二次注浆注浆技术总结.docx

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1、二次注浆注浆技术总结深圳北环电缆隧道II标盾构施工二次注浆小结一、工程概况深圳电网北环110KV电缆隧道II标盾构段主要由DN4000圆形 盾构隧道组成，全长5154.943m。隧道内径4m，外径4.6m，采用 1.2m宽30cm厚C50钢筋混凝土管片。盾构掘进过程中，同步注浆 未达到预期效果、管片错台和破损、推进油缸挤压防水密封圈变形等 是造成成型隧道管片渗水和漏水的主要原因，因此为提高壁厚注浆的 防水性及密实度，进行二次注浆使注浆体充填均匀，达到堵漏防水的 目的。二、作业范围8#井10#井区间成型隧道渗水管片及10#竖井两侧洞门，作业区 间长度：1535 米，作业里程：W1K5+814.5

2、00- W1K7+349.500。三、地质、水文条件3.1地质条件盾构区间隧道上覆主要为杂填土、素填土、粘土、花岗片麻岩、 粉砂等，隧道穿越地质主要为全风化、强风化花岗片麻岩和粉质粘土， 同时少量区间段穿越中风化和微风化花岗片麻岩。3.2水文条件地表水补给主要为大气降水，最浅地下水埋深3.5米。根据地层的 富水程度及储水介质，本标段地下水主要为孔隙潜水及裂隙水两种类 型。3.2.1孔隙潜水第四系松散土层中孔隙潜水，其中杂填土、填石及各种砂层中含 水较丰富。大部分线路段第四系地层分布于隧道上方，可对下方隧道 形成越流补给。梅林变电站东侧原始地貌沼泽地段面积较大，有机质 土及砂土深达13m，砂土中

3、地下水含量较丰富。3.2.2裂隙水赋存于强风化岩、中风化岩及微风化岩中的基岩裂隙水也是隧道 施工将会遭遇的主要地下水类型。强风化（尤其是块状强风化岩）、中风 化岩裂隙很发育，微风化岩花岗岩大部分地段完整性较好、局部地段 裂隙较发育，微风化花岗片麻岩大多地段裂隙较发育、局部地段完整 性较好。四、渗水原因分析4.1环境因素经过二次注浆后，剩余仍在渗水处最为集中于9#10#竖井500 环700环处，该段地下水埋深6米，隧道断面内地层为6-2a可塑粉 质粘土、6-2b硬塑粉质粘土和8-1全风化花岗片麻岩，纵坡分别为29%。 和40%,大下坡使得地下水可以沿隧道纵缝汇流，加大了管片防水难 度。4.2人为

4、因素4.2.1同步注浆量较少由于该段区间盾构机掘进速度大于60mm/min , 20min左右完成 环盾构掘进，单环注浆量大部分在23?，该段地层中存在较多空洞， 导致同步注浆量未与掘进完全适应。4.2.2同步注浆不均匀大下坡盾构掘进中应增大同步注浆量，尤其是上部注浆量，防止 管片上浮。但实际中存在管路堵管和人为操作误差等原因导致同步注 浆不均匀，影响管片防水功能。4.2.3管片破损管片破损导致的隧道渗水处具有：渗水量大、二次注浆压力和注 浆量较难控制和渗水反复性强等特点。寸4m4ffl1 14ffl4.3.5其他原因推进过程中油缸挤压止水条脱落、移位和管片与盾构机姿态不好 等也会造成管片渗漏

5、。五、二次注浆工艺5.1人员和设备配置序号LJU 冈包人数?职责1班K1组织人员注浆、保正安全2值班工程师: 1 :下达注浆指令、监控注浆质量3开孔工*2:使用冲击钻开孔、拌制水玻璃4搅拌2搬运、拌制水泥5注浆机司机 1 :控制注浆机&,电工1接电1维保，: 1保瓯注浆机正常使用总计9备注觉拌工由电瓶车司机和调车员兼任O序号名称;规格数量 :备注1冲击钻1 fi2注浆头.15套3桶式搅拌机;V=0.628 mP1副4双夜注.架机0-7 MPA1台5搅拌桶V=0447 TP2副6管钳600mm1个7管钳450mm1个8铁锤1个9刀片1盒5.2二次注浆工艺5.2.1浆液种类1. 单液浆单独使用水泥

6、浆进行注浆称之为为注单液浆。单液浆凝固后强度高、造价低廉、浆液配制方便、操作简单初凝 时间长。随着水灰比的增大，单液浆的粘度、密度、凝固后强度等都 有所降低。其次初凝时间会增长，施工中应根据实际情况严格控制水 灰比。2. 双液浆双液浆以水泥和水玻璃为主剂，两者按一定的比例以双液方式注入。双液浆克服了单液水泥浆的凝结时间长且不能控制的缺点，提高 了水泥注浆的效果。可用于防渗和加固注浆，在地下水流速较大的地 层中采用这种混合型的浆液可达到快速堵漏的目的。5.2.2配合比实验水泥选用广西贵港P-O42.5普通硅酸盐水泥。试验方法依据 JTGE30-2005公路工程水泥及水泥混凝土试验规程；水玻璃选用

7、 波美度为38。1. 根据施工要求，选用水灰比为0.81.0的水泥浆，其中水泥浆 与液态水玻璃体积比为1：1。2 . 1m3双液浆中水泥浆体积为0.5 m3，液态水玻璃为0.5 m3。3 .选用水灰比为0.88的水泥浆，因此根据水泥的密度为 3.1g/cm3及水的密度为1.0 g/cm3,计算出水泥浆中水泥的重量为：Mc=1000*0.5/（1/3.1+0.88）=416kg （其中不考虑水泥与水发生 水化反应所产生的体积变化），Mw=416*0.88=366kg。4 .根据液态水玻璃的密度：P38”1.360 g/cm3,将水玻璃稀释成30度时，P30=1260（查表）， 故将1m338波美

8、度水玻璃稀释成30波美度的水玻璃需要加385Kg 水。5 .初步配合比为水玻璃456kg/m3，水泥416kg/m3，水366 kg/m3其中水泥浆0.5m3，水泥：水=416:366。水玻璃混合液0.5m3，水玻璃原液：水=456:167，体积比为 325:167=2:1。6.基准配合比设计：因为水泥浆与液态水玻璃体积比为1：1，且水泥浆在拌合站拌制。按初步配合比试配0.3m3双液浆拌和物，各种材料用量：水玻璃 =456*0.3 = 137kg，水=174*0.3 = 52kg，将双液浆混合后，其胶凝时 间为45秒7天强度为：（未知）28天强度为：（未知）表5-3二次注浆配合比（kg ）A液

9、(蛔B液同A:B(L)凝结时间团.水泥水水灰比水玻璃(40b# )水.4163660.88:14S61671:145607.实验结论通过对配合比拌和物试配及现场施工要求等方面综合分析得出：配合比的各项工作性能满足设计要求。初步配合比定为：水玻璃：水泥：水=456 : 416 : 5335.3二次注浆工艺流程5.3.1二次注浆主要工艺流程如下图所示：检查注浆材料浆液凝固实验下达注浆指令连接电路、管路开孔清洗管路拌制浆液开始注浆检查渗水达到压力封孔拆卸管路清洗管路结束注浆图5-1二次注浆工艺流程图5.3.2二次注浆时间与工序表时间3W7;00-7;30工作人员到齐，水泥水玻璃安放整齐，仪器没备检查

10、完好无藏：7:30-8:00检查昨日注浆位置渗漏情况，然后到达指定位置8:008:15接电、接水麹后开启泄压阀润管8:158:40冲击钻开孔,连接管路，拌制水泥浆和水玻璃8:4010:00根据注浆JE力注单液浆（无压力表根据经验），每桶浆液注完后洗管10:0010:25拌制水湿浆和水玻璃10:2510：b&开始注双液浆，注入量控制在0.细3以上10:5511:15结束注浆，拆卸管路，文明施工11:1511:30电腾车出洞1:302:00工作人员到齐，水泥水玻璃安放整齐，仪器设备检查完好无损2:002:30到达指定位置2：302：45接电、接水然后开启泄压阀润管2:453:00冲击钻开孔连接管路

11、，拌制水泥装和水玻璃3:004:20根据注浆JE力注申液浆 无压力丧根据经验）,i丞桶浆液注完后洗管4:204:45拌制水泥浆和水玻璃4:455:15开始注双液浆，注入量控制在0.伽3以上5：155：35结束注浆，拆卸管路文明施工5:356:00到达八号井班组下班二次注浆工序表（白班） 备注：夜班工序与白班一致 5.4二次注浆各工序控制要点 5.4.1注浆前准备阶段：1.质检员检查注浆主材质量是否满足要求。2. 掘进班长组织人员将二次注浆使用的机具和注浆材料（其中： 水泥40袋/次，水玻璃1桶/次）准备到位并使用龙门吊吊运至8#竖 井电瓶车平板车上，之后掘进班长再次对全部机具进行检查避免遗漏。

12、3. 值班工程师下达注浆指令，电瓶车将机具和材料运输至指定位 置。5.4.2注浆阶段：1. 检查注浆管片渗水大小、破损、错台等情况并更具实际情况选 择注浆点位（就近原则”距离渗水最近注浆孔为宜），对较大破损 或较大修补管片控制一次注浆量1.2m3单液浆和1.2m3双液浆为宜。2. 电工完成接电后，开孔工使用冲击钻开孔并将注浆头和注浆管 进行连接，然后打开泄压阀开启注浆机对注浆管路进行润管。3. 浆机司机连接水管并往机械搅拌桶内注水，注水液面高度至搅 拌桶中部（电动搅拌桶体半径 R1=0.5m，高度H1=0.8m，体积 V1=0.628m3）；开孔工进行水玻璃拌制，水玻璃引流至水玻璃搅拌 桶2/

13、3高度处（约0.4m高度处，水玻璃搅拌桶置于平板车旁，呈倾斜 状态），然后向水玻璃搅拌桶中加水。4. 对A液和B液分别进行充分搅拌（A液搅拌后应达到不稀、不 稠，无沉淀和分层现象；B液搅拌后应无明显分层现象），之后开启双 管注浆机进行注浆，注浆过程中密切关注注浆压力和管片状态，防止 注浆过多导致管片错台甚至坍塌。5. 待接近注浆压力上限后，停止注单液浆，短暂休整后开始注双 液浆进行封孔。5.4.2注浆收尾阶段：1. 注浆结束后，关闭注浆头开关，打开泄压阀泄压并使用清水对 注浆管路进行清洗，清洗过程中防止喷射的砂浆污染管片和风管，对 部分被污染管片要及时清洗并在注浆位置进行文明施工。2. 结束文

14、明施工后，拆除注浆管、水管和电线等，若采用双液浆 封孔可在5分钟之后直接拆除注浆头。3. 拆除所有管路、电线后，结束当环二次注浆机，电瓶车驶向下一渗漏处进入下一循环。4. 第二日对前一日注浆点位进行复查，超过3日无明显堵漏效果可再次进行补浆。5.5注浆数据统计5.5.1注浆效果统计:渗水数量注浆点位成功堵漏处堵漏成功率备注如处65个32处68%5.5.2注浆环数、时间统计:JI：累注浆坏堵凋注桨M数:注浆徐数黑累注浆时间堵漏注浆时问洞门注浆时间59环59拜g环in小时89. 93小时21.05小时5.5.3注浆量统计:开累救量补漏注桨量洞门注浆量电坏最大注浆昂中最小注架屈粮耳平均注浆量.159

15、. 0Lui312 L 3Sei326.7m30. 6k32. 06虫35.5.4注浆成本统计:开累注浆成本开累堵漏成本开累封堵洞门成木堵漏平均或本华环最高成本单环最惬成本85-149.确元52761 7L2368S. 65 元1063.花混环3倒& 0元268. 75 元备注:水泥单价瓠.元/吨水玻璃单份940元/吨,水单价W元1吨n5.5.5单班二次注浆理论效率值单液浆摘量133m3/h双银营量1.58m3/h单波浆珪论佰.板34村双液浆理论他5.1Em3单液浆实际值日最大汁挪量日平均注浆量哉液浆实际值日:最大注桨量日平均注桨量7.04rns2.26m11.08单班注浆理论值二注浆流量x有

16、效注浆时间单液浆理论值=1.22x5.2=6.344m3双液浆理论值=1.85x2.8=5.18m3理论每日注浆孔为：单液浆理论值/每环平均注浆量 =6.344/2.063环，一环一孔考虑即单班三孔。实际每班注浆孔均保持在两环以上。5.6堵漏难点分析及应对措施5.6.1注浆量较难准确把控盾构掘进1环（1m ）环形间隙理论体积：Q1=nx（R2-r2）xL*（2.442 - 2.32） x1.2=2.5m3其中：R为盾构开挖半径R=2.44m ; r为管片外圆半径r=2.3m ;L为盾构掘进1.2环长度L=1.2m根据计算，注浆量为环形间隙理论体积的1.31.8倍。则每环的注浆量：Q2 = 3.

17、34.5m3，取中间值3.9m3.盾构掘进实际同步注浆量为：2m33m3，均小于理论同步注浆 量，其次同步注浆存在注浆不均（上下左右四个点位注浆时断时续， 若堵管直接停止那一路注浆），注浆作用于成型管片后部，由于每环 同步注浆量都为2m3或3m3，因此二次注浆实际要填满体积为相邻几 环管片后部，实际需要填充空间较难估计（具体体现在地层空洞、地 层收缩条件和地下水情况较难估计）其次，渗水严重处集中于大下坡处，大下坡由于地下水容易汇聚， 导致注浆进入后浆液配合比有一定变化，影响了浆液初凝时间和凝固 强度应对措施：达到注浆压力后，可反复停止后注浆。5.6.2注浆压力无法准确控制注浆压力控制在0.20

18、.3Mpa，不得超过0.4Mpa，若注浆量达 到要求后，注浆压力达不到0.4Mpa停止注浆，等待24天后进行再 次注浆；若注浆量未达到，但压力达到0.4Mpa，则停止注浆。但是注浆过程中一直缺失压力表，对压力的把控主要源自经验， 具体经验是泵击频率和每一次泵击的声音，泵击频率快、声音清脆则 注浆压力小，泵击频率低、声音沉闷（感觉有回音）则达到压力。应对措施：反复更换压力表后仍无法工作，推测为混合器压力表 接头处故障。3.相邻管片渗水间接影响注浆量143、147、235、242环等二次注浆中出现相邻管片纵缝渗水随 即暂停注浆，该四环管片注浆量分别为2m3、1.83m3、2.4m3、1.72m3，

19、平均每环注浆1.99m3，并且都取得本环管片堵漏效果，143、147、240环相邻管片渗水时间从1周至3周不等，但最终渗水 消失；235环注浆后导致238环管片渗水并且至今仍有渗水，减弱趋 势并不明显。根据观察除238环有管片破损外其他几环管片无破损和 较大错台；根据掘进跟单，该段地层为可塑、硬塑粉质粘土，盾构机 掘进速度快，相对同样地层掘进盾构姿态在该段地层中更容易下掉， 因此推测该段地层含水量较其他区间段大；其次由于集中出现纵缝漏 水，也有可能其原因为环向螺栓未复紧到位。应对措施：对由于注浆导致纵缝渗水的管片可以进行二次螺栓复 紧。5.6.4. 暂停掘进导致渗水267、268、522在掘进

20、过程中均有停机，其中267、268环掘进 停机1小时，522环掘进则停机近一个班，复机前向盾尾注入膨润土 2m3，掘进过程 中注入砂浆3m3，由于停机导致已有渗水汇集，膨润土又与砂浆混合 导致同步注浆浆液远未达到预期效果，二次注浆注入后同样受到一定 影响，最终导致二次注浆效果不佳。5.6.5. 破损管片未一次注浆到位对于破损管片和有修补痕迹管片，注浆量总是维持在1.21.8m3/ 次，注浆量过大害怕管片破损，但实际情况若第一次未达到该环所需 注浆量几日后再次注浆注浆量更难把握。应对措施：管片拼装后出现的管片破损最好在记录表上有详细记 录，记录清楚破损大小究竟是什么类型（表面破损、表面裂纹、较深

21、 破损还是贯穿性裂纹，而非总为较小破损”），从而帮助二次注浆 更好控制注浆量和注浆压力；其次，二次注浆对于破损较大管片在压 力表确实状态下，只可采取注浆量保守，多次注浆的方式进行。5.6.6. 端头加固效果10#竖井大、小里程方向洞门注浆量分别为10.68m3和16.08m3， 大里程方向进行二次端头加固，在二次注浆量少的情况下止水效果较 好，小里程方向洞门注浆量是大里程方向1.5倍，且在多次补浆后依旧 有洞门渗水，可见端头加固的质量之重要性。5.7人工、材料、机械、成本分析5.7.1人工效率1. 堵漏平均每环注浆时间1.5小时/环，正常情况下一个班可完成 至少2处堵漏，影响注浆效率最关键的因

22、素在于人员积极性。2. 渗漏点位集中、电工接电集中可明显提高注浆效率，8月11日 为注浆效率最高一日，当日注浆量为11.2m3，其中单液浆7.04m3， 双液浆4.16m3，共计注浆6环管片，渗漏点位4处（247、300、 302、510、511、512、522环）。3. 注浆过程中单班工作人员最少5人（含质检员），最多8人，人 员较少时质检员与其一同干活不影响工作效率，人多时部分人员工作 涣散并影响他人，间接影响注浆效率。4. 电工能够按时接电为影响注浆效率的另一因素，若上班期间恰 好遇到更换电瓶车电瓶，只得等待其完成电瓶充电后方可进洞接电注 浆。5.7.2材料使用分析1. 某日注浆中拌制水

23、泥浆出现分层、沉淀的现象，采用从下部注 水和长时间搅拌后依旧无法使其搅拌均匀，推究其原因可能为倾倒水 泥时倾倒过猛导致水泥整体沉底最后造成分层现象，因此倾倒水泥过程中一定要控制倾倒力度。2. 雨天搬运水泥，应及时在水泥上方盖好彩条布，避免水泥淋雨 变质。3. 由于盛放水玻璃的搅拌桶置于走道板下方倾斜放置，因此拌制 水玻璃时配合比存在一定偏差。5.7.3机械使用分析1. 从实际注浆情况看，注浆机两注浆管流量和注浆压力不等大， 部分双液浆A液、B液混合液满足1:1设计要求，因此首次注双液浆 后发现浆液配合比水泥浆用量大于水玻璃用量应及时调换注浆机抽浆 管。2. 由于二次注浆机故障，某日注浆过程中多

24、次出现隧道内小电跳 闸现象，导致多次注浆在中途暂停并发生堵管现象，因此提高注浆机 稳定的工作状态也是提高注浆效率的重要手段。3. 某日中板水泵停止工作导致，施工用水突然停供，浆液拌制被 迫停止，人员前往中板重新开启水泵，耽误时间近20分钟以上。4. 某日机械搅拌桶故障，只得使用人工搅拌桶（V=0.147m3）进 行搅拌，单次倒入水泥2袋（100kg），进行多次拌制浆液、开关注 浆机、开关注浆头、洗管等，注浆效率大大降低。5. 注浆过程中应做好电路防水，电锤用完之后应拔下插头，并放 置到干燥的地方；其次注双液浆过程中需要前后交接水管，水管一直 处于开启状态，交接过程中有淋湿电箱的现象，若发生漏电

25、后果不堪 设想。6. 进行注双液浆过程中，A液与B液流量并不一致，在很多情况下 甚至是水泥浆的流量大于水玻璃的流量，因此造成A液、B液配合比 不满足1:1，其原因推测可能为注浆管路畅通不同或两个管的泵击压力 不同造成，故在可在注浆过程中调换两支注浆管再查看效果。5.7.4成本分析1. 此次二次注浆材料总成本为885450元（不含用电费用），人工 总成本为54000元（注浆人员6人一个班，两班12人，每人工资 4500元/月），人工材料成本达到合计939450从8月1日截止9月 7日共计38天，每天成本超过25000元，得出结论在隧道成型后对隧 道进行防水堵漏在人工和成本上消耗巨大。2. 主材使

26、用上水泥的使用和水玻璃的使用基本没有浪费的情况出 现，但是在施工用水的使用上每个班都存在较大的浪费，具体体现在 接通管路后注浆人员为图个人省事开启水路后便从不关闭，直至当环注浆结束拆除管路才关闭用水开 关。图5-2渗水得到有效封堵图5-3管片破损处经多次注浆 六、存在不足6.1水泥浆搅拌不均注浆作业中，搅拌水泥浆出现搅拌不均现象分层现象，其原因可 能为倾倒水泥时倾倒过猛导致水泥整体沉底最后造成分层现象。6.2B液配合比未完全满足2:1注双液浆过程中需不断加入水玻璃和水，实际操作中均为人工控 制其加入流量，无法保证B液配合比2:1。6.3双液浆配合比未达到1:1A液、B液有注浆机泵送混合，但根据

27、实际消耗A液泵送量往往 大于B液泵送量，导致双液浆配合比未达到1:1。6.4注浆压力缺失注浆机上压力表始终处于缺失状态，作业全过程无科学指标反馈注浆程度。6.5封孔不及时达到堵漏效果后未及时封孔，导致部分注浆孔渗漏并造成已取得堵漏效果渗漏处再次渗水。图5-4注浆孔未及时封孔6.6注浆孔破坏打孔作业人员操作失误使用冲击钻将注浆孔螺纹损坏，导致注浆头无法正常连接，最终从新选择注浆位置影响注浆效果。6.7注浆头损坏拆卸注浆头后需将其重新疏通，由于操作不当导致注浆头螺纹顺 坏，注浆头连接后注浆漏浆或无法正常连接。6.8泄压、洗管操作不当注浆结束后对管路泄压、洗管，操作不当导致临近管片或风管等 遭泥浆污

28、染，影响管片美观。6.9欠缺有效交接班未进行有效交接班，导致对渗漏管片注浆量控制不到位。七、改进措施7.1严控材料质量进一步严控材料质量，雨天作业搬运水泥务必在水泥表面覆盖彩 条布防水，其次倾倒水泥遵从缓、轻、尽的原则，倾倒过程中尽 量缓慢，使每一袋水泥倾倒完全。7.2严控浆液配合比二次注浆作业中在发现注浆机抽浆速率不统一后应尽快对抽浆头 进行清洗，或交替使用两抽浆头进行注浆。针对B液配合比达不到2:1的情况，可以采用适用小桶接取水玻 璃然后逐桶加入放置水平的大桶中，待达到液面高度后再加入水进行 充分搅拌。7.3严控注浆压力尽快修复好注浆压力表，根据注浆压力表调节注浆量，避免注浆 造成管片错台

29、或上浮。7.4及时封孔在达到堵漏效果后，注浆孔原则上封孔时间不能超过两天，处于 非洞门位置可使用快速水泥对其进行封孔并及时使用管片盖拧紧。7.5提高作业人员技能水平进一步提高作业人员技能水平，对注浆人员进行注浆培训教育是 提高二次注浆效果的重要手段之一，使之更好的执行注浆指令，更合 理组织作业人员施工，提高注浆效率。7.6加强交接班信息沟通质检工程师与质检工程师之间，两班班长之间都应加强交接班的 必要信息沟通，避免重复注浆或漏掉渗漏点位。八、结语截止9月7日，二次注浆堵漏共计47处（包含注浆孔漏水），取 得明显止水堵漏效果32处，封堵成功率69%,依据水泥和水玻璃单 价计算水泥和水玻璃分别花费57855元和26677.2元。二次注浆堵漏工作量大、工作时间长、材料量使用量大，并且较 难取得百分百堵漏效果，管片渗漏处经过暂时堵漏后易发生反复。若 单独花时间进行二次注浆堵漏，较为耽误正常施工进度，因此最好的 办法是在盾构掘进过程中进一步加强质量把控，从源头避免管片渗水、 漏水等现象。