隧道洞口地表加固施工工艺标准

1. 工艺概述隧道地质水文条件复杂、埋深浅、节理发育、地下水丰富且存在偏压的情况时，为改善成洞条件，可采用地表注浆的方法，对隧道周围的岩层及开裂土层进行注浆加固形成整体，提高岩土变形模量，改善不均匀性，降低地表下沉，减轻偏压和地下水对开挖的影响，保证隧道施工和运营的正常进行。地表注浆加固多采用后退式注浆、袖阀管注浆、钢花管注浆技术等，该技术具有以下特点。

（1）可进行反复多次注浆，提高注浆效果。

（2）可根据不同地层选用不同的注浆参数，分层分段进行注浆，使得注浆更加科学合理。 （3）注浆的可控性好，加固止水效果好。

2. 适用范围隧道埋深浅、场区地质变化复杂，包括粘土层、碎石层、溶腔，含水丰富，岩体破碎等。 3. 作业内容本工艺主要作业内容为：布置放样、钻孔及埋管施工、止浆封闭混凝土、压水实验、注浆施工等。

4. 质量标准及检验依据

《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10753-2018《高速铁路隧道工程施工技术规程》Q/CR9604-2015

《公路隧道施工技术规范》JTGF60-2009《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424－2018《铁路工程基桩检测技术规程》（TB10218－2008） 5. 施工工艺流程图

图5-1注浆施工工艺流程图

6. 工艺步骤及质量控制 6.1施工准备

名称 内容 (1)会冋设计、监理完成现场交接桩和施工技术交底工作。组织测量部门进行地表方位测量，对施工人员进行专项培训等。 ⑵熟悉和分析施工现场的水文、地质等资料，熟悉设计图纸并编制地表加固施工组技术 准备 织设计，向作业队施工人员进行技术、安全、质量、环保交底，确保施工过程中的工程质量和人身安全。 ⑶熟悉施工现场环境，摸清施工范围内的地下管线、地下构筑物、危险建筑等分布情况。 ⑷按照注浆材料的设计要求，做出水泥浆液配合比要求。 场地

⑴施工前仔细检查机械状况，保证设备满足工程需要。施工前用挖掘机及装载机进行场地平整，清除地面杂物，钻机位置处要整平压实，以防钻机在钻进过程中 准备 IgG+LPItJ 名称 内容 发生不均匀沉降，安装好水电线路并试水试电，在场地周围设临时排水沟。 ⑵钻孔场地的平面尺寸应按设计的平面尺寸、钻孔数量和钻机底座平面尺寸、钻机移位要求以及其它配合施工机具设施布置等情况决定。 材料 地表注浆加固所用的水泥、水、袖阀管等原材料已进场并按规定频率进行检验合格。 准备 现场 钻机设置工程标示牌，标明桩号、桩位编号、设计桩长、桩径、桩底设计标高，同

布置 时现场要布置安全警示牌。 6.2布置放样

-口心0o口腔酬呱舉回1234s □ 启123□ Go濮也郴&_uG•D4op・ 毘T 12345- —1234F aoooo234- 12345_6^roa?12345□1 2□ —o口12a> 口0000□345oQ n---123450oO0O-oo-un- 123 QOO 123 234广 O 000-1234 D儒宁oDoP■口7 Q-Q0 0 - 1—5-u-A--oooQoon- 60亍o 12345TrQoooo召0101n-00_678^1234- n BToyGloDn甘0p-o n乩910U1213n0012 JD£12一00 Qlcllcllclwu 10M12roun c-U12.0 G9wn丿住◎on-1T9-H w口Doou12 9»13 B ftnGaO 101112 0000

按照注浆设计布置、孔位，为方便施工及检查对每个孔位作标识，并制作注浆孔布置图。U12B

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图6.2-1注浆孔布置示意图

注浆加固区域

线路中线隧道中澎路中线

图6.2-2注浆范围示意图

6.3 图6.3-1埋管施工现场实景图 6.5钻孔及埋管施工压水试验

开孔，埋设1〜2m孔口管，并固定牢固。

为了检查地层的吸水率，在止浆盘混凝土浇筑完成后7d后做压水试验，通过压水实验可检查止浆塞和注浆管是否有跑、漏浆现象。并通过压水试验讲裂隙中松软的泥质填充物推送到注浆范围以外，使浆液进入裂隙后增加充塞的密实性和胶结强度。压水试验的压力为设计注浆压力的1.2〜1.5倍，并持续10分钟左右。 6.6注浆施工

（1）注浆方案

袖阀管注浆地层加固应将注浆区域划分成若干个小的注浆区分别进行周边孔、内部孔分块分步的注浆方法，采用普通水泥单液浆扩散地层孔隙。通过取芯检测、分析法验证注浆加固效果良好。

袖阀管注浆主要采用分段注浆，其能够有效的对注浆压力和注浆范围进行控制，采用以单液扩散为主，又减少浆液流失，有效的固结软弱和松散的岩体，提高岩体的强度和自稳能力。

（2）浆液参数选择

通过对注浆材料及配合比试验结果分析,结合现场地质情况与施工成本等综合考虑，把加固区域划分为若千个小的加固区，根据不同浆液特性，对每个小的加固区周边孔采用添加外加剂的双液浆,使每个小加固区四周形成一个密封骨架约束圈，在对每个小加固区内部孔采用渗透性、扩散性强的普通水泥单液浆，使浆液充分填充地层孔隙，逐步挤压密实，提高整体注浆质量，有效控制浆液扩散区域，防止浆液流失，节约施工成本。

注浆顺序一般先注周边孔、再注中间孔，并间隔灌压。

图6.6-1注浆顺序

（3）注浆加固设计参数 1）孔距：注浆孔间距2mX2mo

2）注浆量每个钻孔注入量，可按经验公式0=入nRhnB计算，式中：R为浆液扩散半径,h为注浆高度，n为岩石孔隙率，根据地勘报告取6%〜40.5%,B为浆液在孔隙中的有效充填系数，取0.8〜0.9，入为浆液损失系数，取1.2〜1.5；Q为注浆量血）。

3）注浆速度注取值视地层情况而定，但速度不宜过快。

4）在注浆施工过程中，浆液凝结时间可以在几秒至数小时范围内，按照需要通过材料配比进行

调整，并能准确控制，以达到固结、堵水的要求。为保证注浆效果，可采用分段注浆，不同地层采用浆液配比及参数，从而使凝结时间可控，可以达到控域注浆的目的。

浆液配比见下表所示。 序号 1 2 表6.6-1浆液选择及配比表 浆液配比 W:C（水灰比） C:S（体积比） (0.8:1):1 (0.8:1):1 名称 水泥-水玻璃双液浆 水泥单液浆 备注 水玻璃35Be模数大于 3.0；42.5普通硅酸盐水泥 1：(0.3:1) 5）注浆压力：0.5〜2MPa，注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数。 6）注浆扩散半径：1.5〜2m。

7）注浆孔开孔直径不小于90mm，终孔直径不小于70mm；袖阀管采用©60mmPVC塑料管，袖阀管全长布置，袖阀管与钻孔间空隙采用套壳料封堵。

套壳料又称封闭水泥，到钻孔到设计深度后从孔内灌入封闭泥浆，其作用是封闭单向阀管可钻孔壁之间的缝隙，迫使从灌浆孔内开环，压出的浆液挤破套壳料注入四周土层。

8）在封闭泥浆达到一定强度后，在单向阀管内插入双向密封浆芯管进行分层注浆。首先加大压力使浆液顶开橡皮套，挤破套壳料，在土体产生劈裂，并沿着裂缝扩散，扩散范围受注浆压力、时间、浆液配比、土层特征等因素的影响。一般从底部向上注浆，达到一定的压力后，提起一段再注浆，这样重复进行。注浆完成后，清洗管内残留浆液，以便于第二次重复注浆（单向阀塑料管即留在注浆后的土层中）。

移孔单孔注浆完毕后,关闭返浆阀拆卸注浆管，注水冲洗注浆泵和注浆管后，移位至另一注浆孔。 （4）注浆结束标准

1）注浆压力逐步升高，当达到设计终压并继续注浆10min以上； 2）注浆结束时的进浆量在5L/min以下。

3）如单孔（或每段）压力达不到设计终压，但注浆达到设计注浆量。 6.7注浆效果检查

注浆整体结束后，通过取芯检测法、分析法等对注浆加固情况进行检查验证。 （1）取芯检测法

加固区注浆结束14d后，应对注浆加固区进行取芯，数量为每不大于200m2检验取样不少于2孔，在取芯过程中不应出现卡钻，塌孔、涌水、返砂等现象，取芯结果样体应完整，岩心应成柱状，样体应含水泥浆液较多，加固体成型应较好，注浆效果应展示出地层松散体与缝隙得到了有效的填充加固，提高了地层的整体性，满足注浆加固质量要求。注浆后取芯样体应如下图所示。

图6.7-1钻芯取样展示图

(2)

分析法

通过现场注浆过程参数记录表，对注浆压力P、注浆速度Q、注浆时间t参数信息进行整合绘制

p-t,Q-1曲线图，根据注浆参数、注浆机制、设备性能、地质特征等对P-Q-1曲线图进行分析，要求达到设计终压，注浆速度小于5L/min,并且P-t曲线呈上升趋势，Q-1曲线呈下降趋势，得出注浆效

406080100120

果。

0

20

注浆时fn]r/inm

图6.7-2注浆孔Q-P-1曲线

6.8袖阀管施工注意事项

方可使用，袖阀管采用©60PVC塑料管，袖阀管全长设置，袖阀管与钻孔间空隙采用套壳料封堵。袖阀管注浆采用分段分浆液多次注浆。水泥采用强度等级为42.5普通硅酸盐水泥，受潮结块不得使用。水泥等材料的各项技术指标应符合现行国家标准，并应附有出厂合格证和试验报告。 山闵爭一(1) 材料要求:原材料必须符合设计要求，进场材料必须具有合格证，并按有关规定送检合格后运igtnfi^RH2IIO.羅 图6.8-1袖阀管材料

(2) 浆体应按照试验确定的配合比，经计量后用搅拌机充分搅拌均匀。水泥砂浆必须按比例拌合，搅拌时间不得小于5分钟，并不得间断，并应在注浆过程中不停缓慢搅拌。

(3) 注浆前应进行有效封孔，保证分段注浆时各段之间不窜浆。 (4) 定位

根据袖阀管注浆止水和加固土体的具体情况，结合注浆•影响半径，施工前进行场地围蔽及平整，用全站仪测放出各施工区的注浆孔位，并用打木桩或钢筋的方式作标记，并详细编号，钻机就位时通过垂球定点，确保定位准确。

(5) 成孔

成孔采用XY—2PC型地质钻机，钻孔直径不小于90mm，终孔直径不小于70mm，结合现场实际情况，在成孔过程中，施工人员随时注意孔内返浆的变化，调整施工工艺，确保成孔顺利进行。成孔深度一般要求比设计深度深20〜30cm。如钻进过程中出现塌孔，可采用泥浆循环护壁成孔。对每根的钻孔，必须详细做好整个钻孔的原始施工记录。

(6) 清孔

连接注浆管，用注浆泵向孔内泵送大量清水，将孔内的泥浆和沉渣冲出孔外，直至孔口返出清水。 (7) 浇筑套壳料

在成孔及清孔完成后，向钻孔内浇注套壳料，套壳料利用钻机钻杆进行灌注，用来防止袖阀注浆管在注浆过程中变形、变位或损坏，并能保证水泥浆通过。套壳料要求收缩性小，脆性较高，粘度较低，析水率较小，稳定性高，早期强度高。套壳料配制采用粘性土、水泥主要材料配制，为了提高套壳料的脆性，可掺入细砂或粉煤灰等。套壳料配合比为(重量比)水泥：粘土：水〜1:1.5:1.88。 套壳料用量（m2）=1.3xnx（检测孔半径2-袖阀管半径2）x注浆段高度。套壳料浇注方法:通过钻杆下到孔底或导管下到孔底，用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆或导管注入孔内即注浆段。

（8）下袖阀管

待浇注完套壳料后，按要求注浆段下花管，空段下实管，地面预留高度（0.2〜0.3m）（花管为注浆管，实管为隔.离输浆管）。并在管内充满清水，可克服浮力，检查密封性。下管时尽量使袖阀管垂直居千孔中心，花管连接牢固，袖阀管下底端要套好锥形堵头，上顶端要戴上保护帽。

（9）固管止浆在袖阀管与孔壁之间的空隙中下入1/2钢管至套壳料面，从1/2钢管中注入配置好的浆液直至孔

口返出，孔口浆面下沉后应多次回灌，保证固管止浆效果。

（10）注浆待套壳料具有一定强度后，将带双塞的注浆钢管从袖阀管中下到孔底注浆位置，自下而上分段

注浆。注浆过程要做好注浆的施工记录，记录好孔号及其注浆的起止时间、注浆量、注浆压力等情况。注浆工作应遵循:注浆从外到内、间隔分层、慢速静压并一孔多注，从而满足加固土体的要求。注浆扩散半径为1.5〜2m,在达到地面附近时土体会出现隆起现象，如果减小注浆压力或注浆量，会影响该段的土体加固效果，因此，采用在地面出覆盖一层20cm厚C20混凝土对地面土体进行加压。由于注浆塞与袖阀管一同下人孔内，而后灌注壳料，所以要在下孔前对其进行安装调试，如果太紧会造成注浆时拔不动注浆芯管，太松则无法达到密闭效果，因此要在施工前对进场的注浆塞和袖阀管进行试拼装。

7. 施工机械及工艺装备

钻孔注浆设备主要有:

序号 1 2 3 4 8. 生产效率

表7-1钻孔注浆主要设备 设备名称 地质钻机 双液调速高压注浆泵 双液注浆混合器 搅拌机 型号 XY-2PC 数量 1 2 2 2 2TGZ-60/210 KBY LJ-300 钻孔直径按90mm考虑，在不同地质条件下钻孔速度有所区别，根据不同地质条件下的钻孔速度，大致推算出钻孔速度平均值，以备参考。

表8-1钻孔桩钻孔速度参考值 地层 淤泥质黏土 泥岩 千枚岩

进尺速度（m/h） 6-8 4-6 2-4 备注 考虑地表注浆适用于地质较差、含水量较大、围岩破碎的地质情况下施工 9. 工艺质量检验

地表注浆加固主控项目：

（1）地表注浆浆液类型应符合设计要求。检验数量:施工、监理单位全数检查。检验方法:检查质量证明文件、观察。

（2）注浆孔孔径、数量应符合设计要求。检验数量:施工、监理单位全数检查。 检验方法:观察、尺量。

（3）注浆施工应按设计要求或工艺试验所确定的施工参数进行。检验数量:施工、监理单位全数检查。检验方法:检查质量证明文件、观察。 （4）注浆加固效果应符合设计要求。

检验数量:每不大于200m2检验取样不少于2孔。检验方法:钻孔取芯。 地表注浆加固一般项目：

（1）地表加固的孔间距、孔深允许偏差和检验方法应符合表8-1的规定

表9-1地表加固孔间距、孔深允许偏差和检验方法 序号 1 2

项目 孔间距 孔深 允许偏差（mm）） ±100 不小于设计值 检查方法 测量 尺量 检验数量:按总数的2%检查，且不少于3根。

10. 质量保证措施

1）认真复核技术文件，清楚设计意图，制定详细的实施性施工组织设计，做好施工前的技术交底和岗位培训，确保技术指导和施工方法正确。认真做好测量工作，对导线桩、中线桩、水准桩进行认真复核确认，具体施工中的测量放线，对主要桩点采用不同的测设方法或换手操作等以保证测设的精度。

2）加强试验工作，对所有进场材料严把质量关，不合格材料不准进场；严格按配合比进行施工，确保砼施工质量。

3）严格执行技术标准和规范要求，加强施工质量控制，配备检测设备，对施工过程中每一道工序随时检查，加强“三检”制度，所有工序须经监理工程师检验合格后方可施工。

4）严格执行资料收集制度，对本项目的管理资料、施工准备资料、现场施工原始记录等，及时收集、整理，为施工过程的追朔性提供依据，为工程竣工交验提供保证，为企业的技术总结，科技进步、工程投标积累资料。

5）认真执行首件认可制度，分项工程开工前，按照要求，应首先完成首件工程。通过对首件工程施工进行总结、评价，对施工方案加以改正、完善后，予以确认，以确定分项工程的施工方案和工序要求，检验控制点等关键问题，并以此作为对今后工作的指导。

6）严格技术交底制度。

7）加强对关键工序、隐蔽工程的检查和验收，做到全过程、全方位、全天候控制工程施工质量，并做好相关施工记录（文字记录和音像资料留存）。

8) 9)

加强施工过程中各个环节的控制，做到事前提示，事中控制，事后验收。 明确分工，各负其责，层层把关。

10) 严格执行工程监理程序。自检合格后及时通知监理工程师检查签认，监理工程师签字确认后方能进行下一道工序。 11. 安全生产与环境保护

1)

安全生产

(1) 应遵照执行《高速铁路隧道工程施工安全技术规程》(Q/CR9604-2015)。

(2) 注浆前应严格检查机具、管路及接头的牢固程度，以防爆管伤人。

(3) 操作人员在配制浆液和注浆时，要佩戴眼镜、口罩、手套等劳保用品，以防止水玻璃损伤眼睛和皮肤。

2)

环境保护

(1) 清洗骨料的水和其他施工废水，采取过滤、沉淀或其他方法处理后方可排放，以此避免污染河道和周围环境。

(2) 施工机械的废油废水，采取隔油池等有效措施加以处理，不得超标排放。

(3) 合理安排作业时间，尽量降低夜间车辆出入频率，夜间施工不得使用噪声大的机械。 12. 施工质量记录

1)原材料(水泥、水、袖阀管等)进场检验报告 2)水泥浆液强度试验报告 3) 桩位测量放样及复核记录 4) 钻孔记录 5) 成孔检查记录 6) 地质核查记录 7) 8)

水泥浆液灌注记录 施工影像资料