TSS 管后退式注浆工艺总结
一、工程概述
厦门东通道（翔安隧道）翔安端通风竖井中心桩号为
Y K11+300（测设
中线右偏6.07m）,位于海域浅滩段，距右洞口 1310m距海堤930m断面 为圆形，净空半径8.3m，对右线隧道进行送排风，同时还作为左线行车隧 道的紧急情况排烟通道。竖井顶面高程为 45.947m,井深约 52m
竖井场地总体地质条件较复杂,地层从上至下为：人工填土层,淤泥 层,淤泥混砂层（薄层,呈透镜体状） ,粗砂层,全风化黑云母花岗岩层, 强风化黑云母花岗岩层，弱风化〜微风化黑云母花岗岩层。地下水位
-0.8m
5.5m，井底路面设计标高为-
左右。粗砂层为富含水层，透水性强，K= 3.545m/d，层厚约8〜11m全〜 强风化黑云母花岗岩层含基岩裂隙水，为弱透水层， 8〜 12m。 二、现场情况
2006年6月9日凌晨 1 时和中午 11：40时,竖井于同一位置发生两次 涌砂突水,最大涌砂约 60m/ 分（所幸人员机械撤离及时, 未造成安全事故） 。
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K= 0.367m/d，层厚约
现场紧急采用砂袋反压,控制险情进一步扩大。涌砂发生后,经有关各方 研究决定,在竖井周围再增加两排高压旋喷桩。虽然新增高压旋喷桩严格 按照设计施工,但没有达到预期效果。经过相关各方研究决定,为了确保 施工安全,竖井在开挖前必须进行井内补充注浆加强。自 2006 年 7 月 29 日至 2006 年 8 月 16 日,先后三次在竖井底部封闭掌子面全断面帷幕注浆 或钢板桩上割孔环向注浆,
但都未达到止水效果。吸取前段时间注浆经验, 在竖井施工完钻孔灌注桩后，继续采取 TSS管注浆。 三、 注浆目的
为彻底解决含水砂层注浆止水技术难题，对竖井砂层段进行
TSS管注
浆加固止水，以确保安全开挖竖井砂层段。同时，也为正洞即将开挖至砂 层段提供更加可靠的注浆参数：
① 、分析注浆材料的可靠性及临海砂层可注性；
② 、模拟暗挖隧道和竖井注浆埋置深度，观察注浆压力、注浆量对周
边环境的影响和注浆的安全性，进一步确定不同周边条件下的注 浆参数；
③ 、进一步研究确定出适合该工程注浆工艺实施的普通水泥双液浆
和单液浆的浆材配合比；
④ 、对比分析普通水泥双液浆和单液浆的可注性及堵水加固效果； ⑤ 、检验不同注浆材料的可泵性和可注性， 为下一步在类似地层进行
注浆提供依据。
四、 注浆参数设计
1、注浆材料
根据前期注浆结果并结合现场，综合考虑凝结时间、可注性、强度、 抗分散性、耐久性、可操作性和经济环保等因素、注浆材料采用普通水泥 单液浆和普通水泥一水玻璃双液浆，根据现场实际情况，对配合比进行相 应的优化选择。配合比情况如表1所示。
表1浆液配合比
序号 名称 普通水泥单液浆 配合比 1、 W:C=081.0
鉴于以往采用普通小导管注浆注浆时，在小导管顶进过程中容易出现 小导管被砂体充填，导致浆液无法注进或难以注进，难以达到加固砂体和 止水的效果，本次注浆主要以 TSS小导管注浆为主，辅助超前普通小导管 注浆。TSS小导管及其配套止浆系统分别如图1、2、3：
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TSS小导勖1工大样2图
2、注浆参数
注浆参数如表2所示。在现场注浆施工中，注浆参数根据实际情况进行 动态调整优化。
表2现场注浆参数初始值表
参数名称 浆液扩散半径（m 注浆终压（MPa 浆液凝胶时间（min-sec） 注浆速度（L/min ） 注浆分段长（m 单孔单位注浆量（L/m） 水泥浆：水玻璃 参 数 值 0.5 〜0.7 0.3 〜2.0 双液浆：16sec 〜16min20sec 20 〜50 0.5 〜0.8m 砂层：300〜400 强风化层：150〜250 （1： 1） : 0.15、（1： 1） : 0.2 © 42 （壁厚 3.5mm TSS管规格（mrh
3、注浆顺序
根据现场情况，翔安端竖井注浆主要在SS2a'段，共8.5m,注浆过程中, 进行隔孔注浆，每次间隔1个孔，注浆孔位布置如图4：
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注浆孔位布置如图4
4、TSS管后退式注浆工艺
采用TSS管及其配套止浆系统注浆步骤如下： ① 、将止浆塞配套后下入TSS管中并进行
止浆塞初始定位（见图5）;
② 、顺时针旋转顶杆螺母，使止浆塞膨胀，
当感觉旋转吃力时停止旋转，即已达 到较好的止浆效果；
图5
③ 、接通管路进行注浆施工，当注浆 参数达到设计参数（主要以注浆 压力控制）时停止该段注浆（见 图6）；
④ 、逆时针钻转顶进螺母，使止浆塞
膨胀恢复，后退止浆塞一个
注浆步距进行第二段注浆；
⑤ 、按以上顺序循环下去，直至将整个注浆段完成 TSS管内后退式分段注浆工艺流程如图 7所示：
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TSS管后退式注浆工艺流程图7
5、主要注浆机械设备配套
表3机械设备配套表
序号 机械名称 风钻 单缸双液注浆机 型号 数量 单位 套 台 台 个 个 个 1 2 3 4 5 6 YT28 ZX-70/80D 3 2 1 1 搅拌机 储浆桶 储水玻璃桶 2 2 清水桶 6、注浆结束标准
① 、单孔注浆结束标准
以注浆压力为主、注浆量为辅的原则进行控制。注浆过程中，以定 压达到设计注浆终压为第一控制原则，如果长时间注浆压力不上升，则 按定量标准进行注浆控制。
② 、全段注浆结束标准
设计的注浆孔基本达到注浆结束标准，同时对井壁渗水情况进行观 察，若渗水量过大，必须再次对所注 TSS 管进行复注浆，直至达到渗水 量小或无渗水的效果。 7、 注浆效果检查 ① 、分析法
可以通过注浆量Q、注浆压力P、出水量Q2绘制Q-P-Q2Q曲线来判断 注浆效果。 ② 、钻孔检测法
根据注浆情况，在注浆段钻设一定数量的检测孔，孔内出水量应小 于 12m/d 。
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③ 、其它方法
还可以采用地震波法、声波法及电磁波法等间接方法对注浆效果进 行检测。
8、 质量保证及安全保障措施
① 、对注浆的配合比进行严格的控制，需要对水桶、水玻璃桶进行 刻度划分，在保证配合比不变的情况下（ 1：1：0.27 ），现场对水玻璃进 行稀释（1：1 体积比）和水灰比进行调整（ 0.8：1 质量比），以便于现 场配合比控制。
② 、水泥和水玻璃应严格控制，符合设计要求，严禁使用过期水泥 和波美度不符的水玻璃，必要是进行现场检验。
③
般水泥浆搅拌时间为
、浆液搅拌应均匀，一3~5mi n,但不得超过
30mi n,未搅拌均匀或沉淀的浆液严禁使用。
④ 、注浆过程中，时刻注意泵压和流量的变化，若吸浆量过大或压 力突然下降，注浆压力长时间不上升，应查明原因，如井壁或井底掌子面 冒浆,可采取加大水玻璃浓度的方法,观察冒浆情况,若还继续冒浆,停 止注浆并清洗TSS管，以便复注浆。调整浆液配比、缩短浆液固结时间、 大泵量、低压力注浆、间歇注浆都能达到注浆结束标准。
⑤ 、严格进行注浆效果检验评定，符合要求时才能结束注浆作业，当 未达到注浆结束标准时,必须进行复注浆,直至符合注浆结束标准。
⑥ 、孔口管、止浆塞要安装牢固，施工期间严禁人员在其正前方，以 防
止孔口管冲出伤人,确保施工安全。
⑦ 、注意每次注浆完后对注浆机械的保养和维修，注意用电安全，经 常进行检修杜绝漏电伤人,并派专人进行维修和操作,非专业人员不得随 意操作或维修。
五、注浆结果及分析 1、注浆过程分析
① 、本次注浆主要采用TSS管进行注浆，同时辅助以普通超前小导管。 在综合考虑可注性和可泵性及环保等各方面因素的前提下,注浆材料以普 通水泥双液浆为主、普通水泥单液浆辅助,相互结合,互为补充,以达到 堵水和加固砂层的目的,保证开挖顺利进行。
② 、由于前期对竖井涌砂涌水进行高压旋喷桩施工加固、全断面帷幕 注浆、钻孔灌注桩施工形成止水帷幕,在本次注浆中,结合前期工作,堵 水止水达到了设计要求,而且井壁上只有少量清水流出。
③ 、在整个注浆过程中，基本处于正常状态，且串浆主要位于打设的TSS 管，冒浆主要位于还未支护的井壁和超前小导管处，初支的裂缝处时而伴 有漏浆现象，通过调整水玻璃用量、水灰比和注浆压力，对冒浆和漏浆进 行及时封堵并复注浆，也取得了良好的效 果；针对大量孔已经达到设计注浆量，但 注浆压力还不达到iMPa现场采取继续注 浆的原则，直至注浆压力达到2MPa为止停 止注浆，本次注浆呈挤密-劈裂-再挤密的
形式，将砂层的孔隙率减小，提高砂层的自 图8 稳能力，起到了加固砂层、止水堵水的效果（见图 8） 2、注浆参数分析
①、根据注浆参数设计要求并结合现场实际情况，本次注浆（包括之 后的再次复注浆）达到了预期的效果，且在注浆过程中，压力是主要控制 因素（2MPa以内）。
②、竖井井壁注浆加固富水砂层，通过渗 水量观测每天的渗水量不超过12m，出水由原 来的
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承压水（见图9）变注浆后的线状或滴水 状（见图6），由原来的含砂变成注浆后的清水， 由原来的流砂状变成注浆后的固结浆块状，通 过开
挖，发现靠近井壁附近的砂层有了明显改善，由原来的毫无自稳能力 变成具有一定强度的固结砂浆块，确保了竖井顺利开挖过砂层段。
③ 、从竖井开挖情况得出，通过注浆，对竖井砂层中的海水大部分挤
出注浆范围以外，并很好的将海水补给的通 道隔断，其道了较好的止水、堵水并加固砂 层的效果，并 可以看出注 浆后砂层中
形 成浆脉（见左图10），充填于富水砂层 中，砂层首先得到了挤密，由于注浆压力控
制的较大，砂层大多形成不同程度的劈裂（见右图 六、注浆成果综述
通过前期的全断面帷幕注浆，TSS管贴
片打入过程中容易脱落，针对该现象，对贴 片进行胶粘并注浆前对TSS管用高压水进行 清洗，防止贴片脱落后砂进入 TSS管中影响 注浆效果（见图12）;在整个注浆过程中由 于
TSS管是一次性全部打入后才注浆，出现了浆液从 TSS管中漏出的现象， 鉴于此，为了确保注浆质量，应注浆孔注浆采用打入一根注一根，这样就 减小了向TSS管串浆的几率；此次注浆是在钻孔灌注桩在竖井外侧形成了 止水帷幕的情况下注浆，竖井周围水的补给路径被基本切断，在此情况下， 注浆将砂层中的水挤出并加固砂层，改变原有砂的孔隙率，并在砂层
图12
中形成较理想的浆脉，从而更好的加固砂层。
11）。
图11
通过在竖井砂层段注浆，验证了 TSS管后退式注浆的可行性，而且锻 炼了注浆队伍，使注浆人员熟悉了 TSS 管注浆的基本原理，掌握了注浆技 术。后退式注浆通过分段注浆，注一段加固一段，达到控域注浆的目的， 可以使砂层得到充分的加固，同时也体现了 TSS 管及其配套系统的优越性 能，TSS管利用贴片有效的防止了注浆管在打设过程中溢浆孔被砂或别的介 质堵塞，保证注浆的顺利进行。
本次注浆以普通水泥 - 水玻璃双液浆、普通水泥单液浆为注浆材料，其 设计配合比是比较合理的，设计配合比的可注性和可泵性得到了验证，且 可行，但若选择超细水泥等更为优质的材料，浆脉发育如何，止水、加固 砂层的效果将有待试验验证。
