地铁暗挖隧道注浆施工技术规程(试行)

'地铁暗挖隧道注浆施工技术规程（试行）DBJ01-96-20041、总则1.1为保护环境，防止地下水污染，注浆时严禁使用有毒性污染的化学浆液。1.2地铁暗挖隧道注浆前，必须进行降水作业，保证地层中无流动的地下水存在。1.3注浆结束后，必须对注浆效果进行检查，并对注浆的薄弱部位，重心打孔补充注浆。2、超前小导管注浆2.1一般规定2.1.1超前小导管注浆适用于隧道拱部处于无粘结、自稳能力差的砂层及砂砾（卵）石层。对降水后自稳能力较强的亚粘土地层可不进行注浆。2.1.2超前小导管注浆仅作为施工防塌限沉的辅助手段，正常断面开挖仍坚持“短开挖，强支护，紧封闭，勤量测”和环状开挖，预留核心土的施工原则。大断面仍应选择合适的分部开挖法。2.2设计2.2.1超前小导管注浆设计应根据地质条件、隧道断面大小及支护结构形式选用不同的设计参数。2.2.2超前小导管应采用32无缝钢管或40焊接钢管制作。其长度为：区间隧道断面、钢支撑间距为75~100，每开挖两个循环注浆一次，管长为3m；大断面隧道、钢支撑间距为50，每开挖一个循环注浆一次，管长为2m，确保前次注浆导管未开挖部分水平长度为1m以上。2.2.3小导管沿隧道周边布设，环向间距应不大于400mm，外插角控制在10~15°以内。（根据北京地铁情况，3m导管砂砾层注浆量可取200L/根，砂层可取150L/根。）2.2.4超前小导管注浆参数为：注浆终压：0.5Mpa浆液扩散半径：0.25m注浆速度≤30L/min浆液注入量：按公式Q=πR2Lnαβ计算，式中：14 R-浆液扩散半径（m）；L-注浆管长（m）；n-地层孔隙率（见附表6）；α-地层填充系数，一般取0.8；β-浆液消耗系数，一般取1.1~1.2。2.2.5小导管注浆结束标准为：1、单根注浆结束标准：注浆过程中，压力逐渐上升，流量逐渐减少，当压力达到注浆终压，注浆量达到设计注浆量的80%以上，可结束该孔注浆；注浆压力未能达到设计终压，注浆量已达到设计注浆量，无漏浆现象，亦可结束该孔注浆。2、本循环注浆结束标准：所有注浆孔均达到注浆结束标准，无漏注现象，即可结束本循环注浆。2.3注浆材料2.3.1应根据隧道所处地层条件合理选择注浆材料。其一般标准为：1、对于无水粗砂及砂砾（卵）石地层应选择单液水泥浆。2、对无水的中砂及粉细砂地层应选择改性水玻璃浆。3、在有水的粗砂及砾石地层，应选择水泥-水玻璃双液浆。4、对于前期及后期强度要求很高的地层，可选择硫铝酸盐水泥类（TGRM，HSC）浆。2.3.2单液水泥浆是由普通硅酸盐水泥，外掺剂和水搅拌而成的浆液。1、注浆原材料水泥：新鲜的普通硅酸盐水泥，强度等级不低于32.5促凝剂：食盐工业品掺量0.5%（占水泥比重）三乙醇胺工业品掺量0.05%（占水泥比重）或水玻璃40Be′以上掺量3~5%2、配合比：根据地铁暗挖隧道地质条件及注浆目的，单液水泥浆水灰比为（1.2~1.8）：1，掺加0.5%食盐和0.05%三乙醇胺复合促凝剂或3~5%的水玻璃。2.3.3酸性水玻璃是在碱性水玻璃中加入稀硫酸配置成的浆液。1、注浆原材料14 水玻璃：模数2.8~3.3，浓度40Be′以上硫酸：浓度98%以上，亦可用废硫酸代替。2、浆液配合比甲液：浓度为10~20Be′水玻璃乙液：10%~20%稀硫酸将一定量的甲液倒入乙液中，其比例根据所配浆液的PH值确定。（见附表5）2.3.4水泥-水玻璃浆液是分别配置水泥浆和水玻璃浆，用双液注浆泵压注，在孔口混合的浆液。1、注浆原材料水泥：新鲜的普通硅酸盐水泥，强度等级不低于32.5水玻璃：模数2.2~2.8，浓度不低于40Be′缓凝剂：磷酸氢二钠工业品2、配合比1）水泥浆：水灰比（1~1.5）：1（重量比），缓凝剂掺量（1~3）%（根据凝胶时间而定）2）水玻璃浆：35Be′3）双液浆配合比：水泥浆：水玻璃浆=1：1~1：0.62.3.5硫铝酸盐类水泥浆1、注浆原材料TGRM，HSC水泥，新鲜，按要求的凝胶时间配置。2、配合比：水灰比为0.8：1~1.2：1。2.4小导管制作及安设2.4.1小导管制作：先把钢管截成需要的长度，在钢管的一端做成300mm长的圆锥状，在距另一端100mm处焊接φ6钢筋箍。距钢筋箍一端1000mm不开孔，剩余部分每隔200mm梅花型布设φ6~φ8的溢浆孔。2.4.2小导管的安设应采用引孔顶入法。其安设步骤为：1、用YT-28风钻或煤电钻引孔，或用吹管将砂石吹出成孔，孔径50mm，孔深视导管深度而定。2、插入导管，如插入困难，可用带冲击锤的风钻顶入。14 3、用吹风管将管内砂石吹出或用掏勾将砂石掏出。4、导管周围缝隙用塑胶泥封堵，并用棉纱将孔口堵塞。2.4.3为防止注浆过程中工作面漏浆，小导管安设后必须对工作面进行喷砼封闭。喷射厚度视地质情况以50~80mm为宜。2.5浆液配置2.5.1单液水泥浆配置应在搅拌机内进行。其投料顺序为：在放水的同时，将促凝剂食盐和三乙醇胺一并加入并搅拌，待水加至设计量后，继续搅拌1min，然后投入水泥，再搅拌3min。2.5.2改性水玻璃浆液的配制1、水玻璃的稀释：采用边加水边搅拌边用波美计测量的方法进行，亦可用计算方法，先算出加水量，然后加入水搅拌均匀。V原=V水=V配-V原·V配d配-1d原-1式中：d原、d配—分别为原水玻璃和预配水玻璃的比重，水玻璃比重与波美度的关系为d=145/（145-be′）V水、V配、V原—分别为加水、原水玻璃和预配水玻璃的体积2、硫酸的稀释：先算出所需浓硫酸量和加水量，然后将浓硫酸缓慢倒入水中，搅拌均匀，严禁将水倒入浓硫酸中。3、改性水玻璃配制：在高速搅拌情况下，将水玻璃缓慢倒入稀硫酸中，并用PH计（或试纸）测其PH值。2.5.3水泥-水玻璃浆的配制1、水泥的配制：与第2.5.1条单液浆配制相同，只是将促凝剂换成缓凝剂（磷酸氢二钠）。2、水玻璃的稀释：与第2.5.2条水玻璃稀释方法相同。2.5.4硫铝酸盐水泥类（TGRM，HSC）浆液配制应在搅拌机内进行，先放入一定量的水，在高速搅拌的情况下放入一定量的水泥，搅拌5min。2.5.5配浆时要严格按照设计配合比进行下料，下料误差：主料不得大于5%，外掺剂不大于1%。14 2.5.6配制浆液或稀释水玻璃时，严防水泥包装纸及其它杂物混入。注浆时应对浆液设网过滤。未经过滤的浆液不得进入泵体。2.5.7配制好的浆液不要停放时间过长，停放超过一小时应重新对浆液凝胶时间等指标进行测定。2.6注浆施工2.6.1注浆开始前，应根据注浆方式（单、双液浆）正确连接管路。2.6.2注浆开始前，应进行压水或压稀浆试验，检验管路的密封性和地层的吸浆情况，压水试验的压力不小于设计终压，时间不小于5min。2.6.3注浆时，要经常观测注浆压力和流量的变化，发现异常情况及时处理。（注浆过程中，如压力逐渐上升，流量逐渐减少属于正常现象；如压力长时间不上升（小导管注浆5min）流量不减，可能是跑浆或漏浆；如压力急剧上升，流量急剧减少，在排除地层因素外，可能是管路阻塞。）2.6.4注浆过程中，要经常观察工作面及管口情况，发现漏浆和串浆，要及时进行封堵。2.6.5双液注浆时每隔5min或变更浆液配比时，要在孔口测量浆液凝胶时间，并根据情况进行调整。2.6.6注浆过程中要做好注浆记录（见附表1），每隔5min详细记录压力流量、凝胶时间等，并记录注浆过程中的情况。2.6.7为防止串浆情况发生，注浆时应采取隔孔注浆的顺序进行。2.7注浆设备2.7.1小导管注浆应配备与工艺相适应的成孔设备、注浆设备、搅拌设备和其它设备，不可临时拼凑，以保证注浆质量。2.7.2成孔设备可根据地质情况选用成孔深度3m以上的风钻、高压（0.6Mpa）吹管或煤电钻。2.7.3根据注浆工艺，应配有单液注浆泵、双液注浆泵（或两台单液注浆泵），其注浆压力应不小于5Mpa，排浆量应大于50L/min并可连续注浆。（目前国产KBY-50/70双液泵和SYB50/50的单液注浆泵在地铁注浆中广泛应用，可适当选用。）2.7.4搅拌水泥浆的设备应选用低速机械式搅拌机，其搅拌有效容积不小于400L；搅拌改性水玻璃的设备应选用高速机械式搅拌机或自制风动搅拌机。14 2.7.5小导管注浆时，应根据需要配有混合器、抗震压力表、高压胶管、高压球阀、水箱及储浆桶等辅助设备。2.7.6小导管注浆时，还应配备必要的检验测试设备，如：秒表、PH计、波美计等。2.7.7所有计量仪器、仪表均应有产品合格证及检定单位检定合格证。2.8注浆效果检查2.8.1注浆结束前，必须对注浆效果进行检查，确认已达到注浆结束标准，方可结束注浆。否则必须进行补孔注浆。效果检查的主要方法为分析法和直观检查法。2.8.2分析法：对注浆记录进行统计分析，检查每孔压力流量是否达到注浆结束标准，有无漏浆、串浆情况，从而反算浆液扩散范围；检查本循环所有注浆孔是否都按规定进行了注浆，有无漏注或无法注浆的情况，判定注浆效果。2.8.3直观检查法：在开挖过程中观察浆液扩散情况，地层是否达到了有效的固结，有无漏水和流砂现象，完善和修改下次循环注浆参数。3、一次支护背后充填注浆3.1一般规定3.1.1一次支护完成后应及时进行充填注浆。（目的是充填一次支护背后的空隙和加固因施工而被扰动的土体，从而减少地层和地表沉降，控制一次支护的变形，并作为封堵地下水的一道防线。）3.1.2一次支护背后充填注浆应跟随开挖工作面，并距开挖工作面5m的地方进行。3.2设计3.2.1一次支护背后充填注浆孔的布置应沿隧道拱部及边墙布设。环向间距：起拱线以上为2.0m，边墙为3.0m；纵向间距为3.0m，呈梅花型布置；注浆深度为一次支护背后0.5m。3.2.2一次支护背后充填注浆终压为0.5Mpa，浆液扩散半径为1.4~1.8m，注浆速度不大于50L/min。3.2.3一次支护背后充填注浆结束标准为：1、单孔标准：注浆压力逐渐上升，流量逐渐减少，当注浆压力达到0.5Mpa，稳定3min即可结束注浆；2、全段结束标准：一次支护表面无明显漏水点，隧道允许漏水量为0.12L/m·h。3.3注浆材料14 3.3.1一次支护背后充填注浆可根据一次支护背后（或地层）孔隙大小或压水试验情况选择水泥砂浆、普通单液水泥浆或超细单液水泥浆。地层孔隙较大，压水试验时吸水率大于30L/min，可压注水泥砂浆；孔隙较小，吸水率小于30L/min，可压注单液水泥浆；基本无孔隙，吸水率小于10L/min，但有大面积渗水可压注超细单液水泥浆。3.3.2水泥砂浆是由水泥、砂和水混合搅拌而成的浆液。1、原材料水泥：新鲜的普通硅酸盐水泥，强度等级不低于32.5砂：细砂，粒径不大于2mm2、浆液配合比水灰比（W:C）为0.8:1~1:1（重量比）灰砂比为1:2（重量比）3.3.3普通单液水泥浆及配制参见第2.3.2条。3.3.4超细单液水泥浆是用超细水泥、促凝剂和水共同搅拌的浆液。1、原材料超细水泥：粒径d90≤20μm比表面积＞8000cm2促凝剂：食盐（工业品）、三乙醇胺（工业品）2、配合比水灰比（W:MC）为1:1~1.2:1（重量比）促凝剂采用食盐与三乙醇胺复合促凝剂，分别占水泥总量的0.5%及0.05%。3.4注浆施工3.4.1一次支护施作时，应按设计要求预埋充填注浆管，注浆管外露100mm，以便接管注浆，并用棉纱塞紧孔口，然后再喷射混凝土。3.4.2注浆管用φ32.5焊接钢管制成，长800mm，前端做成圆锥形，后部焊接φ6钢筋箍，在距后部400mm处对开溢浆孔。3.4.3浆液配制见第2.4节。3.4.4按单液注浆方式连接注浆管路，并进行压水（或稀释）试验，测试吸水率。3.4.5注浆时从两边墙底部向拱顶交叉进行。从少水（或无水）孔向有水孔（大水孔）进行。14 3.4.6注浆时，要时刻观察压力和流量变化，压力逐渐上升，流量逐渐减少，当注浆压力达到设计终压，再稳定3min，可结束本孔注浆。3.4.7注浆时要做好注浆记录，每隔5min记录一次压力、流量值及串、漏浆情况，以便分析注浆效果。3.4.8单孔注浆结束后，应关闭孔口阀门或用棉纱塞紧孔口，以防浆液外溢。3.5注浆设备3.5.1一次支护背后注浆应按工艺要求配备可连续生产的单液注浆泵、砂浆泵、搅拌机和其它辅助设备。3.5.2砂浆泵应满足注入3mm以下、水灰比0.5以上、注浆压力2Mpa以上、注浆量≥50L/min的要求。推荐采用TSB型机械调量砂浆泵。3.5.3其它注浆设备参照第2.7节。3.6注浆效果检查3.6.1充填注浆完成后，必须进行注浆效果检查，对不符合结束标准要求的，必须进行补孔注浆。3.6.2注浆效果检查的方法主要有分析法和直观检查法。3.6.3分析法：对注浆记录进行整理分析，看每孔注浆压力是否达到注浆终压，注浆过程中是否发生漏浆、串浆等现象，判定注浆效果。3.6.4直观检查法：检查一次支护表面渗漏水情况，有无集中出水点和大面积出水点，渗漏水量是否满足要求，地表沉降是否得到有效的控制。4、一次支护与二衬之间回填注浆4.1一般规定4.1.1回填注浆应在二次衬砌混凝土强度达到设计强度的75%以后（约养护14d）进行。（目的是充填二次衬砌与一次支护之间由于二次衬砌灌注不饱满和二次衬砌混凝土收缩造成的空隙，使结构受力均匀，同时阻塞地下水通道，防止地下水沿纵向流动。4.1.2当二次衬砌为砼结构时，应在拱部预留注浆孔。4.2设计4.2.1回填注浆孔应在隧道拱部布设，环向间距为3m（起拱线以上布3~5个孔），纵向间距为5m，梅花型布设。4.2.2回填注浆压力不宜太高，一般不大于0.2Mpa，浆液扩散距离为2~3m。4.2.3回填注浆压力达到0.2Mpa，可结束本次注浆。14 4.3注浆材料4.3.1回填注浆应采用强度较高的具有微膨胀水泥砂浆，有特殊要求的地段可采用强度高、流动性好的自流平（硫铝酸盐为主的TGRM、HSC）水泥浆。4.3.2微膨胀水泥砂浆是由普通硅酸盐水泥、细砂、外掺剂和水搅拌的浆液。1、原材料水泥：新鲜的普通硅酸盐水泥，强度等级不低于32.5外掺剂：铝粉、UEA或XPM砂：细砂，最大粒径不大于2mm2、配合比水灰比：0.6:1~0.8:1（重量比）外掺剂（UEA）掺量：水泥重量的8%（可替代水泥）外掺剂（XPM）掺量：水泥重量的10%（可替代水泥）灰砂比：1:2（重量比）4.3.3TGRM浆及HSC浆参照第2.3.5条。4.4注浆施工4.4.1回填注浆的主要工序包括注浆管埋设，连接注浆管路，注浆等。4.4.2注浆管应在二次衬砌时预埋或采用钻孔埋设法。钻孔过程中钻杆应有限深装置，防止钻破防水层。4.4.3注浆管用φ32或φ20钢管制成，长度等于衬砌厚度加200mm（外露），一端应有连接管路的装置。4.4.4浆液配制见第2.5节。4.4.5按单液注浆方式连接注浆管路，并对管路试压。4.4.6待孔口封堵材料达到一定强度后，开始注浆。4.4.7注浆顺序是从两端拱脚开始向拱顶压注，注浆过程中要时刻观察注浆压力和流量的变化，并每隔5min记录一次。4.4.8当注浆压力达到设计终压或相邻孔出现串浆时，即可结束本孔注浆。4.5注浆设备回填注浆设备参照第3章3.5节。4.6注浆效果检查14 4.6.1回填注浆完成后，必须对注浆效果进行检查，以确保回填注浆的质量。检查的方法有分析法、钻孔检查法和无损检测法。对于不符合要求的地段必须进行补孔注浆。4.6.2分析法主要是对钻孔记录进行的统计分析，检查每孔是否达到注浆结束标准，所有注浆孔是否均已进行了回填注浆，有无漏注现象。4.6.3钻孔检查法：对注浆地段浆液充填情况进行钻孔检查，钻孔采用混凝土取芯钻机，每10m隧道分别在拱脚及拱顶钻设三个检查孔。4.6.4无损检测法：用地震波仪、声波仪等分别在拱顶和拱腰测三条线，检查二衬背后有无空洞。14 附表1钻孔记录表工作面里程：起止时间：年月日时分~年月日时分钻机种类及型号：孔号孔深起止时间下管深度地层情况描述备注填表说明：1、地层有变化，一个孔可分段记录，并有小计；2、情况描述：地层情况，有无地下水；3、备注：钻孔，下管时异常情况记录。记录：工地负责人：年月日附表2注浆记录表工作面里程：孔号：孔深：注浆泵型号：注浆开始时间：年月日时分时间浆液种类配合比凝胶时间分秒压力（Mpa）流量（L/min）备注总注浆量：材料消耗：填表说明：1、备注栏填漏浆、串浆情况。2、改性水玻璃（SS）时配合比填PH值；3、C-S浆填凝胶时间，其它不填。记录：工地负责人：年月日14 附表3注浆效果统计表注浆时间：年月日时~年月日时注浆里程：（工作面里程）K+~K+注浆形式：小导管充填回填设计孔号孔深（m）浆液种类终压(Pa)注浆管(m)注浆量(m)备注填表说明：1、一个孔注两种以上浆液，可占2格以上，并有注浆量小计；2、备注栏填注浆情况，有无漏浆、串浆等；3、统计表后应附注浆记录。整理：复核：年月日附表4单液水泥浆现场配制表（1m3浆液）水灰比0.6:10.8:11:11.5:12.0:1186L373L200L400L200L400L183L366L水泥（袋）483.573624水120240140280150300150300食盐（Kg）1.02.00.881.760.751.50.51.0三乙醇胺（kg）0.100.20.090.180.070.150.050.114 附表5水玻璃稀释表原水玻璃Be′404244454850原水玻璃d1.3811.4081.4361.4501.4951.526预配水玻璃水SWSWSWSWSWSBe′dLLLLLLLLLLLL151.115639361718282736264744256768232782218201.160580420608392633367644356677323696304251.208454546490510523477538462580420605395301.261315685360640401599420580473527504496351.318165835221779271729293707358642395605401.3810100066934126874153847230770276724备注：1、计算式为V原=V水=V配-V原·V配d配-1d原-12、本表为稀释1m3水玻璃加原水玻璃及水量，根据配量可内插。附表6土壤孔隙率参数表土壤名称孔隙率（%）冲积中、粗砂33~46粉砂33~49亚粘土28.6~50粘土41~52.414 附表7改性水玻璃凝胶时间表PH值34566~7凝胶时间(min)3001501005025注：1、浆液采用15Be′水玻璃和15%硫酸配制而成。2、浆液凝胶时间为在空气中的凝胶时间，在潮湿细砂中为2~30min。14'