止水帷幕通常有两种，一是高压旋喷或摆喷，二是导管或管棚预注浆。提供阁下两篇文章，或许有参考价值。 #W_i{bdO
一、帷幕注浆（管棚） 3O #~dFnp
当隧道开挖或地质预报没有发现明显的溶洞管道，而开挖面又出现较大的涌水量时（单点出水量在50L／min以上）采用帷幕注浆堵水。采用此方案时隧道衬砌结构体系由围岩注浆固结堵水圈、初期支护、排水系统和抗水压衬砌结构四部分组成。 /\6}S G;
（1）围岩注浆固结堵水圈，通过向围岩注浆，形成围岩注浆固结堵水圈，减少其渗透系数，以限制排水量。注浆方式及注浆方案： 注浆方式采用超前帷幕注浆、后注浆、局部注浆、补注浆四种方式相结合： *oKgP8CF
1）、超前帷幕注浆：当隧道开挖或地质预报没有发现明显的溶洞管道，而开挖面又出现较大的涌水量时（单点出水量在50L／mim以上）采用帷幕注浆堵水。 \MfR #k0
①、注浆加固范围：以堵水为目的的注浆加固圈范围不宜少于开挖线以外5m. M4R%Gr,L a
②、注浆长度及止水盘的厚度：为保证注浆质量，每一注浆长度定为25m为宜。开挖长度为20m，留足5m厚的岩盘作为止水盘。对于IV级及以上围岩地段，止水盘的表面喷射20cm厚C20 的混凝土进行加强。 n+v!H O"2u
③、注浆材料：注浆材料根据要求选用具有结石强度高、可灌性好、抗渗透、抗腐蚀、无污染、耐久性好等特点的抗分散超细型TGRB水泥基灌浆材，水灰比0.4－0.5；但局部揭示岩溶管道流，需根据具体情况选用具有快凝、早强、抗流失性能的水反应型浆材，如采用水泥及水玻璃双液注浆材料。水泥浆以525号硅酸盐水泥制成，水灰比为1：0.6～1：1.水玻璃的浓度为35Be （波美度），模数为2.4.水泥与水玻璃的配合比（体积比）1：0.6～1：1，凝胶时间1～3分钟。 ?SHc}iaU#
④、钻孔布置：对于裂隙中等发育的围岩单孔注浆的扩散半径1.5～2m，为使注浆加固范围达到5m，需沿隧道周边布置两排孔。为检查注浆效果在断面中部布置3个检查孔。 /,=Wy"0TJ
⑤、注浆压力：注浆压力与岩层裂隙发育程度、涌水压力、浆液材料的粘度和凝胶时间长短有关。乌池坝隧道最大埋深为488m，注浆压力不超过5MPa为宜。注浆压力应在注浆过程中，根据注浆量的大小进行调整。 U&w *Sb"
⑥、注浆效果检查：在开挖面钻3个检查孔，并测定渗漏水量，当渗漏水量小于20～30L／min时，可认为达到了注浆目的，否则应追加钻孔再进行注浆。 |G[{{qZM5
2）、开挖后全断面径向注浆（后注浆）： 虽然采取了超前地质预报和预注浆堵水，但仍然有可能在隧道开挖后出现较大的渗漏水。当地下水的流出，对生态环境造成明显的不利影响时，则需要进行再注浆，固结范围正洞为开挖轮廓线外5m. { +i; e]c
①、当有集中水流或岩溶管道出水时，首先要埋管将水流引出，降低地下水压，然后用快凝混凝土将原有出水口或岩溶管道封堵。在离出水口一定距离处，对出水裂隙或管道钻注浆孔，安装注浆管，用水泥―玻璃双液浆进行注浆。 ?aP1
转贴②、当开挖面渗漏面积和水量较大时，在渗漏处用钻机钻孔（孔深3～10m，孔径75mm），找出渗漏水的主要裂隙，由钻孔引流，将面上的渗漏水变为点上的渗漏水。然后用凝胶时间1～3分钟的水泥－水玻璃双液浆进行低压注浆，一般效果较好。 B .{8/.4
3）、局部注浆：根据超前地质预报探明的局部岩溶实际分布及开挖后地下水渗流状态分别采用超前局部注浆或开挖后局部注浆。 [3 Wsc`Q
4）、补注浆：按上述三种注浆方式实施后，仍未达到设计要求时。根据实际情况选择上述方式中的一种或多种进行补充注浆。选择不同注浆方案的原则： J,CJPUf&
①、岩体完整、其结构性能可保证开挖安全，但大面积淌水且流量大于控制排水量时，实施开挖后注浆，注浆范围正洞为开挖轮廓线外5m. ?IL!
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②、岩体完整、其结构性能可保证开挖安全，但局部出水且流量大于控制排水量时，仅对出水处实施局部注浆。 mMel,iK=
③、注浆后流量仍大于控制排水量、注浆固结圈综合渗透系数大于设计控制值或仍有局部出水点时，实施补注浆。在注浆过程中，根据超前地质预报及揭示的地质信息、注浆工艺、注浆效果及浆液的可注性、结石强度、耐久性等注浆施工资料，可适时对注浆方式、注浆范围、注浆标准、注浆材料等预以调整。 Wh#os,U$
（2）初期支护初期支护由C20喷砼、拱墙锚杆和18工字钢架或格栅钢架组成，其与注浆固圈共同组成限流体系，并保证施工期间洞室稳定。 9OE_?R0c!
（3）防排水网格系统 防排水网格系统的主要功能是保证经注浆堵水圈、初期支护渗出的地下水通畅排出，以避免对抗水压衬砌产生过大水压。其主要措施有： ]H @v
①、在初期支护和二次衬砌之间圈环铺设一层防水板；防水板采用EVA防水板，与土工布配合使用。防水板和土工布设计技术指标要求见设计图。 #-l!`\@
②、为减轻衬砌背后的水压力，在初期支护与岩面之间环向设置φ50透水管盲沟，两侧衬砌边墙脚处设置φ100软式透水管纵向盲沟，且沿隧道两侧全长设置，纵环盲沟相连。纵向盲沟通过φ100HDPE泄水孔与隧道内排水沟相连。 I|Vk.,
（4）抗水压衬砌抗水压衬砌按承受0.8Mpa静水压力设计，采用80cm厚钢筋砼衬砌，衬砌材料采用C30钢筋砼。要求各项注浆结束之后围岩渗水量不超过5m3／m2.d，以确保衬砌背后水压力不超过0.8Mpa. ?FkQe~FN{
二、 46QYXmNQ}
关键词：长江隧道、高压旋喷、止水帷幕 ,{#RrF e
一、工程概况 oVKsic?
武汉长江隧道为武汉市重点工程，是武汉市重要的过江通道，位于武汉长江一、二桥之间。隧道江北起点为汉口大智路与铭新街的交叉口，江南终点为武昌友谊大道南侧规划中的 !~6'@UYo
沙湖路。 " 8~f
本工程项目较多，有匝道、明挖暗埋隧道、暗挖隧道、盾构隧道，隧道总长3630米。 f'7 d4
武汉长江隧道工程武昌LK5+304.6～LK5+480段为明挖暗埋段，基坑围护结构为Φ1200钻孔灌注桩，桩间距为1.2米；基坑坑底采用双联搅拌桩进行抽条加固，加固深度为基坑底以下3m,加固厚度为3m，加固宽度为3.0m；对于该场地地下水治理采用侧向帷幕结合深井降 J"m%q\'
水方法，深井降水采用Φ250深井管，井深30米。下面仅就对侧向帷幕作一个介绍。 JS<e`#c&
侧向帷幕采用在钻孔灌注桩桩间施作Φ1300mm高压摆喷旋喷桩（半圆形），摆喷体角度180°，桩体之间咬合100mm，桩体强度qu≥2MPa。围护结构使用阶段不参与主体结构受力。 -MVNXAKnZ
摆喷桩结构布置具体见下图。 (:t Tx>V#
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二、地质情况及水文情况 &!3VqHQ`
1、工程地质 n _e}>1_
基坑开挖范围内的地层主要有人工填土层（地层代号①1、①2）、可塑粘土层（地层代号④1）、软塑粉质粘土层（地层代号④2）、稍密粉土层（地层代号④3）、软塑粉质粘土层（地层代号④4）、淤泥质粉质粘土层（地层代号④5）、中密粉土层（地层代号④6）、中密粉细砂（地层代号⑤2）、密实粉砂层（地层代号⑤3）。场地地下水主要有上部滞水、潜水、承压水三种类型。上部滞水主要赋存于人工填土层及第四系粘性土层中，其水量较小；潜水主要赋存于长江河床下的粉细砂、中粗砂层中，与长江具有密切的水力联系；承压水主要赋存于长江两岸粉细砂、中粗砂层中。根据竖井降水井现场测试数据显示，现场地承压水水位在地表下3.6米。 u * #-7
本段防水的重点在于④3粉土层，该土层夹在两层淤泥质粘土层之间，位于地面下11.5～12.0米左右，层厚50cm左右，由于该层为透水层，且在基坑开挖范围内，该层处理的好坏，直接关系到基坑日后开挖是否漏水。 JKEX YE
根据本段的地质情况，设计采用在桩间设置φ1300旋喷桩进行止水，旋喷桩深度达到基坑底2米，通过桩间旋喷桩与灌注桩的咬合从而达到止水的效果。 'f p<FeTg
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2、地下水文情况 r"Hbr Qn
场地地下水主要有上部滞水、潜水、承压水三种类型。上部滞水主要赋存于人工填土层及第四系粘性土层中，其水量较小；潜水主要赋存于长江河床下的粉细砂、中粗砂层中，与 wN/*|?`Z
长江具有密切的水力联系；承压水主要赋存于长江两岸粉细砂、中粗砂层中。根据场地所取 ,"v)vTt
上部滞水、承压水的水质分析结果，场地地下水对混凝土及混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。 Z<$E.##
场地上部滞水的水位埋深在0.5～2.80m之间（相当于标高20.7～23.90m）。场地承压水水头在5.90～9.00m之间（相当于标高15.51～19.67m）。 *!wO:< -
三、旋喷桩工作原理 N]O{T_5-0
高压旋喷桩是利用工程钻机钻孔至要求深度后（或引孔旋喷一体机），利用高压旋喷台车把安有水平喷嘴的注浆管下到设计标高，利用高压设备使喷嘴以一定的压力把浆液喷射出去，高压射流冲击切割土体，使一定范围内的土体结构破坏，浆液与土体搅拌混合固化，随着注浆管的旋转和提升而形成圆柱形桩体，凝固后便在土体中形成圆柱形状、有一定强度、相邻桩体相互咬合成一体的固结体，该工艺起到止水与土体加固的作用。 .:#_5K
四、施工工艺 x"z jN'|
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1.桩孔测量定位 a:(: :m
(1) 依据规划红线图，总平面图及桩位布置图等资料，测量放出控制点轴线，请业主及监理复测验收。 s$2l"|h>B
(2) 在不受施工影响的地方设置若干个永久性控制点及方向线，根据总平面布置图及桩位布置图建立测量控制网。 J?|K#<%
(3) 用经纬仪及水准仪测量定位，并经二次检测确认无误后方可确定旋喷孔位，并在孔位之上做上明显和稳定的标记。 hi4h0\L!}
2.钻孔施工 4{Yy05PFS
钻进成孔：先采用工程钻机引孔。 A*-]J=:E {
钻孔直径和深度：钻孔时，其引孔口径为Φ110mm～Φ130mm，终孔直径不小于Φ91mm。终孔深度为设计要求深度以下500mm。 mE3SiR "
引孔钻进时，原则上采用清水钻进，若出现垮孔，采用优质膨润土作为制浆用主要材料，新制泥浆配合比拟为：水750L，粘土650kg，碳酸钠6～8kg，如采用双重管引孔旋喷一体机，则引孔由旋喷台车自身完成。 cq@_*:~Or
施工时，分别建立泥浆系统与高喷水泥浆系统，防止串浆、混浆。 EL2 hD$
3.水泥浆液制备 aHVdClD2o
（1）浆液和水泥材料：高喷灌浆采用32.5 普通硅酸盐水泥或复合水泥，浆液水灰比为1∶1～1.5∶1，水泥掺量为18％，采用高速搅拌机搅拌，纯拌合时间不少于1 min，且应连续制浆。 d~P<M3#>
（2）浆液搅拌及浆液质量控制：选用ZJ-400型高速搅拌机，进行浆液搅拌，由送浆工对浆液浓度、密度、温度和时间等进行检测和记录，据此控制浆液质量。 Y I? C-,
4.高压旋喷灌浆施工 _k"&EW{ Ii
（1）地面试喷：钻孔验收、高喷台车就位并对准孔口后，为了直观检查高压系统的完好性以及是否能够满足使用要求，首先应进行地面试喷。 76u/WC>B
（2）开喷：喷管先至指定深度后，拌制水泥浆液，即可供浆、供风、供水开喷。待各压力参数和流量参数均达到要求，且孔口已返出浆液时，即可按既定的提升速度进行喷射灌浆。 =2vMw]
?（3）高喷灌浆保持全孔连续一次作业，作业中因拆卸喷射管而停顿后，重复高喷灌浆长度不小于0.3m。 ci{9ODN
（4）在高喷灌浆过程中，出现压力突降或骤增、孔口回浆浓度和回浆量异常，甚至不返浆等情况时，查明原因后即使处理。 B~ 'VDOG$Z
（5）当孔内出现严重漏浆，拟采取以下措施进行处理： 3& fIO
A．降低喷射管提升速度或停止提升； u+I r:k
B．降低喷水压力、流量进行原地灌浆； rhz v^t
C．喷射水流中掺加速凝剂； !?us[f=g%
D．加大浆液密度或灌浆水泥砂浆、水泥粘土浆； \r1kbf7?
E．向孔内冲填砂、土等堵漏材料。 ib"" Fv7{
（6）在高喷灌浆过程中，水泥用量根据现场土层情况确定，保证180～250kg/m（180度摆喷）。 {YO%JTQ
（7）供浆正常情况下，孔口回浆密度变小、不能满足设计要求时，拟采取加大进浆密度或进浆量的措施予以处理。 Wzf1-0t
（8）装、卸喷射管时，采取措施密封、加快装卸动作以防止喷嘴堵塞。 b0zxT9
（9）高喷灌浆结束后，充分利用孔口回浆或水泥浆液对已完成孔进行及时回灌，直至浆液面不下降为止。 @ Fn I?Rx
（10）施工中如实记录高压旋喷灌浆的各项参数、浆液材料用量、异常情况及处理等。 :<WQ;q
五、质量保证措施 67K RM(S
(1) 设备安装平稳对正，开孔前须严格检查桩位和开孔角度。施工时应控制好高喷桩的标高。 3_j C sX
(2) 保持引孔泥浆性能，孔壁完整，不坍孔，确保高喷管顺利下至孔底。 ac+k 5K+
(3) 高喷管下井前需在井口试验检查，防止喷嘴堵塞。 a2 klOX{
(4) 高喷管下至距孔底0.5m时，应先启动浆泵送浆，同时旋转下放，下至于孔底（开喷深度）后，再启动高压泵和空压机，各项参数达到要求后方可提升，提升速度控制在8～15cm/min。 i?i7T`
（5）高压旋喷作业时各压力参数如下： 95gsv\2
三重管： NP<F==,
浆压：0.2～3 MPa TJ%]{%F
水压：20～30 MPa kS \.
气压：0.4～0.7 MPa Wc`J`&#.#
两重管： \+evZ{Pu
浆压：20 MPa KWn1 %oGJ
气压：0.4～0.7 MPa ou,=MpXx*
直径达到Φ1300mm的旋喷桩采用三重管，小于Φ1300mm的旋喷桩可采用双重管。 _:fO)gs|1
(6) 浆液配制必须严格按照配比均匀上料，经常检查测定浆液比重，并做好记录。 vwqN;|F
(7) 高喷作业中，必须注意观察水、气、浆（两重管为气、浆压）压力和流量达到设计要求，发现异常，要立即停止提升，查明原因，及时处理。 5sh u76
(8) 分节拆卸高喷管时，动作要快，尽量缩短停机时间。 sP3.s_U^
(9) 因故停机（卸管或处理故障）时，需将近高喷管下放至超过原高喷深度0.1～0.5 m处，重新开机作业，以避免回灌体出现新层。 9Sj:nn^/u
(10) 遇到较硬地层时应降低提升速度，高喷参数达不到要求孔段应进行复喷。 5qtmb4R ~
(11) 采用两序施工（间隔一个）防止串孔。 lu@>?,<
(12) 为确保回灌体强度，冒浆不得回收和利用。 VM V]TPks>
(13) 遇漏水孔段，应停止提升，继续注浆，冒浆后再提升；漏失严重时应采取堵漏措施，并做好记录。 ]ZryY
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(14) 高喷作业时，各岗位要明确分工，统一指挥，协调一致。 l3Bxi1k[C
(15) 高喷结束后，要立即清洗管路设施。 :(?hLH.W[
(16) 各种记录资料及时整理上报。 ,Q /nS$
六、成本分析 %&=(,;d
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七、实施效果 mJDKxgGK
在旋喷桩止水帷幕实施后，在基坑的开挖过程中，发现桩间漏水点比较少，只在局部发现过漏水点，在发现的漏水点处通过注水玻璃双液浆的方式进行处理，能比较迅速的堵住漏水点，总体来说，效果比较好，达到了预期效果。
