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    大量滲水涌水隧道施工 
    發布時間:2014-08-03
    一、大量涌水隧道施工

       1.施工方法

       運用新奧法原理,沿隧道開挖輪廓線(含底部)按軸向輻射狀布孔(開挖面中心也布孔),進行全斷面全封閉深孔注漿固結止水,使隧道周邊及開挖面形成一個堵水帷幕(加固區),切斷地下水流通路,保持圍巖穩定,增強施工安全。

       2.施工工藝

       (1)施工程序

       (2)超前地質預報

       對于構造復雜、水量豐富的地層,必須準確預報工作面前方20~25M范圍的工程地質和水文地質情況,以便為制定施工方案和確定注漿參數提供依據。

       ①鉆孔方法:利用液壓鉆孔臺車或YQ-100A施鉆深孔,在拱頂、起拱線和隧道中下部位各鉆φ76mm孔,孔深超出注漿段5m左右。

       ②預報內容:預測工作面前方注漿段長度范圍的地質構造和巖性、地下水出露位置和水量大小,以及圍巖變化情況。

       ③預報方法:采用鉆眼排碴取樣分析,記錄鉆速、水質水量變化情況以及開挖后的巖面觀測素描,綜合判斷預報前方水文、地質條件。

        (3)鉆孔作業

       ①封堵墻(止漿墻)施工:首先按照注漿設計施工封堵墻,封堵墻設于開挖面后端,封堵墻厚0.8~1.0m,用C20砼灌注一次成型。

       ②布孔:由測工站在工作平臺上,用紅油漆在掌子面上按設計準確畫出鉆孔位置,標注編號。

       ③鉆孔:

       A.鉆孔時臺車大臂必須頂緊在掌子面上,以防止過大顫動而影響施鉆精度。

       B.鉆機開孔時鉆速宜低,鉆深20cm后轉入正常鉆速。

       C.第一根鉆桿鉆完后,鑿巖機與鉆桿脫離,使用聯接套接第二根,依次接桿直至鉆到設計深度。

       D.鉆孔深度達到設計要求后,鑿巖機后退帶出鉆桿,人工用卡或大扳手卡緊前桿,鑿巖機反轉,松開連接套卸下鉆桿,按同樣方法依次拆卸鉆桿退出孔外。

       E.注漿孔角度參數:仰角、俯角、左偏角、右偏角均控制在最小3°、最大26°內。

       ④開孔孔徑及深度:注漿孔用φ100鉆頭開孔,孔內放置長3~6m的φ86鋼管(或橡膠止漿塞管)做孔口管,掏孔清碴時用φ76鉆頭。注漿段長度為20m一環。

       ⑤鉆孔深度控制:臺車大臂按設計布孔位置點對正,用簡易垂球量角器測鉆桿仰角,調整至設計角度,并在鉆桿上安裝導向指示器,控制鉆孔偏角。

       ⑥臺車鉆孔工作參數:鑿巖臺車鉆孔作業的推進壓力2.5~4.0MPa,回轉壓力5.0~6.0MPa,沖擊壓力19~20MPa。
     
    (4)注漿作業

       ①注漿材料:

       水泥:用425號以上的普通硅酸鹽水泥,質量應符合標準。

       水玻璃:用出廠濃度42~45Bé,比重1.42~1.45,模數2.4~2.8的水玻璃原液。

       拌合水:水質應符合《鐵路砼及砌石工程施工規范》中的各項規定。

       ②配合比控制:水灰比(W/C)為0.8;水玻璃稀釋濃度為25~35Bé;雙液體積比(C/S)為1:0.5~0.7。

       ③凝膠與凝結時間控制:為滿足漿液擴散半徑的要求,采用凝結時間為:一般地段3分鐘,富水地段1~2分鐘。

       施工控制分以下三種:

       A.水灰比固定,水玻璃濃度不變,變換雙漿比例。當水玻璃溶液所占比例由小到大,凝膠時間則由長到短,初、終凝由慢到快。

       B.水玻璃濃度不變,雙液比例固定,變換水灰比。當水灰比由小到大,凝膠時間由短到長,初、終凝由快到慢。

       C.水灰比不變,雙液比固定,變換水玻璃濃度。當水玻璃濃度由高到低,凝膠時間由短到長,初、終凝由快到慢。

       ④注漿:連接注漿管路,用注漿泵先壓水檢查管路是否漏水,設備狀態是否正常,然后再做壓水試驗,以沖洗巖石裂隙,擴大漿液通路,增加漿液沖塞的密實性,核實巖石的滲透性。

       對于富水斷層破碎帶清孔后,先壓水泥漿液,再壓CS雙液漿。

       標定注漿泵上電接觸點壓力表的最大壓力指標,泵壓后觀察壓力變化及水泥漿和水玻璃的消耗數量。

       記錄注漿時間和注漿量。

       注漿達到標準后,打開三通混合器的減壓閥排漿,卸下混合器換注另一孔。

       注漿結束后,拆卸各注漿器件,全部清洗干凈,并對注漿泵進行檢查保養。

       ⑤作業方式:

       注漿方式采用前進式或全孔一次壓入式。鉆孔過程中未涌水的,就一鉆到底,全孔一次壓入式注漿;在鉆孔過程中,如發現有水,即停止鉆孔,采取注一段鉆一段的前進式注漿,直至達到設計段長位置。

       在水壓、水量較大的情況下,還可采用分層泄水減壓、分層注漿方式。即下層管注漿,中層管放水;中層管注漿,上層管放水,這樣逐層抬水,把水排擠到拱頂以上規定的止水固結圈以外。

       注漿順序為由下而上,由里向外。

       ⑥注漿參數:

       A.注漿壓力及單孔擴散半徑:

       注漿壓力一般為地下水靜水壓力的2~3倍,考慮到巖層裂隙阻力,初始壓力3MPa,終壓4~5MPa。單孔漿液擴散半徑4m。

       B.注漿速度:

       鉆孔出水量大于50L/min時,注漿速度取80~100L/min。鉆孔出水量等于0~50L/min時,注漿速度取60~80L/min。

       C.注漿擴散范圍:

       注漿有效范圍為開挖輪廓線外4.0m(塌方段為5.0m)。

       D.注漿量:

       按注漿范圍內圍巖體積的5%左右考慮,實注量由鉆孔壓水試驗確定。(單孔注漿量V=11m3,參考值)。

       3.勞動力組織

       深孔超前預注漿工序多,要求工序銜接緊湊,因此施工組織安排要合理,使各道工序協調動作。

       作業工序為四大項:鉆孔、運料、配料、注漿。每班施工作業人員29人,勞動力安排見下表。

       序號作業內容人數備注

       1注漿孔司鉆2

       2接鉆桿,安孔口管、接注漿管4

       3操作注漿泵,接電和維修3

       4調釋水玻璃,拌水泥漿3

       5裝、運料,卸料9

       6運料汽車司機,值班汽車司機3

       7質量安全檢查1

       8測量1

       9試驗1

       10技術指導工程師1

       11指揮1

       12合計29

         4.機械設備配置

       (1)主要注漿配件

       ①制作注漿孔口管,管長3m、6m兩種,管尾焊接聯接套,聯接套長56mm,內徑90mm,外徑98mm,它的另一頭帶有梯形螺紋絲扣,也可用止水漿塞做注漿管,止漿塞采用自制橡膠止漿塞。

       ②羊角式注漿嘴套帽

       注漿嘴套帽內口徑螺紋能與孔口管尾外螺紋扣套接。帽頭上鉆兩個孔,接成半角式接頭,接頭直徑30mm,長85mm,與三通混合器連接。

       ③三通混合器

       三通混合器外形尺寸92mm×92mm×62mm,為逆止閥型,有4個孔,其中2個內徑為28mm的螺紋孔接注漿管的入口,有一內徑為30mm螺紋孔為出漿口,一個減壓排漿口。逆止閥使雙液混合后不能返流,直接流入羊角注漿嘴里。

       ④注漿孔口管頂進聯接套

       頂進聯接套尺寸和注漿嘴套帽相同,在帽上套焊一個釬尾套,接在鉆孔臺車的鑿巖機上。

       ⑤注漿

       φ25高壓膠管長5m和10m,每一臺注漿泵長短各配2根。

       φ25無縫鋼管管路配長30~50m,水泥漿和水玻璃漿液各一條管路。

       鋼管連接用鋼制管節對接,高壓膠管與鋼管連接配件為快速接頭或縮頭鎖接。

       5.質量控制要點

       (1)一次注漿段長度不大于20m;

       (2)注漿帷幕厚度不小于4.0m;

       (3)堵水率不低于90%;

       (4)注漿結石體7天的單軸抗壓強度不小于5MPa。

       6.安全措施

       (1)地質超前預報和監控量測在施工中貫徹始終。

       (2)施工排水溝要及時疏排,嚴防積水。

       (3)針對富水斷層破碎帶深孔注漿固結止水施工的特點和要求,制定安全實施細則。

       (4)加強全員安全意識教育,堅持安全第一的思想,不盲目追求進度,以防止塌方。

       (5)要配備少量聚胺脂材料,作為突水應急堵漏時用。

       (6)注漿作業人員戴口罩、眼鏡和軟手套,以防止水泥粉塵和水玻璃溶液對人體造成傷害。

       (7)要有良好的照明條件。

      二、大量滲水隧道施工

       1.施工方法

       整治隧道施工滲水,采用聚氯乙烯(PVC)塑料板,即在初期支護與模筑砼襯砌之間鋪一層PVC板,使襯砌表面達到干燥的要求。

       2.施工工藝

       ①準備工作

       A.PVC防水板的質量檢查

       檢查是否有變色、波紋(厚薄不均)、斑點、刀痕、撕裂、小孔等缺點。

       B.用特種鉛筆在PVC防水板邊緣上繪出焊縫搭接線,搭接線距板邊10cm。

       C.PVC防水板拱部、邊墻分段鋪設,拱部劃出中線,并對稱卷起備用。

       D.工作臺就位:工作臺由萬能桿件拼裝,接通電源,切斷鋼絲網露頭,對超挖空洞要掛網回填砼。

       ②固定PVC防水板

       每環PVC防水板拱部與邊墻分別鋪設,先將拱部PVC防水板中線重合隧道中線,并及時在PVC防水板兩邊,離邊緣5cm,間距0.5m,進行錨定,邊墻鋪設從起拱線開始,板邊固定點距邊緣5cm,間距1m,向下展開。防水板當中的錨固點布置:沿橫斷面方向間距為0.5~1.0m,沿隧道軸線方向為1.0m,梅花形布置。

       ③焊接PVC板搭接縫

       搭接縫的焊接工作要超前于另一邊。

       ④焊縫補強

       焊縫有不符合質量要求時,及時進行修補處理。

       

       3.勞動力組織

       PVC防水板施工每班28人,分邊墻與拱部兩組,其分工如下:

       班長2人錨固6人焊接12人輔助工8人

       4.施工工具配備見下表

       名稱型號單位數量備注

       射釘槍SDT—A301型臺3

       電錘回ZIC—16型臺3

       電烙鐵220V/150W把12

       調壓器1KVA臺6

       銅刷4~6排刷把12

       小錘把3

       螺絲刀把3

       錐子把3

       卡絲鉗把3

       剪刀把3

       萬能表個1

       試電筆支3

       工具袋個1

       

       5.質量控制要點

       (1)固定防水板時,要將防水板放松,不可繃得太緊,根據巖石基面情況留夠富余量,使二次模筑砼擠壓后,防水板與噴砼層表面自然密貼。

       (2)兩防水板間的搭接寬度10cm。

       (3)用電錘固定防水板時,由于塑料脹錨螺栓直徑為42mm,所以選用直徑8mm的鉆頭鉆眼,孔深40~50mm。

       (4)防水板焊縫寬度不小于1cm,焊接電壓110V,最高不得超過130V。

       (5)用電烙鐵焊接防水板時,烙鐵頭在兩塑料板間均勻移動,同時在上層防水板之上用手指均勻用力推擠,以防水板焊縫間擠出塑料熔液為最佳。

       (6)抽出烙鐵頭時,需將其上殘留的熔融塑料刷掉。

       6.安全質量措施

       (1)為保證鋪設PVC板的平整,隧道開挖采用光面爆破,噴砼后要達到隧道輪廓線圓順整齊。

       (2)鋪設防水板前,先將邊墻基礎灌注好,嚴禁在已鋪設防水板處進行爆破作業。

       (3)噴射砼表層有淋水時,采取引、擋、排、遮等措施,保證焊接時無滴水浸入。

       (4)射釘槍或電錘,都要垂直于巖層面,同時防水板上要加墊圈。

       (5)焊接開始前,電烙鐵需在小塊塑料板上試溫,能使塑料板熔化時才能焊接,停焊時應及時切斷電源。

       (6)用電烙鐵進行焊縫補強時,要防止烙鐵頭將下塊防水板燙出溝槽,影響防水效果。若發現有烤焦變色或焊穿等現象時,要及時進行補貼處理。

       (7)隧道內各洞室鋪防水板時,均須自上而下,從外向洞室內展鋪,并注意正洞的防水板應搭接在洞室防水板里面,并在正洞與洞室邊緣增加固定點。

       (8)在模筑砼施工時,砼不能直接沖擊防水板,震搗器不得接觸防水板。

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