嵩山隧道全断面注浆加固设计方案
一、全断面注浆方案设计
根据地质综合分析，结合现场施工情况，对该段预加固注浆设计如下：1、止浆墙施工
止浆墙采用C30混凝土浇筑，厚2.5m，周边采用2排环向间距1.0m，排距1.0 m，长2m的Φ25mm砂浆锚杆，嵌入围岩1m。
周边预埋1.5m长的Φ42mm 导管，止浆墙浇注完成后，通过导管进行注浆对止浆墙与初支护间的裂隙进行封闭。
止浆墙施工过程中，基础必须在基岩上，基底虚渣必须清理干净，防止虚土引起止浆墙下沉和注浆过程中漏浆。
混凝土浇筑前对前方流水进行集中引排，防止流水对止浆墙混凝土强度造成影响。
止浆墙混凝土浇筑前在空腔位置埋设2~3根混凝土输送管，便于止浆墙浇筑后对塌方体上方空腔进行泵送C15混凝土回填。
见图2。
2、径向注浆加固
为了保证全断面注浆过程中后方初支安全，对止浆墙后方10m范围内上台阶初支采用小导管进行径向注浆加固。
径向注浆加固见图3、图4、图5，加固参数见表1。
图3 径向注浆加固断面图
D K 207+044.5
D K 207+034.5
图5 径向注浆加固布孔示意图 表1 径向注浆加固参数
序号 参数名称
参数值
备 注
1 加固范围
纵向
DK207+034.5～+ 044.5（10m ）
径向 初支轮廓线外3.5m
2 浆液扩散半径 0.8m
3 终孔间距 1.2m
4 注浆方式 小导管径向注浆
5 注浆速度 10～100 L/min
6 注浆终压 0.5~0.8MPa
7 浆液充填率 0.8～0.9 8
钻孔数
140个
9 浆液种类
以普通水泥单液浆为主，普通水泥-水
玻璃双液浆为辅。
10 浆液配比 普通水泥单液浆：W:C=0.75~1.0:1; 水泥-水玻璃双液浆：W:C=0.8~1.0:1，C:S=1:1，水玻璃浓度35~38Be ’。
4、全断面注浆加固范围
纵向长25m （含止浆墙）,径向加固范围上台阶开挖轮廓线外6m ，下台阶开挖轮廓线外5m ，仰拱底部开挖轮廓线外3m 。
浆液扩散半径上台阶2.5m ，下台阶2.0m 。
开孔位置和终孔位置均按环形布孔方式，总共设计63个孔，上半断面35个空均下入玻璃纤维锚杆，以增强加固体的整体性。
加固注浆设计图6、图7、图8、图9。
G1
G5G10G15
G20G25
G30
G35
G40G45
O
A1B1A2B3A3B4
A4B5A5
B6
A6B2
A20B20A19B19A18B18A17
B17A16B16
B15A14A13B12A10A7
A15
C1
C2
C3C4C5C15C14C13C12D1
D2D8D7D6D5D4D3C11C10B14C9A12B13C8
A11C7C6B7A8B8A9B9B10B11X
Y
图6 全断面注浆开孔布置图
A1'
A2'
A3'
A4'
A5'
A6'A7'
A8'
A9'A10'A11'
A12'A13'A14'
A15'
A16'
A17'A18'A19'A20'
O
X
Y
图7 全断面注浆A-A 断面终孔布置图
B1'
B2'
B3'
B4'B5'B6'B7'
B8'
B9'B10'B11'
B12'
B13'B14'
B15'
B16'B17'B18'B19'
B20'
C1'C2'C3'C4'C5'C6'C7'C8'C9'C10'C11'C12'C13'C14'
C15'D1'D2'
D3'D4'
D5'D8'D6'D7'G1'
G5'
G10'
G15'G20'G25'G30'G35'G40'G45'O X
图8 全断面注浆B-B 断面终孔布置图
4、超前大管棚支护
超前大管棚钢性支护长25m，开孔沿初支轮廓线内50cm，环向间距35cm，外插角5-7度，共布设45根，管棚孔可兼作周边上断面检查孔。
大管棚采用外径Φ89mm，壁厚5mm热轧无缝钢管加工，每节长2.5~3.5m，两端分别设7cm 长的内外连接丝扣，前端加工成椎形尖端并封闭。
管壁沿两条垂直直径布设四排Φ8~10mm对称溢浆孔，梅花形布设，孔间距40~50cm，每根管棚侵线部分采用推进器将管棚推入孔底，以便于开挖支护，管棚安设完成后进行全孔一次性管棚注浆，注浆参数同加固注浆。
5、注浆参数和注浆材料
注浆设计参数如表2所示。
表1 全断面注浆参数表
序号参数名称参数值备注
1 加固范围纵向
径向
外圈终孔上台阶在开挖轮廓线外
6m，中台阶在开挖轮廓线外5m，仰
拱在开挖轮廓线外3m。
2 浆液扩散半径上台阶2.5m，下台阶及仰拱2.0m。
3 终孔间距上台阶4.0m，下台阶3.0m
4 注浆方式前进式分段注浆
5 分段长度5~15m 根据实际情况定
6 注浆速度10～100 L/min
7 注浆终压2～3MPa
8 围岩孔隙率40% 坍塌体
9 浆液充填率0.8～0.9
10 钻孔数注浆孔63个重点区域可补孔锚杆孔35个兼做检查孔大管棚45个兼做检查孔检查孔根据现场情况确定
注浆材料以普通水泥单液浆为主，普通水泥-水玻璃双液浆作为辅。
施工过程根据地质情况及地层吸浆情况进行材料种类及配比选择调整，如表2所示。
注浆材料参数表表2
序号浆液名称浆液配比
1 普通水泥单液浆W:C=0.8:1～1:1
2 普通水泥—水玻璃双液浆
W:C=0.8:1～1:1
C:S=1:1；水玻璃浓度：30～35Be’
6、注浆顺序
（1）先施作B1、B3、B19、C3、C13、D1孔作为超前探孔，对坍方体情况进行判释，在这6个孔钻孔过程中如遇到较大空腔直接下入钢管泵送低标号砂浆对空洞进行回填。
如遇泵送砂浆回填空洞的孔需要进行布孔注浆，确保注浆加固效果。
（2）采取先外后内、由上到下、间隔跳孔的施工方式进行。
7、该段设计注浆量约为1900m3，由于加固段处于坍塌体内，洞顶成在空腔，实际注浆量可根据现场注浆情况进行动态调整，做好记录。
8、注浆效果检查
注浆过程采取P-Q-t曲线分析、反算浆液充填率、堵水率及检查孔等方法对注浆效果进行评判。
检查孔数量为帷幕注浆孔的10%，重点检查异常区域，检查孔无涌泥，不塌孔，涌水量小于2L/min·m。
9、机械设备配置
表3 机械设备配置表
序号设备名称规格型号单位数量备注
1 多功能地质钻机宝峨909-1 台 1 钻孔
2 注浆机KBY50/70 台 2 注浆
3 搅拌桶300L 台 2 拌制浆液
4 电焊机400 台 1 加工孔口管
5 挖掘机230 台 1 平整场地
6 装载机50 台 1 移动设备与倒运水泥、水玻璃
7 空压机 2.0MPa、25m3台 1 提供高压风
8 混凝土输送车8-10m3台 1 运输水泥浆浆液
9 搅拌站套 1 搅拌水泥浆液
10、注浆材料计划消耗量
表4 材料消耗表
序号材料名称规格型号单
位
数量备注
1 普通水泥42.5 吨1700 搅拌站拌制浆液，根据散装水泥罐储存量进料，100吨袋装用于现场调整浆液浓
度。
2 水玻璃>38Be’吨100 根据现场实际需要进场
3 无缝钢管Φ89，δ=5mm m 1000 加工管棚及注浆孔口管
4 钢管Φ105，δ=5mm m 69 加工大管棚孔口管
5 法兰片100 片70 加工孔口管
6 法兰片150 片45 加工孔口管
7 堵头板100 片 5 加工注浆三通和法兰片配套
8 堵头板150 片 3 加工注浆三通和法兰片配套
9 麻丝粗麻kg 100 固结孔口管
10 棉纱kg 50
11 不锈钢球阀DN32 个30
12 高强螺栓16×70 套100 螺栓、螺帽
13 锚固剂吨 1
14 无缝钢管Φ32，δ=3.5mm 吨 1.3 加工径向注浆小导管
15 木板5cm厚M210 止浆墙关模及注浆平台
四、安全及质量保障措施
（1）设置专职安全人员对现场安全监督负责。
（2）加强孔内涌水量、水压力等变化监测工作，如有异常应立即采取应急措施进行处理或停止施工撤除洞内作业人员。
（3）注浆前，掌子面后方初期支护、止浆墙等必须按设计要求完成，并加强施工监测。
（4）严格按照设计参数进行钻孔注浆施工，加强过程控制。
五、本设计未尽处，请参考相关设计文件及规范、规定。