初衬注浆防水施工方案.docx

区间隧道初衬全封闭防水施工方法总结
一、 工程概况
广州市轨道交通三号线【广州东站～林和西路站】区间起讫里程YDK0+597.792～YDK1+443.5，ZDK0+605.712～ZDK1+443.5， 区间单线长度为1676.99延米，左右线相距13.0m，两墙净距7.8m。
隧道所要穿越的地层为冲-洪积粘土层，残积土质砂岩，为Ⅱ～Ⅲ 类围岩,YDK1+163～YDK1+443.5涌水量300m3/d，YDK0+578.4～YDK1+163段隧道涌水量426 m3/d。基岩裂隙的赋存和运动条件变化较大，含水量、渗透性也变化较大。
二、 施工体系及施工组织
为确保衬期支护的防水效果，严格按照以下防水系统的几方面进行施工班组的足见和劳力组织。
喷料级配、配比控制
喷层厚度及密度
初衬渗水处理
超前小导管注浆
初衬背后注浆

防
水系统
初 衬 施 工
周边土体处理
初衬施工缝处理

三、 初衬施工
（1）初衬防水
控制用料级配和水灰比，选择好施工工艺，做养护，减少其收缩变形缝，提高喷射混凝土的密实性，确保喷射混凝土的防水效果及质量，为做到喷射混凝土不裂不渗，具体施工时采取以下有效措施。
①材料控制
喷射混凝土使用材料主要有水泥、砂、米粒、石、水，对这些材料质量都应严格控制，其中石子最大粒径不大于15mm，其砂石最佳级配见下表。
砂石级配表
粒径(mm)
0.15
0.3
0.6
1.2
2.5
5.0
10.0
15.0
量(‰)
5-7
10-15
17-22
23-31
35-43
50-60
73-82
100
②外加剂的合理选用
为了提高喷射混凝土的早期强度和防水性能，喷射混凝土时，添加一定数量的外加剂。外加剂的品种和用量也直接影响喷射混凝土防水效果，必须合理选择。
A、速凝剂的选用
为了提高喷射混凝土的早期强度，须在喷射混凝土中添加一定数量的速凝剂，结合工程所处的环境和以往的实践经验，采用以矾为主要原料生产的782型速凝剂，掺量为水泥用量的3～5%（重量比）
B、防水剂的运用
普通喷射混凝土是非匀质材料，内附许多孔隙，水泥在硬化过程中会产生收缩变形，多余水份的蒸发会给混凝土内部留下孔隙，因此在普通喷射混凝土中掺FS-1防水剂，使混凝土有足够的强度，有效地抵抗收缩开裂和减少混凝土内部的细小裂缝，使其具有较强的自防水能力。
③对受喷面进行处理
A、当受喷面有渗水、滴水或涌水时，先进行治水。根据现场情况，治水采用堵（采用注浆堵水）、排（采用埋管引水）结合的方法，从而保证喷射混凝土不带水作业，不改变喷射混凝土的配合比。
B、对岩壁集中出水地带先采用预埋导水管（带丝扣），待初衬达设计强度后，地下水随开挖进行重新分布后进行注浆堵漏处理。
C、在岩石地段要用高压水冲洗受喷面，除掉岩粉，以保证喷射混凝土与围岩粘结，从而提高喷射混凝土与围岩的粘结力及抗渗能力。
④施工工艺
采用湿喷法。湿喷法喷射混凝土的拌料拌和均匀，水灰比能准确控制，有利于水泥的水化反应，因而混凝土的匀性好、密实度高，抗压、抗渗强度较高，而且粉尘、回弹较小，施工选用TK-961型喷湿机进行喷射混凝土施工。
⑤在施喷过程中，先喷3～5cm厚混凝土后，同时架设钢架和钢筋网，再分层喷至设计厚度，以保证喷混凝土的密实性。以前隧道施工经验表明：渗水多发生在格栅钢架上下部分连接的节点处。施工中采取以下措施：
A、 凿除拱脚处的全部回弹料和碴土，凿成仞角状,并在施喷前用高压风水冲洗连接面。
B、 环向施工缝应超前格栅钢架前端10cm,并喷射形成斜面，以便清洗施工缝处的污物（如图）。

C、严格控制钢架安装位置，上齐扣紧全部节点的螺栓，否则应进行焊接。
⑥、初支背后注浆
施工过程中，在拱部每米埋设3根注浆管，待初支每施工3～5m后进行一次注浆。

四、初衬堵漏施工
根据目前施工情况及现场实际,广林区间初衬注浆及基面处理防水施工具体方法如下:
（一）施工方法总述
1、施工原则：
围岩与初衬共同作用防水，以防为主、应地制宜、综合治理的原则，初期支护喷射砼设计厚度为100mm～300mm，喷砼为C20，抗渗等级S6，在全、强风化的地层中应向初期支护背后松弛的围岩内压注水泥浆，形成1～2m厚的止水环状帷幕，与初期支护喷砼一同形成第一道防水线，使初期支护能最大限度止水。
2、施工顺序：
划分防水区域，设置防水止浆帷幕；注浆先上部，后下部，由面到点，由浅及深。

拱部钻孔→变墙部位钻孔→拱部注浆→隧道回填部分土石方开挖→仰拱部位注浆孔钻设→仰拱初衬破损部位处理→边墙、仰拱部位注浆→初衬集中出水点处理→仰拱部位防水砂浆抹面处理。
（二）各步施工方法详述
1、有格栅钢架地段
Ⅱ类围岩地段上下断面为砾岩,全风化的粉砂岩,残积土和粉质粘土.下断面强～中风化岩粉砂岩,多为中等富水区,裂隙呈网状连通,初期支护施工时严格控制砂石质量和配合比.
（1）、防水分区的设置
在施工区域的端头、富水区（渗漏严重地段）两端、及每100～50m根据情况设置防水分区幕墙，防水幕墙沿隧道环向设置：即沿法线方向设置两环钻孔，孔距1.0m, 孔深2.5m。
（2）、钻孔及注浆
1）、钻孔及预埋注浆管：
①、拱部：拱顶及30度法线方向设置钻孔，孔深120cm，纵向孔距2.0～2.5m；
②、边墙：上下断面分界上下各1.0m处钻设孔位，纵向孔距2.0～3.0m，孔深100cm，两侧交错设置。
③、仰拱部位：拱底上50cm处（及拱墙衔接处）设置孔位，孔深60cm，两侧交错设置。

说明：括号外为钻孔编号钻孔顺序，括内为注浆顺序。
④、预埋注φ32的钢管作为浆管，钢管尾部40mm范围内设置丝扣，装入孔内后采用锚固锚固，待强度达到后安装控制阀准备注浆（具体如下图所示）。
岩体

2）、注浆：
①、注浆管路系统的试运转：设备就位后，用1.5～2倍的注浆终压对系统进行吸水试验检查，并接好风、水、电；检查管路系统能否耐压，有无漏水；检查管路连接是否正确；检查设备、机具性能是否正常，进行试运转，时间一般为20min。
②、注浆浆液
用水泥浆，为实现连续注浆，配备1～2个贮浆桶。
a、注浆材料及配比 水泥：
采用活性高，出厂日期不超过3个月的525＃以上普通硅酸盐水泥，水泥浆浓度：。
水：饮用水，水温不低于6℃，PH值在5～8之间。
b、注浆配比：
浆液水灰比为：1.25:1～0.8:1.0。
③注浆顺序
先压注无水孔，后压注有水孔。根据降水漏斗的原理，从拱顶顺序向下压注，如遇串浆或跑浆，则间隔一孔或几孔压注，相邻孔内流浆后及时堵塞继续压注浆液，确保达到预定压力。
④注浆压力的控制
注浆压力由注浆泵的油压控制调节，控制在2.0～2.5Mpa。为防止压浆速度过大，造成升压过快返浆、漏浆，进行间歇性反复注浆。
4）施作顺序
为防止串浆，钻孔、注浆按上、下、左右孔错开顺序进行。注浆终孔后及时关闭止浆阀。
注浆停止2天后，根据隧道的渗漏情况分区域重点注浆。
（3）、基面处理
对内轨顶面线上50cm以下边墙部位及仰拱采用防水砂浆进行抹面处理，其余部位的有突及凹陷部分补喷混凝土，外露锚杆及锚管头割除清理，并用防水砂浆抹面。
待仰拱回填土石开挖后，将破损部位清除干净，及时采用防水砂浆回填。
防水砂浆配合比：水泥:砂=1:2.5，水灰比：0.6～0.65。
2、无格栅钢架地段
本地段为Ⅳ、Ⅴ围岩，以地下裂隙水为主，局部地段节理发育，夹杂砂、碎石，透水性强，堵漏顺序：先拱部，后边墙，后隧底，初期支护堵漏方法如下：
（1）、集中出水点的堵漏
水量小且出水范围集中的部位采用堵漏剂堵漏，水量大且或出水范围三乱的部位采用深孔注浆堵漏。
（2）、堵漏剂堵漏
将出水部位松弱混凝土层凿除后，采用布片或棉纱填塞减小水压后，按堵漏剂说明操作堵水。
（3）、深孔注浆堵漏
A、集中出水点注浆孔的布设于出水点四周1.0m范围内，孔深2.0m，孔布设具体如下图所示：

B、注浆
a、注浆材料及配比 水泥：
采用活性高，出厂日期不超过3个月的525＃以上普通硅酸盐水泥，水泥浆浓度：1.25:1～0.8:1.0。
水玻璃：出厂浓度42～45Be’，模数2.4～2.8水玻璃原浆，然后稀释成35Be’使用。
水泥浆与水玻璃体积比：1:1～1:0.6。
缓凝剂：采用Na2HPO4，掺量2.5～2.0%，若出水较大，先期可不加缓凝剂。
水：饮用水，水温不低于6℃，PH值在5～8之间。
b、注浆控制参数：
注浆压力：终压力2～3Mpa，注浆持续5～6min ;
单孔注浆扩散半径：R=0.8～1.8m，有效扩散半径：R=60～80cm。
单孔注浆量：以终孔压力控制。
c、注浆过程中，可根据水量适当调整缓凝剂掺量及水玻璃浓度，以调整胶结时间。
d、水玻璃设计浓度的配置

原水玻璃浓度Be'
45
50
51
52
原水玻璃比重d
1.450
1.526
1.543
1.559
预制水玻璃浓度Be'
预制水玻璃比重d
水 (L)
水玻璃(L)
水 (L)
水玻璃(L)
水 (L)
水玻璃(L)
水 (L)
水玻璃(L)
25
1.208
538
462
605
395
617
383
629
371
30
1.261
420
580
504
496
582
418
534
466
35
1.318
294
706
395
605
415
585
432
568
36
1.330
277
723
372
628
392
608
410
590
37
1.342
240
760
350
650
370
630
389
611
38
1.355
211
789
325
675
346
654
366
634
39
1.368
182
818
302
698
322
678
343
657
40
1.381
153
847
276
724
298
702
319
681
原水玻璃浓度Be'
53
54
55
56
原水玻璃比重d
1.571
1.593
1.611
1.630
预制水玻璃浓度Be'
预制水玻璃比重d
水 (L)
水玻璃（L）
水 (L)
水玻璃(L)
水 (L)
水玻璃(L)
水 (L)
水玻璃(L)
25
1.208
639
361
650
350
660
340
670
330
30
1.261
548
452
560
440
572
428
586
414
35
1.318
449
551
464
536
480
520
495
505
36
1.330
428
572
443
557
460
540
476
524
37
1.342
407
593
423
577
440
560
457
543
38
1.355
385
615
402
598
420
580
437
563
39
1.368
362
638
379
621
400
600
417
583
40
1.381
340
660
357
643
379
621
396
604

（4）、隧底仰拱清理
隧底回填碴土清除后，将仰拱冲洗干净，将出水点周围的松弱喷砼凿除，找出围岩裂隙，钻孔埋管φ32钢管（尾部带丝扣），先透水然后再补喷砼或浇注防水砼使仰拱再次全部封闭。待砼强度达到60%以上后，拆除钢管末端的软管，采用环氧水泥砂浆封堵钢管，对于出水点散乱的面渗或面流，设钻注浆，按深孔注浆堵漏技术进行堵漏。
五、施工小结
1、初期支护施工过程中确保材质、配比、厚度及搅拌的均一性，从而确保了喷射混凝土的确抗渗性能。
2、初期支护施工过程中加强对施工缝的处理、钢架连接、钢架的保护层、岩面的清理等关键部位的控制，对于提高初期支护的整体防水性有着重要的作用。
3、向初期支护背后松弛的围岩内压注水泥浆固结成整体，充分利用岩层形成止水环状帷幕，与初期支护喷砼一同形成第一道防水线最大限度止水。
4、根据地下水重新分布的，严格控制注浆顺序，确保将效果从而有效的防水。
5、注浆堵水需要多次反复，将水流化大为小，化线流为面渗。
6、初期支护施工过程中做好堵排结合的防水工作，既能提高喷混凝土的质量，又为下一防水打好基础。