扎西隧道袖阀管注浆加固试验方案(最终)

新建成都至贵阳铁路乐山至贵阳段（D1K284+173.95～D3K317+262段）扎西隧道袖阀管注浆加固试验方案编制：复核：审核：审批：中铁一局成贵铁路10标项目部二〇一五年九月目录1.编制依据 (1)2.工程概述 (1)2.1工程简介 (1)2.2主要设计技术参数 (1)2.2.1原设计情况 (1)2.2.2变更设计情况 (2)3.施工准备 (2)3.1施工现场、技术、安全准备 (2)4.资源配置及进度计划 (3)4.1人员及机械设备配置 (3)4.2进度计划 (3)5.试验施工 (3)5.1试验目的 (3)5.2注浆加固试验范围 (4)5.3试验施工参数 (4)5.3.1注浆管 (4)5.3.2注浆参数 (4)6.袖阀管注浆加固施工 (5)6.1袖阀管注浆原理 (5)6.2袖阀管注浆施工特点 (5)6.3注浆要求 (6)6.4施工工艺流程 (6)6.5施工工艺 (6)6.5.1钻孔 (6)6.5.2制备、置换套壳料 (7)6.5.3安装袖阀管 (8)6.5.4固管止浆 (8)6.5.5止浆料待凝 (8)6.5.6注浆 (8)6.5.7注浆效果验证 (9)7.质量控制 (9)8.安全措施 (9)9.环境措施 (10)扎西隧道袖阀管注浆加固试验方案1.编制依据1.1新建铁路成贵铁路CGZQSG-10标段扎西隧道施工设计图纸；1.2《高速铁路隧道工程施工技术规程》（Q/CR9604-2015)；1.3《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）；1.4《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）；1.5《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）；1.6成贵施隧技通知（10标）-072.工程概述2.1工程简介扎西隧道位于云南省威信县，属中低山地貌，进出口地形较缓，坡度5～20°，植被发育，多为旱地，洞口附近有民居分布，进出口端附近均有公路能过，交通较方便。

隧道进口段D1K284+630～D1K284+720为新建气象站。

扎西隧道进口D1K284+652～+700段地表为人工杂填土层，以粉质粘土、角砾土和碎石土为主，局部夹块石，分布不均匀，粉质粘土以硬塑状为主，局部呈软塑状，角砾土和碎石土，潮湿状，未压实，为松散到稍密状，厚5～12m。

2.2主要设计技术参数2.2.1原设计情况⑴扎西隧道进口段地质为砂质泥岩、泥岩夹砂岩和页岩，弱～强风化层。

D1K284+652～D1K284+677段长25m采用Ⅴc型复合衬砌，按照成贵施隧附01-24、25、35图施工；超前支护采用φ108大管棚支护，环向间距40cm，共38根，每根长30m；加强支护采用工20b全环型钢钢架，纵向间距0.6m。

D1K284+677～D1K284+730段长53m采用Ⅴc型复合衬砌，按照成贵施隧附01-24、25、35图施工；超前支护采用φ42注浆小导管支护，毎环38根，每根长4m，纵向间距2.4m；加强支护采用工20b全环型钢钢架，纵向间距0.8m。

⑵D1K284+652～D1K284+730段长78m，属于浅埋隧道，最大埋深约15m。

⑶在D1K284+670线路右侧16m有一地方在建气象站场坪及其两级浆砌片石防护堡坎，堡坎下方无建筑。

气象站场坪为26m×26m。

2.2.2变更设计情况⑴施工单位2015年5月份进场施工时发现扎西隧道进口D1K284+652～D1K284+690段地质为粘土层、局部为建筑垃圾回填，与设计砂质泥岩、泥岩夹砂岩和页岩强风化层不相符。

⑵设计单位于2015年8月完成该段的地质复勘，复勘结果显示隧道进口D1K284+652～D1K284+700段长48m地表为当地修建气象站时形成的人工填土层，厚度为5～10m，下伏为基岩，与原设计地质不相符，进洞时极易造成塌方，存在安全隐患。

其中D1K284+652～D1K284+685段长33m，人工弃土侵入隧道洞身。

⑶2015年9月1日参建各方现场会勘后，形成变更设计会审纪要[2015]37号，确定了处理措施，其中D1K284+652～+690段地表采用袖阀管注浆。

⑷D1K284+652～+690段地表采用Φ50 PVC袖阀管注浆加固杂填土层，布置形式采用1 m×1 m梅花形布置，袖阀管伸入基岩弱风化层以下1m（隧道范围内至上台阶），横向范围为隧道中线两侧各12m。

注浆材料为水泥浆和水泥砂浆，其中四周外圈两排注浆孔注水泥浓浆，其余注浆孔注水泥砂浆。

浆液水灰比暂定（水泥砂浆0.4～0.8，水泥净浆0.6～0.8），注浆压力暂定0.5～2.0MPa，根据现场注浆实验优化参数。

3.施工准备3.1施工现场、技术、安全准备(1)详细分析、研究设计要求、地质条件，考虑所需的设备、器材人员配备和可能出现的问题及处理办法。

(2)按施工需求配备施工人员，相关部门按要求对施工人员进行培训及下发相关技术、安全交底，并要求施工人员严格按交底要求施工。

(3)现场施工测量放样，定出孔位，进行内部核对后报监理工程师检验复核。

测量后的每一个孔位采用标识桩做好标记，发现隐蔽障碍物及时清理。

(4)现场备齐各种注浆施工用料。

(5)施工现场的作业区域、材料堆放区等场所，按照规定配备足够的各类有效防火器材，并经常检查器材的使用状态是否有效。

(6)设置沉淀池，泥浆污水、废水通过排水措施经过沉淀池沉淀，未经处理禁止排入下水道。

废浆和淤泥使用封闭的专用车辆进行运输。

(7)进行各项安全检查，安装水源、电源、搭设临时设施，规划施工场地使用布置。

(8)施工机具进场须经过安全检查，安装完成后，要进行安装验收，验收合格后方能进行开机操作，操作员应按照有关规定持证上岗，禁止无证人员操作。

4.资源配置及进度计划4.1人员及机械设备配置4.2进度计划扎西隧道进口袖阀管施工计划从2015年9月22日施工，11月25日结束。

5.试验施工5.1试验目的在有代表性的地段进行袖阀管注浆加固试验，论证注浆加固设计方案及相关施工参数的合理性，以指导本工程的施工，确保满足设计要求。

5.2注浆加固试验范围在注浆区域选取4～6排注浆孔选取60个孔，按66cm 步距分段注浆进行试验。

第一区段采用水泥砂浆为0.4～0.8的配合比进行试验，第二区段采用水泥净浆为0.6:1配合比进行试验，第三区段采用水泥净浆为0. 8:1配合比进行试验，第四区段采用水泥净浆为1:1配合比进行试验。

每个注浆区段有15个注浆孔，从左到右，前7个注浆孔采用0.5～2Mpa 注浆压力注浆，后8个孔采用1.5～3Mpa 注浆压力注浆。

试验段区域选定如下图3.1所示。

5.3试验施工参数5.3.1注浆管 注浆管采用φ50PVC 袖阀管，袖阀管深入基岩弱风化层以下1m （隧道范围内至上台阶），布置形式采用1m ×1m 梅花形布置，注浆管单节长度50cm ，节与节之间采用丝口连接。

5.3.2注浆参数注浆浆液采用水泥净浆和水泥砂浆两种，水泥砂浆采用0.4:1,0.6:1,0.8:1三种配合比进行试验注浆。

水泥净浆采用，水泥浆采用水泥：水为1:1、1:0.8、隧道中线图3.1 注浆试验段1:0.6三种配合比进行试验注浆，注浆压力为0.5MPa～1.5MPa、1.5MPa～2MPa 两种压力。

注浆所用水泥采用P.O 42.5普通硅酸盐水泥。

6.袖阀管注浆加固施工6.1袖阀管注浆原理袖阀管注浆工法是预埋注浆管法的延伸和改进，很好的解决了松散地层注浆管封闭止浆的难题。

采用该工法可以解决松散地层的注浆加固、防渗、堵漏等工程难题。

袖阀管注浆工法是在浆液经过注浆泵加压后，通过连通管进入注浆管，聚集到袖阀管注浆管段，然后通过钻有直径为6mm 的泄浆孔的PVC管(即袖阀管)，在内压力的作用下，将包裹在PVC外的橡胶圈胀开和套壳料挤碎。

当压力逐渐增大到一定程度，被加压的浆液就会沿着地层结构产生充填、渗透、压密、劈裂流动，此时由于供浆量小于进入量，压力会自动回复到平衡状态，续后的浆液在压力作用下，使得劈裂裂缝不断向外延伸，浆液在土体中形成固结体，从而达到增加地层强度，降低地层渗透性的目的。

逐次提升或降低注浆内管即可实现分段注浆。

橡胶圈的作用是当孔内加压注浆时橡胶圈胀开，浆液从泄浆孔进入地层，停止注浆时橡胶圈在袖阀管外部浆液的作用下封闭泄浆孔，阻止泥土和地下水逆向进入袖阀管内。

套壳料的作用是在袖阀管周围形成具有一定强度的保护层，注浆时浆液在袖阀管有孔的部位挤碎套壳料，而上部和下部的套壳料仍具有一定强度，可以阻止浆液的上下流动。

这样浆液就只在很小的范围横向流动，以增加地层加固半径。

而双塞管的作用是增压，当浆液通过注浆内管进入双塞管后，浆液从内管上的4cm长的出浆孔流出。

当浆液进入袖阀管和双塞管中间时，在压力作用下，橡皮帽被顶起，随着浆液的聚集，压力达到一定程度后，袖阀管外侧的橡胶圈被胀开，套壳料被挤碎，从而浆液被挤压到地层中。

6.2袖阀管注浆施工特点（1）一般用于50m以内的地表注浆，垂直和水平注浆均可；（2）具有上下两个阻塞器，能将浆液限定任何区段内进行注浆，可达到分段注浆的目的；（3）阻塞器可在袖阀管内自由移动，可根据需要在注浆区域内反复注浆；（4）可根据地层特点，在同一袖阀管内采用不同的注浆材料，选用不同的注浆参数进行注浆；6.3注浆要求(1)注浆前应进行地表修整及排水处理。

根据原有地形，对注浆区地表进行整平，并进行简单夯实，地表坡脚施做截水天沟，确保地表排水通畅。

(2)注浆前应进行地质情况核对，对加固区域按每10 m一处进行土体取芯，对杂填土体厚度、成分进行核对，并对其物理力学性能进行试验，掌握加固体的孔隙率和含水率。

根据分析结果为注浆工艺性试验及注浆参数调整提供依据。

(3)注浆顺序：遵循先外围后内圈，先单号后双号间隔跳注，单孔采用先下后上的顺序分段式注浆，注浆步距66cm（2节袖阀管长度）。

注浆过程中，每段注浆完成后，向上移动一个步距的芯管长度。

(4)结束条件以达到注浆终压并持压10 min控制。

6.4施工工艺流程测放孔位→钻进成孔至设计深度→注入套壳料→下入袖阀管→安装止浆环，注入固管止浆料→待凝→下入芯管，开环注浆→自下而上进行，分段间歇注浆→全孔段注浆完成，冲洗袖阀管→保护好袖阀管，必要时进行后备注浆。

6.5施工工艺钻孔注浆前应进行地表修整及排水处理。

根据原有地形，对注浆区段进行整平，并进行简单夯实，地表坡脚施作截水天沟，确保地表排水通畅。

6.5.1钻孔(1)孔位布置注浆孔按1mx1m梅花形布置，孔径为Φ50PVC袖阀管，袖阀管伸入基岩弱风化层以下1m（隧道范围内至上台阶），横向范围为隧道中线两侧各12m。

由于洞口段已施作大管棚，对于注浆孔位受大管棚位置干扰的区域，可适当调整孔位和孔深，并做好相应记录，待隧道开挖后采取洞内超前注浆对该区域进行加固。