TBM施工隧洞涌水灌浆施工技术研究

TBM施工隧洞涌水灌浆施工技术研究

卢浩勇

桂中治旱乐滩水库引水灌区建设管理局 546100

摘要：TBM隧洞掘进施工过程中出现涌水现象，采用钻孔灌浆堵漏处理技术进行解决，取得明显效果。

摘要：TBM施工隧洞；涌水，处理

1.概况

2018年1月17日 18:40时，TBM隧洞施工段掘进至(桩号：B19+431.025)掌子面时，发现前方出现涌水，洞内水位上升，稍候不久接近轨道顶部，颜色呈异常黄色。21：00时现场监理工程师与施工单位地质工程师、安全工程师进入施工现场，要求刀盘后退4米观察，发现在掘进方向右侧1点至2点钟位置出现一涌水洞，水清，但涌水附近有鹅卵石、砂。因涌水压力过大，涌水口过高，无法量测洞径大小。出于安全考虑，避免重大损失，现场监理工程师通知施工单位，暂停TBM掘进施工，对涌水观察，并做好相关抽排水工作。

2018年1月22日，经超前探孔，掌子面前方无大溶洞、大空腔，涌水量大约为20~30L/s。监理组织业主、设计、施工四方代表进入隧洞进行实地勘察，达成一致意见，同意TBM按照短进尺、慢掘进、勤观察的方针往前掘进，待涌水位置揭露出来之后再进行加固及灌浆处理。

2018年1月24日15:00时，TBM掘进至掌子面（桩号：B19+423.4），从桩号B19+432.9开始2点钟方位出现一条软弱夹层带，一直深入盾体，夹层宽度约30cm，夹层渗水，夹层中间分布4个溶洞涌水口，水量较大,该夹层岩石破碎完整性差，易脱落稳定性差；9点钟方位也有一夹层，夹层中间有一个小的溶洞涌水口，水量较小，总涌水量保持20~30L/s不变。15:30时，监理组织业主、设计、施工四方代表召开相关会议，一致同意从桩号B19+432.9开始，先采用H15型钢拱架@1.2m加强支护，待裂隙及涌水口全部推出盾体后，再进行灌浆处理。

2018年1月25日7:00时，裂隙及涌水口全部推出盾尾，截止桩号为B19+424.5。我部拟采用水泥浆对桩号B19+432.9~B19+424.5段进行裂隙及涌水口涌水灌浆处理，具体方案如下：

2.涌水处理方案

针对TBM隧洞桩号B19+432.9~B19+424.5段裂隙、溶洞涌水严重，采用钻孔灌浆堵漏处理，根据涌水情况采用以下两种方案进行处理。

2.1.裂隙涌水处理方案

先进行裂隙灌浆处理。裂隙涌水量一般较小，呈股状或线状涌水，沿裂隙发育方向均有可能涌水。

2.1.1.封缝、钻孔

先对裂隙表面封堵，再沿裂隙旁钻斜孔，钻孔沿裂隙发育方向间距0.5m，垂直裂隙方向0.1m。裂隙涌水处理图见图1，钻孔应穿透节理裂隙结构面，孔深2.5m(可根据现场实际情况适当调整)，

图1：裂隙涌水处理图

2.1.2.灌浆

①.各孔在灌浆前须作压水试验，了解透水率，压力为灌浆压力的80%。灌浆孔的压水试验应在裂隙冲洗后进行。

②.当灌浆孔透水率较低时，按水泥浆浓度1：1、0.8：1、0.5:1三个水灰比级，先采用1:1的水泥浆起灌，当注入量已达300L以上或灌浆时间已达30min，而灌浆压力无明显变化，则改浓一级的水灰比灌注。

③.当压水试验不起压的孔，直接采用水灰比0.5:1的浓浆起灌。

④.当注入率大于30L/min时在无串浆、漏浆情况下，压力没有升高，流量没有减小或者灌浆单耗超过400kg/m，应采用最浓级别的水泥浆灌注或加入1.5~3.0%水玻璃进行双液浆灌注。

⑤.如出现串浆、漏浆等应采取表面封堵、间歇注浆、加浓浆液等措施及时处理。

⑥.灌浆压力控制在0.3~0.5MPa以内。

⑦.当注入率不大于1L／min时，继续灌注30min，灌浆可以结束。

2.2溶洞涌水处理方案

溶洞涌水量较大，一般为集中涌水，经现场确认，为5个涌水口，上述部位采取下述方案进行处理。

2.2.1.涌水口封堵、钻孔

涌水量大的岩溶孔洞，直接在涌水孔内埋设排水管（φ75PVC管）和注浆管（φ50PVC管），排水管管径和数量根据现场流水量确定并安装有闸阀，在灌浆管周边打锚杆固定灌浆管，往洞内塞棉胎和块石，再用快硬混砂浆堵溶洞口。若周边围岩破碎，先围绕溶洞半径1m进行钻孔固结灌浆，孔距1m、孔深3m（见图2)，若周边围岩完整可不进行周边孔的钻孔注浆；当涌水部位面积较大，有多点渗漏时，可适当增加周边固结灌浆孔数量。

图2：溶洞涌水处理图

2.2.2.注浆

1）溶洞周边固结灌浆

固结灌浆水灰比采用3:1、2:1、1:1、0.7:1、0.5：1五种比级的水泥浆，由稀到浓进行灌浆。当注入量已达300L以上或灌浆时间已达30min，而灌浆压力无明显变化，则改浓一级的水灰比；当注入率大于30L/min时，可根据情况越级变浓；当灌浆段在最大设计压力（0.3Mpa）下，注入率不大于0.4L/min，继续灌注30min可结束灌浆。

2）涌水口灌浆

①.浆液浓度：水泥浆浓度采用水灰比0.5:1。

②.遇岩溶通道涌水，可不必做压水试验，只需测试涌水流量和压力。

③.当灌浆孔遇岩溶通道或者孔口涌水时，直接采用0.5：1的浓浆起灌。

④.当采用最浓级别的水泥浆注入率大于30L/min时，在无串浆、漏浆情况下，压力没有升高，流量没有减小或者灌浆单耗超过400kg/m时，加入1.5~3.0%水玻璃进行双液浆灌注，水玻璃含量可根据现场试验确定。当采用双液浆灌注仍出现灌浆量较大达不到灌浆结束标准时，由参建四方共同研究采取间歇、限量、灌注砂浆等方法灌注。

⑤.如出现串浆、漏浆等应采取表面封堵、间歇注浆、加浓浆液等措施及时处理。

⑥.灌浆压力控制在0.3~0.5MPa以内。

⑦.当注入率不大于1L／min时，继续灌注30min，灌浆可以结束。

⑧.若在涌水部位灌浆过程中，出现其他裂隙和节理涌水的，按照裂隙涌水情况灌浆处理。

⑨.施工严格遵守《SL62-2014 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》相关的技术规定和要求。

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