金沙江溪洛渡水电站对外交通专用公路F标段
大路梁子隧道进口端帷幕注浆堵水加固施工技术
1 工程概况
1.1大路梁子隧道及隧道进口段简介
大路梁子隧道全长4360m，起讫里程K38+458～K42+818，全隧道位于直线上，坡度为0.58％的下坡。隧道设计为净跨10.7m,净高5.5m的大半圆拱曲墙式断面。进口段K38+458～+498采用Ⅱ类围岩模筑衬砌结构形式，埋深3～21m。
1.2隧道进口段工程地质特征
隧道进口段位于一山梁，山梁东部坡脚发育一条较大冲沟，水流量较大。地表植被发育，坡度较为平缓。
隧道洞口范围出露地层主要为第四系全新统坡积碎石土，碎石土成份以砂岩、泥岩、灰岩为主，天然含水量较大，呈软塑泥状。灰岩由于淋滤作用，具钙质弱胶结，局部形成弱胶结孤石。下卧基岩为三叠系中统灰岩夹砂岩，灰岩中厚层构造，岩层近于直立。基岩受断层影响挤压破碎，节理、裂隙发育，灰岩沿层理发育溶洞、溶槽，具有良好的连通性。
洞口右侧裂隙涌水呈贯通状，出露缝隙长3.5m，最大缝宽0.5m，稳定涌水量在2900m3/昼夜。裂隙涌水口距隧道进口8m，距隧道路面高程约8.0m，涌水裂隙走向与隧道轴线近似平行。涌水裂隙横向延岩层层理呈倾斜向隧道底方向延伸，与隧道前进方向呈上倾角约25°向山体延伸。涌水裂隙表面为胶泥状碎石隔水层，下层为（粉红色）泥岩，强风化、较松散。
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图1 洞口地质素描图 根据洞口开挖实际揭露地质状况，该段围岩结构松散，自稳能力极差，按围岩类别划分，洞口段综合判断应为Ⅰ类围岩。加之隧道右侧裂隙水影响，给施工造成更大困难。 施工措施：在隧道开挖前采用辅助加固措施，以加强围岩的稳定性。通过对目前涌水状态及周边地质状况的综合权衡，采用帷幕注浆堵水、地表注浆加固、超前管棚等辅助施工措施，有效加固进口段24m洞身。 2 洞口段辅助加固措施 2.1 帷幕注浆堵水 2.1.1帷幕注浆范围 根据设计图和实际地表状况，加固长度24m，起讫里程K38+460~+484。沿隧道开挖轮廓线左右侧各8m范围以外，布设双排R51L迈式锚杆至仰拱底1.0m处，锚杆间距1.5×1.5m，梅花形布臵。详见 图-1”。 第 2 页 共 7 页 2.1.2注浆参数选定 1、 注浆管（中空锚杆）：
1） 注浆管采用R51L迈式自钻式中空锚杆（单节定尺长度4.0m、外
径51mm、内径36mm、抗拉力500KN，屈服力450KN）。
2） 钻头：根据实际地层采用多种形式，例如十字、米字、三角等。 3） 锚杆连接套：用于加长至设计长度的定型产品（D=63mm，
L=220mm）。
4） 锚杆配套的垫板、半球螺母、止浆塞、止退设备等。 2、 注浆参数：
1） 注浆管间距：1.5m。
2） 注浆终压：2.0~5.5MPa，保证有效压力大于2.0 MPa。 3） 水泥浆浓度：1.25：1~0.8：1。
4） 浆液初凝时间：4~6min，速凝剂掺量：2%。 5） 扩散半径：0.9m。
6） 水泥选用普通42.5级水泥和GRM特种水泥。
3、 根据注浆情况同时采用水泥水玻璃双液浆注浆止水，在隧道两侧及前方周边形成止水帷幕，封堵周边涌水。若隧道通过帷幕段后仍有涌水现象，将采取设计水平帷幕注浆方式堵水。
2.1.3施工设备
1、 注浆泵：M400型迈式灰浆泵。该泵具有搅拌制浆、压送浆液一体的全自动连续作业功能，是迈式集团的配套成型产品，主要技术指标如下表。
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输送速度 400-2000I/h 输送距离 Max. 60m 输送压力 Max. 6.0MPa 电力供给 400V 50HZ 功率输出 6.1KW 2、 锚杆钻架设备：
1） 采用MAI-80型钻架，耗风量9m3/min。主要用于一次性钻进和卡钻破碎地段。
2） 采用QC-100潜孔钻机，耗风量10m3/min。主要用于岩土较好地段，该钻机具有钻进速度快、钻进位臵定位准确的特点。
2.1.4施工方法
本段帷幕注浆堵水施工方法按钻孔方法可分为潜孔钻钻孔法和R51L迈式管棚钻进设备钻孔法：
根据地层岩层情况采用潜孔钻机进行钻孔，若潜孔钻能直接成孔至设计位臵而不出现坍孔卡钻现象，则直接用潜孔钻进行钻孔。当潜孔钻钻至涌水处及松软土层，出现坍孔现象时则停止用潜孔钻钻孔，改用R51L迈式管棚钻架设备安装R51L迈式锚杆一次性钻至设计位臵。
1、潜孔钻钻孔法
潜孔钻钻孔法即用潜孔钻按设计位臵钻孔，钻至设计位臵后用高压风清孔，安装锚杆进行注浆。
图2 潜孔钻钻孔施工照片
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图3 锚杆连接注浆照片
潜孔钻钻孔法施工工艺流程见 框图1“潜孔钻法施工工艺图”。
2、R51L迈式管棚钻进设备钻孔法
R51L迈式管棚钻进设备钻孔法即用R51L锚杆钻架设备将锚杆直接钻至设计位臵进行注浆，施工工艺流程见 框图2“R51L迈式管棚钻进设备钻孔法施工工艺图”
钻机就位 钻 孔 是 是否坍孔 否 改用迈式管棚法 是 是否至设计位置 否 清 孔 继续钻孔 安装锚杆
注 浆 封 孔
框图1 潜孔钻法施工工艺图
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钻机就位
钻 孔 否 是否至设计位置 是 注 浆 封 孔 框图2 R51L迈式管棚钻进设备钻孔法施工工艺图
2.1.5注浆顺序
帷幕注浆锚杆施工顺序原则为：先内侧，后外侧；先小里程，后大里程，具体为：
1、 为避免不同期注浆浆液随注浆压力或其它因素发生偏流，保证获得较均匀的流动，得到较好的注浆效果，注浆平面顺序为：以隧道轴线和前进方向，先注隧道内侧的锚杆。里程方向两排锚杆先小里程、后大里程方向。
2、 为使浆液渗透均匀，每排采用间隔式注浆，并由中间向两边逐次注浆。要求注浆锚杆平均长度基本一致。
2.1.6施工注意事项 1、 注浆中断处理：
1） 找出注浆中断的原因，尽快解决，及早恢复注浆；若不能立即恢复注浆，应立即冲洗钻孔，在而恢复注浆；
2） 当冲洗无效时，应进行扫孔至孔底，并用压力水冲洗后，重新注浆； 3） 当恢复注浆后，注入量明显减少时，并在短时间内停止吸浆时，应采
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用重新钻孔等补救措施。
2、 串浆
1） 防止串浆的措施：
① 适当延长相邻两孔的施工间隔时间，待前一孔注浆浆液基本凝固后，再进行下孔的注浆工作；
② 间隔注浆；
2） 发生串浆后，可调整同时采用一机一孔进行注浆，否则注浆孔结束后，串浆孔进行扫孔、冲洗等补救措施。
3、 大量漏失处理：
1） 采用低压、浓浆、限流、限量、间歇注浆的方法进行灌注； 2） 采用水泥-水玻璃或掺入速凝剂材料处理； 3） 填堵浆液流出口。 2.1.6 施工安全管理
1、 根据所选用的材料特性、周围环境、操作人员的技术水平等制定切实可行的规章制度；
2、 施工使用水泥-水玻璃时操作人员必须作好防护，决对避免浆液溅入眼睛。
3、 发生堵管现象后，立即打开回浆降压阀门，防止爆管伤人； 4、 统一指挥，锚杆接管、开机必须协调进行； 5、 当注浆管中有残余压力时，杜绝人员正面通管。 附图： 图4 大路梁子隧道进口端帷幕注浆加固图
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