专利名称：破碎岩体无止浆墙复合式注浆施工方法
技术领域：
本发明涉及一种隧道工程施工方法，尤其是涉及一种隧道工程注浆施工方法。
背景技术：
在海底隧道、过江隧道以及特殊地质条件下的地下工程施工中，地下水是困扰工程师的一大难题，若不能对地下水进行有效防范，将给工程施工造成停工或引发灾难性后果。为有效规避这种风险，目前常用的方法就是修建止浆墙(部分工程在掌子面岩盘较好的情况下采用喷射混凝土止浆墙)后进行注浆，若围岩较为破碎，修建止浆墙将是必须进行的一道工序
止浆墙的修建，不仅造成大量的时间损失(需要安装模板、灌注混凝土及混凝土养生)，同时还造成大量的混凝土浪费，即使在围岩稍好的地方采用喷射混凝土止浆墙，虽然在时间上有所节约，但大量混凝土的浪费仍不可避免，同时还存在注浆过程中浆液压力过大致使喷射混凝土开裂，从而丧失止浆效果的情况。
而且对于在构造带附近岩体破碎，节理密集，岩石呈碎石、角砾状，部分断裂带内呈角砾或土加石散状结构，透水性中等至强的情形，为防止突涌水事故的发生，在施工过程中，对已经钻探揭露的富水洞段必须进行超前帷幕注浆处理，据施工经验，超前帷幕注浆的周期长，特别是在围岩破碎无良好止浆岩盘的情况下，需要通过修剪止浆墙来满足良好的注浆效果，这就使得原本漫长的施工周期雪上加霜。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种破碎岩体无止浆墙复合式注浆施工方法，有效地解决了在破碎围岩地段不需要进行止浆墙(止浆岩盘)的情况下，有效进行超前帷幕注浆的技术难题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 一种破碎岩体无止浆墙复合式注浆施工方法，包括以下步骤
第一步，钻设注浆钻孔，并一次性钻至所需的注浆深度；
第二步，安装止浆塞，并进行压水试验，根据压水试验的结果分析岩石的可注性和止浆岩盘的抗渗能力，若止浆岩盘较为完整、抗渗能力好，则只需连接单液注浆通道直接注浆，按注浆结束标准结束即可；若止浆岩盘破碎、抗渗能力差，则连接双通道分段注浆器，通过双通道分段注浆器进行加固止浆岩盘的双液浆压注；
第三步，在进行压浆操作时，须先对内孔纯水泥浆液压注，并关闭水玻璃进浆闸阀，待
掌子面有水泥浆渗漏后，打开水玻璃进浆闸阀，同时压注水泥、水玻璃双液浆；
第四步，等待掌子面不再渗漏浆液或掌子面渗漏双液浆明显凝固并将破碎裂隙基本封堵
后，先停注水玻璃，然后再停注水泥浆，并及时打开泄压闸阀，同时将水玻璃及水泥浆更换
为清水，清洗双通道分段注浆器及中部空心小管，清洗完成后取下备用；
第五步，等待加固破碎岩体的双液浆达到一定强度后，连接单液浆压注管路，压注纯水
泥单液浆，直至满足注浆设计标准；
第六步，待单液浆凝固后，拆除单液浆压注连接闸阀并进行清理，以备下一孔使用。 所述等待加固破碎岩体的双液浆达到一定强度的时间控制在10 20min内。 与现有技术相比，本发明的积极效果是通过正常注浆孔道和管路，压注双液浆对近掌
子面岩体进行固结，同时双液浆又不会封堵正常注浆通道，从而达到在近掌子面岩体迅速加
固后单液浆正常灌注并形成止水帷幕的目的，具体表现为
① 不需要浇筑止浆墙，节约了混凝土费用和浇筑混凝土所消耗的时间；
② 不需要单独为加固掌子面进行钻孔、注浆，减少了钻孔对破碎岩体的进一步破坏；
③ 提高了整体施工速度和注浆效果，并可根据围岩情况和注浆情况，随时调整注浆工艺 ，对破碎程度不均岩体体现出灵活的优越性。
④ 双液浆加固破碎岩体的深度可根据实际需要从止浆塞长度(可以是止浆塞出浆口深度 )和中心导管长度调整，能满足不同地质条件下封堵的需要。
具体实施例方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征 和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图
)中公开的任一特征，除非特别叙述， 均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。S卩，除非特别叙述，每个特征只是一 系列等效或类似特征中的一个例子而已。
一种破碎岩体无止浆墙复合式注浆施工方法，具体方案简述如下
一、施工准备
1)止浆塞、双通道注浆器加工完成并经检验合格后运至工地现场；双通道注浆器包括 水玻璃管道和水泥浆管道，注浆管道内套水泥浆管道，注浆管道和水泥浆管道完全分开，且 水泥浆管道的管口伸出注浆管道的管口外，在注浆管道侧向接入水玻璃管路的前端设置带阀的泄压口 ，在注浆管道与水玻璃入口之间的管路上设置单向阀；
2) 搭设止浆塞安装作业平台，并将双液注浆泵(可用两台单液注浆泵代替)、浆液搅 拌设备等运输至现场；
3) 配备止浆塞安装所需要的机具，包括抗打击套，打击锤；
4) 进行超前钻孔，孔径满足止浆塞安装要求。
二、 具体施工方法
1) 制作加工止浆塞和与之匹配的双通道分段注浆器，注浆器必须考虑便于与注浆管路和 止浆塞连接，并能满足设计注浆压力的要求；
2) 采用凿岩台车或多功能钻孔台车钻设小65mm的注浆钻孔，并一次性钻至所需的注浆深 度，即隧道止水、加固的纵向长度；
3) 安装止浆塞，并进行压水试验，压水试验的目的主要分析岩石的可注性和止浆岩盘的 抗渗能力，若止浆岩盘较为完整、抗渗能力好，则只需连接单液注浆通道直接注浆，按注浆 结束标准结束即可；若止浆岩盘破碎、抗渗能力差，则连接双液浆注浆通道，通过灌注双液 浆加固掌子面前方一定厚度围岩，使其形成止浆岩盘；
4) 在进行压浆操作时，须先对内孔纯水泥浆液压注，并关闭水玻璃进浆闸阀，待掌子面 有水泥浆渗漏后，打开水玻璃进浆闸阀，同时压注水泥、水玻璃双液浆，双液浆的凝胶时间 控制在O. 5 2min左右为宜；
5) 在双液浆压注过程中，若掌子面不再渗漏浆液或掌子面渗漏双液浆明显凝固并将破碎 裂隙基本封堵后，及时打开泄压闸阀，同时将水玻璃及水泥浆更换为清水，清洗注浆器及中 部空心小管，避免水浆液堵塞进浆管路及注浆器；
6) 拆卸双通道分段注浆器并二次清洗，以备下一孔使用，同时等待双液浆强度增长；
7) 待加固破碎岩体的双液浆达到一定强度后(通常按双液浆压注完成后10 20min控制 )，连接单液浆压注管路，压注纯水泥单液浆，直至满足注浆设计标准；
8) 待单液浆凝固后，拆除单液浆压注连接闸阀并进行清理，以备下一孔使用。
三、 施工控制要点
为保证破碎带无止浆墙复合式注浆施工技术成功并达到预期效果，施工中主要需要做好 如下几方面的控制
l)控制好水泥注浆管超前于止浆塞末端的长度，该长度若太长，则造成钢管浪费和钢管 安装困难，若太短则容易导致双液浆封堵完成掌子面后的短时间内水玻璃向深部扩散堵塞水 泥浆进浆管路，其超长长度一般在3 6m为宜。2) 做好双液浆凝胶时间的选择双液浆仅需要达到加固止浆岩盘段的目的，不需要向前 方围岩内扩散形成帷幕，同时，需要双液浆能对止水胶塞渗漏的地下水进行完全封堵，若双 液浆凝胶时间太短，则双液浆混合后容易堵塞注浆器，从而难以达到加固破碎岩盘的目的， 若浆液凝胶时间太长，混合后的双液浆则在地下水和注浆压力的推动下，渗流出岩石裂隙，
也达不到加固岩盘的目的。 一般双液浆凝胶时间以0.5 2min为宜，在岩体较破碎，地下水 较丰富且止浆塞安装深度较小的情况下，凝胶时间取低值，反之取高值。
3) 做好注浆顺序的安排由于本注浆工艺中，重点为双液浆压注封闭掌子面但又不至于 堵塞既有钻孔、注浆器和止浆塞的工艺把握，因此必须做好浆液压注顺序安排。
在压注时，应先压水泥浆，待掌子面返浆后，再压注水玻璃，在双液浆加固完成掌子面 后，先停注水玻璃，然后再停注水泥浆。
4) 做好泄压闸阀的控制为节约双通道分段注浆器的使用成本，该注浆器须考虑重复利 用，因此必须避免浆液进入管道混合堵塞管路和注浆器，这就要求在双液浆压注过程中掌子 面基本无浆液渗出或少量浆液渗出并基本凝固的情况下，及时做好浆液停压，并及时打开泄 压闸阀，将两进浆管路的进浆口置换于清水中，通过清水压注洗通注浆器、注浆管路及注浆 孔。
5) 为防止浆液串流堵塞注浆器及连接管路，须在注浆器前端的浆液接入口分别安装简易 单向阀；
6) 做好注浆孔注浆顺序设计，在注浆控制过程称中， 一般前期在破碎的掌子面上，均匀 选择一定数量的孔进行符合式注浆的前期双液浆压注，在掌子面防渗、加固处理基本完成后 ，再统一按设计方案大规模压注直到整个注浆段结束。
本发明并不局限于前述的具体实施方式
。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征 或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
权利要求
1.一种破碎岩体无止浆墙复合式注浆施工方法，其特征在于包括以下步骤第一步，钻设注浆钻孔，并一次性钻至所需的注浆深度；第二步，安装止浆塞，并进行压水试验，根据压水试验的结果分析岩石的可注性和止浆岩盘的抗渗能力，若止浆岩盘较为完整、抗渗能力好，则只需连接单液注浆通道直接注浆，按注浆结束标准结束即可；若止浆岩盘破碎、抗渗能力差，则连接双通道分段注浆器，通过双通道分段注浆器进行加固止浆岩盘的双液浆压注；第三步，在进行压浆操作时，须先对内孔纯水泥浆液压注，并关闭水玻璃进浆闸阀，待掌子面有水泥浆渗漏后，打开水玻璃进浆闸阀，同时压注水泥、水玻璃双液浆；第四步，等待掌子面不再渗漏浆液或掌子面渗漏双液浆明显凝固并将破碎裂隙基本封堵后，先停注水玻璃，然后再停注水泥浆，并及时打开泄压闸阀，同时将水玻璃及水泥浆更换为清水，清洗双通道分段注浆器及中部空心小管，清洗完成后取下备用；第五步，等待加固破碎岩体的双液浆达到一定强度后，连接单液浆压注管路，压注纯水泥单液浆，直至满足注浆设计标准；第六步，待单液浆凝固后，拆除单液浆压注连接闸阀并进行清理，以备下一孔使用。
2 根据权利要求l所述的破碎岩体无止浆墙复合式注浆施工方法，其特征在于所述等待加固破碎岩体的双液浆达到一定强度的时间控制在10 20min内。
全文摘要
本发明公开了一种破碎岩体无止浆墙复合式注浆施工方法，在进行压浆操作时，须先对内孔纯水泥浆液压注，并关闭水玻璃进浆闸阀，待掌子面有水泥浆渗漏后，打开水玻璃进浆闸阀，同时压注水泥、水玻璃双液浆；等待掌子面不再渗漏浆液或掌子面渗漏双液浆明显凝固并将破碎裂隙基本封堵后，先停注水玻璃，然后再停注水泥浆，并及时打开泄压闸阀。本发明的积极效果是通过正常注浆孔道和管路，压注双液浆对近掌子面岩体进行固结，同时双液浆又不会封堵正常注浆通道，从而达到在近掌子面岩体迅速加固后单液浆正常灌注并形成止水帷幕的目的。
文档编号E21D11/04GK101666234SQ200910308130
公开日2010年3月10日 申请日期2009年10月9日 优先权日2009年10月9日
发明者杨龙伟, 谢文清, 辜文凯, 伟 郭 申请人:中铁二局股份有限公司;中铁二局第二工程有限公司