全断面深孔预注浆堵水施工方案
一、涌水概况
20××年3月20日，施工至ZK15+210掌子面，掌子面拱顶靠右1米位置出现股状出水，出水范围宽度约1m，水量约2000m³/d。出现地下水后，我项目部即通知参建各方，参建各方现场查勘后，结合现场围岩实际情况与超前地质预报报告，决定将ZK15+210～ZK15+222段围岩级别调整为V1，衬砌类型调整为Z5b。我项目部按照变更参数进行施工，20××年3月25日，掌子面开挖至ZK15+215掌子面，ZK15+215掌子面上半部围岩为中风化白云岩、灰岩及石英脉，岩体完整性差，层面紊乱，节理裂隙发育，裂面粗糙，张开2～5mm，充填褐黄色黏土；拱腰处可见1～2m厚的挤压破碎带，破碎带发展由右侧拱脚处斜向左侧拱顶，出水口范围扩大，宽度约4m，出水量约8800 m³/d，水量有增加，截止20××年5月16日，水量10500m³/d。
依据左洞超前预报资料及现场开挖揭示情况：左洞掌子面前方30～60米为破碎围岩带地下水富集区，同时结合掌子面涌水情况也表明掌子面前方为地下水富水区，且地下水有稳定的补给来源。掌子面水量维持在11000m³/d左右，涌水量大，严重影响隧道正常施工。
根据“现场四方会议纪要；20××年5月16日××隧道左ZK15+215掌子面涌水专家咨询意见”，为避免长期排放地下造成地表大量失水,保护地表生态环境,同时为隧道施工创造良好的施工环境，减小施工风险，ZK15+215～ZK15+255段采用超前全断面注浆对围岩进行预加固。
二、编制依据
《公路隧道施工技术规范》
《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》
国家、交通部颁布的现行相关设计规范，施工技术规范，各种试验(检验)、检测标准(规程)；
××公路勘察设计研究院××至××高速公路两阶段施工图设计《时速80公里双洞4车道公用图上册（第二册第二分册）》；
××至××高速公路设计代表组设计联系单联（××高速（0）-隧道-20××-6）；
我公司拥有的科技成果、工法成果、管理水平，现阶段的技术装备力量和多年积累的公路施工经验。
三、全断面预注浆主要施工工艺及施工方法
全断面预注浆是通过在掌子面钻注浆孔，再向孔内压注化学浆液，浆液挤出开挖断面及其周围一定范围内的岩缝中的水，保证围岩的裂隙被具有一定强度的浆体充填密实，并与岩体固结成一体，形成稳固的水泥岩石止水圆柱体。
3.1、注浆施工方案
××隧道出口左洞ZK15+215～ZK15+255段超前全断面预注浆，注浆长度为40m，其中孔口端3m包含在止浆墙范围内，分四段实施，第一段13米，第二段19米，第三段28米，第四段40米，共设10环注浆孔。
3.2、注浆工艺和作业要点
3.2.1、注浆工艺流程（见图1）
3.2.2 、注浆材料的选择
1)、注浆材料。注浆材料原则上采用混合注浆，即水灰比为0.8:1〜1:1的水泥砂浆（纯水泥浆）注5～10min，然后注水泥-水玻璃双液浆（水泥浆:水玻璃浆：1:0.5〜1:1, 水玻璃浓度35Be’），双液浆注浆
不超过2min，再注水泥砂浆（纯水泥浆），这样反复注浆，直至注浆压力上升至注浆终压即结束注浆。浆液水灰比、灰沙比、水泥水玻璃配合比根据实际地质情况及注浆的不同时段试验确定，注浆开始时水灰比可稍大，而后逐渐减小，注浆的起始浓度根据钻孔吸水量确定。
2)、浆液的配比
（1）水泥浆。配制水泥浆液采用水灰比法。水泥浆的浓度应根据岩石裂隙发育程度、钻孔单位吸水量的大小确定，在注浆中水灰比一般取0.8〜1。本次注浆水泥浆配比选用水：水泥=1:1。
水泥浆的配比按下式计算：
G水/d水+G灰/d灰=V配 W/C=G水/G灰
式中：V配——需要配制水泥浆的体积；
W/C——水灰比；
G灰——水泥重量；
G水——水泥比重；
d灰——水泥比重；
d水——水的比重；
图1 注浆工艺流程
（2）水玻璃浆。采用浓度为35°Be'的液体玻璃，如浓度大时，可加水稀释，现场用波美计（比重计）测定水玻璃的浓度，水玻璃的波美度与密度的关系可用下式换算：
Be'=145-145/密度
（3）水玻璃浆液的混合。水泥浆与水玻璃浆可以是等比例的混合，也可以不等比例混合，在实际使用中，多为不等比例混合。
准确掌握初凝时间，是注浆作业中的一个重要环节，影响C-S浆液初凝时间的因素有：
①水泥浆、水玻璃浆的浓度。当C-S比和波美度一定时，水泥浆与水灰比越大，初凝时间越长；当C-S比和水灰比一定时，水玻璃波美度越高，初凝时间越长。
②水泥浆和水玻璃体积比的变化。当水泥浆的水灰比与水玻璃的波美度一定时，C-S浆液中水玻璃体积大，初凝时间长，水玻璃体积小初凝时间短，但水玻璃的用量不得小于水泥浆的0.3倍，否则初期强度低，混合浆有被水冲失的可能，且C-S浆液初凝时间太快易造成堵孔事故。所以，施工中须选择一个比较适合的C-S比例进行注浆，现场一般常用C-S=1：1～1：0.3。
③温度。温度对初凝时间影响也很大。温度低，初凝时间长；温度高，初凝时间短，因此，冬季施工时可将水玻璃加热或用温水拌和水泥，以提高浆液的温度，缩短初凝时间。
④外加剂。在注浆中往往采用加入缓凝剂磷酸氢二钠的方法来延长初凝时间，但磷酸氢二钠用量不宜太多，否则浆液凝固后强度会急剧下降。
⑤地下水。在注浆时，浆液有被地下水冲稀而改变浓度的可能，从而影响初凝时间和强度，所以应根据地下水的大小和压力，选择适宜的浓度、初凝时间和注浆压力。
（4）配合比
①配合比试验
②理论配合比
根据试验数据，取水泥：水=1:1；水泥浆：水玻璃=1:0.4（体积比）；磷酸氢二钠=水泥质量1.6%（暂按此配合比为基点）。
③施工配合比
水泥300公斤，水300公斤，磷酸氢二钠4.8公斤；(添加顺序=①水+②磷酸氢二钠+③42.5#硅酸盐水泥)。
3.2.3 注浆设备和系统
1)、注浆主要设备
（1)钻机：隧道使用的钻机选用KY-125型潜孔钻。
（2)注浆泵：选用耿力ZYB-70/80D及耿力3SNS-A型号注浆机。
（3)制浆机：配备两台容积为400L的水泥浆搅拌机，以确保连续供浆。
（4)管路：高压胶管数条，可承受5～8Mpa的压力。
（5)混合室：是双液注浆系统的重要组成部分，两种浆液在混合注入岩层裂隙。
2)注浆系统
采用双液注浆系统，其优点是操作方便，便于施工，水泥-水玻璃在此混合后注入岩层可随时调整；两种浆液在孔口混合后立即注入岩层裂隙，不易出现堵塞管路的现象。
3.2.4 注浆施工
3.2.
4.1 注浆段长度及注浆孔的布置
（1)注浆段长度
依据“现场四方会议纪要；20××年5月16日××隧道ZK15+215掌子面涌水专家咨询意见”××至××高速公路设计代表组设计联系单联（峨汉高速（0）-隧道-20××-6），确定全断面注浆的长度为40m，
