漏水，改善作業(yè)環(huán)境，避免后續(xù)二襯施作完成后再出現(xiàn)滲漏水病害；第三，消除安全隱患，保障后續(xù)掘進(jìn)和二襯施工能安全順利進(jìn)行。2施工準(zhǔn)備工作說完整體的背景和目標(biāo)，接下來就是施工前的各項(xiàng)準(zhǔn)備，這一步做不扎實(shí)，后面施工很容易出亂子，我在這塊盯得特別緊。2.1技術(shù)準(zhǔn)備首先我們組織所有現(xiàn)場(chǎng)施工人員做了針對(duì)性技術(shù)交底，我自己給帶班班長(zhǎng)、鉆機(jī)手、注漿工一個(gè)個(gè)講要求，把之前我遇到過的因?yàn)閴毫刂撇划?dāng)撐裂初支、因?yàn)榍蹇撞坏轿欢鹿艿陌咐贸鰜斫o大家提了醒，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了孔位布置、注漿壓力控制的注意事項(xiàng)，不是對(duì)著稿子念，都是實(shí)打?qū)嵉慕?jīng)驗(yàn)。然后我們結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際滲漏水位置，重新核對(duì)了設(shè)計(jì)孔位，在初支表面用紅油漆標(biāo)出了所有孔位，對(duì)滲水量大的裂隙位置提前做了加密標(biāo)注。施工前我們還在段落兩端選了兩個(gè)試驗(yàn)孔做注漿試驗(yàn)，確定了適合本段的漿液配合比和注漿壓力，避免一開始就大面積施工出問題。2.2人員準(zhǔn)備我們按作業(yè)需求配足了人員：現(xiàn)場(chǎng)帶班負(fù)責(zé)人1名，全程盯在現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)處理問題；鉆機(jī)班4名，都是有三年以上隧道鉆孔經(jīng)驗(yàn)的老工人，生手沒敢用；注漿班3名，都熟悉雙液注漿泵的操作，懂壓力控制；專職安全員1名，全程旁站做安全檢查和變形監(jiān)測(cè)；還有1名后勤人員負(fù)責(zé)材料轉(zhuǎn)運(yùn)和記錄。我自己每天至少在現(xiàn)場(chǎng)待8個(gè)小時(shí)，隨時(shí)解決突發(fā)問題，畢竟出問題我第一個(gè)擔(dān)責(zé)，不敢掉以輕心。2.3機(jī)具與材料準(zhǔn)備機(jī)具方面我們配了2臺(tái)地質(zhì)鉆機(jī)，2臺(tái)雙液注漿泵，2個(gè)攪拌桶，配套的高壓注漿管、壓力表、止?jié){塞都備齊了，提前都拆解開檢修過，易損件比如密封圈、接頭都備了一倍的備用量，防止壞了耽誤工。材料方面用的是普通硅酸鹽水泥和水玻璃，水泥提前送了檢驗(yàn)，合格才進(jìn)場(chǎng)，堆料場(chǎng)墊了架空的木方，防止水泥受潮結(jié)塊，水玻璃濃度也提前測(cè)過，符合要求，另外還備了少量粉煤灰，需要調(diào)整漿液凝膠時(shí)間的時(shí)候用。2.4現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備我們按施工需求搭好了作業(yè)平臺(tái)，平臺(tái)寬度足夠鉆機(jī)操作，四周焊好了1.2米高的防護(hù)欄桿，作業(yè)面的通風(fēng)、照明都接到位了，電壓也測(cè)過符合要求。我們提前把初支表面的浮渣、松動(dòng)的掉塊都清理干凈了，還補(bǔ)打了幾個(gè)臨時(shí)錨桿固定了松動(dòng)的巖塊，防止施工過程中掉塊傷人，另外提前在段落布好了變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，注漿過程中隨時(shí)監(jiān)測(cè)初支變形情況。3核心施工工藝與操作要點(diǎn)準(zhǔn)備工作到位了，接下來就是正式施工，這一步是決定注漿效果的核心，每個(gè)環(huán)節(jié)我都要求嚴(yán)格按要求來。3.1注漿參數(shù)確定結(jié)合我們的試驗(yàn)結(jié)果，本段用水泥水玻璃雙液漿，因?yàn)閱我簼{凝固慢，容易被滲水沖走，雙液漿能快速凝固，堵水加固效果更好。具體參數(shù)：孔位按梅花形布置，間距1.2米×1.2米，從拱頂一直布置到邊墻墻腳，孔深要求進(jìn)入原狀圍巖5米，也就是超出開挖輪廓線4米，鉆孔孔徑90毫米；漿液配合比方面，水泥漿水灰比1:1，水玻璃濃度35波美度，水泥漿和水玻璃體積比控制在1:0.5到1:1之間，凝膠時(shí)間調(diào)整為1到3分鐘，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)吃漿和滲水情況靈活調(diào)整；注漿終壓控制在1.5到2.0兆帕，不能太低也不能太高，太低填不滿裂隙，太高容易把初支撐裂，這個(gè)度我們反復(fù)試驗(yàn)過，是最合適的。3.2鉆孔施工鉆孔的時(shí)候要求鉆機(jī)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記好的孔位，角度基本上垂直于初支表面沿徑向鉆進(jìn)，開孔的時(shí)候要慢，防止偏斜，每鉆進(jìn)1米就要檢查一次鉆孔深度和角度，偏差超過要求就要重新調(diào)整，鉆到設(shè)計(jì)深度后，必須用高壓風(fēng)把孔里的巖渣、積水都吹干凈，之前有個(gè)鉆機(jī)手圖快，沒清孔就下止?jié){塞，結(jié)果注漿的時(shí)候堵管，折騰了一個(gè)多小時(shí)才疏通，后來我要求每鉆完一個(gè)孔必須清孔檢查，合格了才能進(jìn)行下一道。清完孔之后用水泥袋臨時(shí)封住孔口，防止掉渣進(jìn)去堵孔。3.3注漿作業(yè)注漿順序我們要求從下往上注，先注拱腳位置的孔，再注拱腰，最后注拱頂，而且先注滲水量大、吃漿量大的孔，后注滲水量小的孔，這樣能減少串漿的概率。注漿剛開始的時(shí)候用低壓慢注，慢慢升壓，不能一下子把壓力拉到終壓，當(dāng)壓力升到設(shè)計(jì)終壓之后，要穩(wěn)定10分鐘以上，進(jìn)漿量小于每分鐘5升才能結(jié)束這個(gè)孔的注漿。如果施工過程中出現(xiàn)串漿，就把串漿的孔也塞上止?jié){塞一起注，或者把串漿孔堵住，注完這個(gè)再注那個(gè)；如果遇到吃漿量特別大，壓力一直升不上去的情況，就調(diào)低漿液濃度，放慢注漿速度，或者采用間歇注漿，注半個(gè)小時(shí)停兩個(gè)小時(shí)，等漿液凝固了再接著注，我之前就遇到過一個(gè)孔，連續(xù)注了三噸水泥壓力都不上，就是用間歇注漿三次之后壓力正常升上去了，效果很好。注漿結(jié)束之后，先關(guān)閘卸壓，再拔管，最后用干硬性水泥砂漿把孔口封密實(shí)抹平，防止后期孔口滲漏水。4質(zhì)量控制與驗(yàn)收注漿效果好不好，全靠過程控制和最后的驗(yàn)收，這塊我卡得很嚴(yán)。4.1過程質(zhì)量控制首先孔位偏差不能超過10厘米，孔深偏差不能超過正負(fù)5厘米，角度偏差不能超過5度，我每天都會(huì)隨機(jī)抽測(cè)五六個(gè)孔，不合格的必須補(bǔ)鉆，不能將就。漿液配合比要求每一盤都要用量桶計(jì)量，不能讓工人憑感覺加水加漿，配合比不對(duì)直接影響凝膠時(shí)間和強(qiáng)度，所以每天我都要查好幾次配合比記錄。注漿壓力和終壓穩(wěn)定時(shí)間必須符合要求，沒到時(shí)間不能結(jié)束注漿，也不能超壓，萬一超壓很容易把初支撐裂，那就是大問題了。4.2成品驗(yàn)收注漿全部結(jié)束之后，要等七天讓漿液完全凝固，再做驗(yàn)收。驗(yàn)收的時(shí)候按總孔數(shù)的5%鉆檢查孔，取芯看漿液填充裂隙的情況，同時(shí)做壓水試驗(yàn)檢查滲水量，要求單位長(zhǎng)度滲水量符合規(guī)范要求就算合格。如果檢查下來不合格，就在檢查孔周圍補(bǔ)注幾個(gè)孔，重新檢查，直到合格為止。我們這次驗(yàn)收只有一個(gè)檢查孔滲水量稍微超標(biāo)，補(bǔ)了兩個(gè)孔之后就符合要求了。5安全保障與應(yīng)急處理隧道施工安全永遠(yuǎn)是第一位的，哪怕方案做得再好，安全不到位都是白搭。5.1日常安全管控施工前每次進(jìn)洞都要先排查初支和圍巖的安全，把松動(dòng)的浮石危石清理干凈，作業(yè)平臺(tái)每次使用前都要檢查牢固性，工人必須戴安全帽，高空位置作業(yè)必須系安全帶。鉆機(jī)作業(yè)的時(shí)候一定要墊穩(wěn)，防止傾倒，注漿的時(shí)候注漿管前方絕對(duì)不能站人，防止壓力大管子脫開漿液噴出來傷人，高壓管每個(gè)星期都要檢查一次，有開裂磨損的馬上換掉。隧道里面通風(fēng)必須保證，注漿的時(shí)候有揮發(fā)性氣體，所以我們要求專職安全員每?jī)蓚€(gè)小時(shí)測(cè)一次有害氣體濃度，符合要求才能繼續(xù)作業(yè)。注漿過程中每天測(cè)三次初支變形，如果變形速度超過預(yù)警值，馬上停止施工撤人，查明原因處理完再?gòu)?fù)工，這是保命的要求，絕對(duì)不能含糊。5.2應(yīng)急預(yù)案我們提前準(zhǔn)備了應(yīng)急物資，包括備用的工字鋼、網(wǎng)片、水泥、速凝劑，現(xiàn)場(chǎng)也留了應(yīng)急值班車，24小時(shí)有人值班。如果施工過程中出現(xiàn)初支變形過大、突涌水掉塊這些險(xiǎn)情，第一時(shí)間組織人員撤到安全區(qū)域，再上報(bào)項(xiàng)目部技術(shù)組，重新調(diào)整方案之后再處理，絕對(duì)不能逞強(qiáng)冒險(xiǎn)作業(yè)。我們這段施工全程都很平穩(wěn)，沒有出任何險(xiǎn)情，但預(yù)案必須做在前，不怕一萬就怕萬一。方案實(shí)施總結(jié)總的來說，本圍巖徑向注漿施工方案完全結(jié)合本段圍巖的實(shí)際情況編制，從前期準(zhǔn)備到過程施工再到質(zhì)量驗(yàn)收、安全管控，每個(gè)環(huán)節(jié)都有明確的要求，也融入了我這么多年現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。目前方案已經(jīng)執(zhí)行完成，從監(jiān)測(cè)結(jié)果和驗(yàn)收情