【文章內容簡介】 室周邊形成一定厚度的帷幕，一方面阻隔地下水流人隧道內，同時營造一個受力環(huán)，防止隧洞坍塌，以期加大開挖進尺，提高掘進速度。因此，隧道注漿有以下要求。 （ 1）地質水文資料要準確。在鉆孔時要進行涌水量、涌水位置、涌水壓力的測試以及對巖芯的測定分析。 （ 2）注漿設 計要根據(jù)實際情況不斷修改完善，做到切合實際。 （ 3）鉆孔的開孔位置和鉆孔方向要精確。 （ 4）漿液凝膠時間要適當，通過泵對漿液配比的控制要準確，注漿要盡可能地連續(xù)，應有足夠注入量。 （ 5）要確保止?jié){措施的有效和安全。 （ 6）要注意防塵、通風、照明，保證用電的安全。 （ 7）作業(yè)人員必須操作熟練，具備較強的應變能力。 （ 8）工序銜接要緊湊，有防止意外突發(fā)性事故的措施。 6 注漿機械設備 在隧道作業(yè)面預注漿，場地狹窄。注漿孔是按傘形輻射狀布置的，因此要求鉆機體積小、重量輕、方便靈活；左右的鉆孔角度較 大 (最好是 +90176?！?90176。 )，鉆孔的鉆進能力要略大于注漿段長，一般不小于 60米。不宜用由內燃機驅動的機械，以免污染洞內空氣。 注漿采用的鉆機與地質鉆機相同，分三大類：回轉式、回轉沖擊式、沖擊式。根據(jù)隧道斷面面積、注漿孔大小、深度、角度、地質情況、注漿工藝等綜合考慮選用。常用鉆機的性能見表 61。 表 61 鉆機性能表 鉆機型號 MK5 MKD5S 意大利 C6 日本礦研 RPD150 鉆孔深度（ m） 400 100/350 60 80atφ 225( 65) 鉆孔直徑 (mm) 50 94/200 Max140 65～ 170() 鉆孔傾角 0～177。 90176。 0～177。 90176。 0～177。 360176。 0～177。 360176。 回轉速度（ r/min） 10～ 300 10～ 300 Max530 Max80 最大扭矩（ N178。 m） 1850 1850 13550 23000 給進能力（ kN） 40 105 35 0～ 60 起拔能力（ kN） 40 73 60 給進速度（ m/s） 0～ 0～ 起拔速度（ m/s） 0～ 給進行程（ mm） 1200 600 2250 2760 功率（ kW） 30 37 98 111 重量（ t） 12 圖 61 MK5系列鉆機 圖 62 意大利 C6鉆機 圖 63 礦研 RPD150C鉆機 注漿泵 注漿泵是注漿作業(yè)最重要的設備之一，它應有足夠的壓力和排量，并且能連續(xù)工作，能隨時、隨意調節(jié)注漿壓力和注漿排量，能準確地控制配比。目前國內注漿泵主要有了鎮(zhèn)江產(chǎn)ZBSB系列、遼寧葫蘆島市產(chǎn) 2TGZ系列、河北柏鄉(xiāng)產(chǎn) KBY系列注漿泵等，總的看來，國產(chǎn)設備配套能力差，配比控制不便。日產(chǎn) HFV5D型和 PF40A雙液注漿泵，具有能連續(xù)工作、隨意調節(jié)壓力和排量，能準確地控制配比等優(yōu)點。瑞典產(chǎn)的 ZBE02 型注漿泵，是電動的單液注漿泵，小巧靈活，排量 0～ 90 l/min，壓力 0～ 10MPa；操作簡單，若是雙液注漿，可用兩臺泵配套，但其配比不易準確地控制。國內目前常用注漿泵介紹如下。 （ 1） KBY系列注漿泵 KBY系列注漿泵為全液壓單缸雙作用往復式活塞泵，即可實現(xiàn)單液注漿又可實現(xiàn)雙液注漿，可按注漿工藝用油壓設定最高限壓。其主要技術參數(shù)見表 62。 表 62 KBY注漿泵技術參數(shù) （ 2） ZBSB系列注漿泵 ZBSB 系列注漿泵為雙缸雙作用活塞泵，可進行單液和雙液注漿，四檔變速，雙液比例為 1： 1，其常用泵的參數(shù)見表 63。 表 63 ZBSB注漿泵技術參數(shù) 2ZBYSB－ 200～ 50/5～ 15－ 37 型煤礦用液壓注漿泵是在原日本 HFV－ C 型泵的 基礎上改進而成，輸入功率由原來的 22KW升至 37KW，注漿輸出壓力由 12Mpa 增至 15Mpa，流量也有所提高。去除了原電控系統(tǒng)，并優(yōu)化液壓系統(tǒng)，形成全液壓控制，能實行雙漿液任意配比。漿缸有桿腔與無桿腔的出漿流量單位時間內相等，且雙缸能獨立調節(jié)，均能實行恒功率可調節(jié)的恒功率輸送，形成穩(wěn)壓注漿。 圖 64 2ZBYSB－ 200～ 50/5～ 15－ 37注漿泵和液壓泵站 （ 3） 2TGZ系列注漿泵 2TGZ系列雙液調速高壓注漿泵，可同時注水泥 水玻璃漿液及其他化學漿液，技術參數(shù)見表 64。 表 64 2TGZ系列注漿泵參數(shù) （ 4） YGZ系列注漿泵 （ 5） SYB90型雙液變比化學灌漿泵 西 安探礦機械廠生產(chǎn)，采用液壓驅動、程序控制、計量顯示、機電液一體化、技術先進。具有高壓雙液變比化學灌漿與單液無級變量高壓注漿兩種功能，見表 65。 表 65 性能參數(shù) 參數(shù) SYB90型雙液變比泵 ZJB/BP30 ZJB/BP50 柱塞直徑 63mm 45mm 35mm 工作行程 360mm 100mm 100mm 流量 (1550)L/min 0110L／ min 070L／ min 最高工作壓力 40MPa 30Mpa 50Mpa 額定功率 2179。 45KW 55KW 55KW 總重量 3200Kg 1350kg 1350kg 外形尺寸 3205179。 570179。 770 2280179。 1056179。 900 2280179。 1056179。 900 圖 66 SYB90型雙液變比泵 圖 67 ZJB/BP30高壓注漿泵 （ 6） ZJB/BP30（ 50）高壓注漿泵 西安探礦機械廠生產(chǎn)，采用先進的高變頻調速技術無級調速，零起動運行平穩(wěn)，對電網(wǎng)無沖擊，保護裝置完備、安全、節(jié)能、結構簡單，操作方便，施工效率高，變頻高壓注漿泵基本工作型式為臥式往復單作用三柱塞泵。性能參數(shù)見表 65。 攪拌機 常用的有機械攪拌、噴流攪拌和氣壓攪拌三種。機械攪拌是利用葉片在拌漿筒中高速旋轉，使?jié){液混合均勻。噴流攪拌是利用安裝在拌漿筒外側的泥漿泵，不斷從筒底部吸取漿液，從筒上部噴出漿液，使?jié){液混合均勻 。氣壓攪拌是將風管道入拌漿筒中，利用氣流使?jié){液混合均勻。施工中最常用的是前兩種。實踐表明采用高速攪拌機對漿液的性能有很大改進。 （ 1）宜昌黑旋風高速攪拌機 ZJ250～ 800系列制漿機是灌漿工程中漿液制配的專用設備，具有制備砂漿及水泥漿功能，其不僅制漿時快（ 3分鐘完成一桶）且具備一定的送漿能力。轉速在 1400日 /min。 表 66 主要技術參數(shù) （ 2） LSJ型系列旋流立式高速攪拌機 由中國水電基礎局科研所研制，是用于攪拌各種漿液的專用設備。它可根據(jù)水泥漿液的水灰比來控制水泥、水、外加劑等的投入量；同時也可用于攪拌膨潤土漿及帶有一定粒徑（ d≤ 5mm）的漿液。 LSJ 系列旋流立式高速攪拌機主要由攪拌罐、高速泥漿泵、 電機、管路和閥門等組成。其中攪拌罐底部與泵的吸入口相連，泵的排出管以切線方向連接攪拌罐，并在其中安置兩個旋塞，當打開不同的旋塞時，便可以實現(xiàn)攪拌漿液和排出漿液的不同工作狀態(tài)。固液兩相物質在泵殼內由于葉輪的高速旋轉（ 1430 r/min～ 1470r/min）而被強烈攪拌分散而達到充分混合后，再從泵內排出以切線方向返流到罐內產(chǎn)生巨大的渦流，使?jié){液進一步攪拌，在多次循環(huán)作用下使?jié){液具備良好的流變性能及穩(wěn)定性，由此而攪拌成漿液。 圖 68 立式高速攪拌機 （ 3） LJ200攪拌機 該機采用 ，電機功率 ，減速比 1/23，轉參 數(shù) \型 號 ZJ250 ZJ400 ZJ800 公稱容積 (l) 250 400 800 許用水灰比 ： 1 :1 ： 1 電動機功率 (kw) 15 制漿時間 (min) 3 3 3 重量 (含動力、 kg) 310 450 680 外形尺寸 (mm) 1200179。 850179。 1300 1350179。 1150179。 1460 1725179。 1438179。 1848 數(shù) 63轉 /分，容積 ，旋轉方向為順時針。見圖 69。 圖 69 LJ200攪拌機 圖 610 LJ300攪拌機 （ 4） LJ300攪拌機 LJ― 300型攪拌 機是一種立式筒型結構的專用機械。主要由電機、擺線針輪減速器、筒體、攪拌翼、進料隔柵、排漿閥門等組成。 見圖 610。 容量 :300L ；轉速 :85r/min；排漿口外徑 :60mm；額定往復次數(shù) (min1): 20；外形尺寸(mm): 1165*770*1385；質量 (kg): 155 采用雙液注漿時，使兩種漿液混合的裝置就是混合器?；旌掀饕ＷC兩液混均勻，防止互相串漿引起管路堵塞，流通阻力要小，過漿斷面應與泵的排量相適應，能夠承受最大的注漿壓力，還要便于使用后的拆卸清洗，常使用的是 T型混合 器。 管路系統(tǒng)包括輸漿管和注漿管。其作用除輸送漿液外，還要起到防止?jié){液倒流的作用，輸漿用無縫鋼管和高壓膠管。硬管用于運距離輸漿，注漿管由內管、外管、止?jié){塞等組成。 孔口裝置主要包括孔口管、孔口壓力表、閥門等。孔口管的作用一是給注漿鉆孔導向，二是防止鉆孔時發(fā)生大突水，三是防止孔口坍塌和注漿時發(fā)生串漿，保證注漿作業(yè)順利進行，孔口管長一般為 3米，安裝時，用麻絲纏好塞入孔內，同時灌漿充填管與巖壁之間的空隙。 計量儀表 在注漿施工中，掌握注漿壓力和注漿量這兩個重要參數(shù)對 于保證注漿質量十分必要。主要通過壓力表和流量計來記錄。壓力表一般需要設置在泵口和孔口，以監(jiān)測泵的工作狀況和孔內注漿壓力的變化情況。最好使用抗震壓力表。流量計一般設置在輸漿管路中，可直接測量注漿量，目前常用的是電磁流量計。要求在需要的任何時刻測量顯示并記錄注漿壓力和流量狀況。如果條件許可時，采用注漿自動記錄裝置最好，常用的自動記錄裝置有中國水電基礎局有限公司科學技術研究所和天津大學研制的 J31CT 智能灌漿記錄儀、長江科學院研制的 GJY2注漿自動記錄儀。 表 67 流量計型號及參數(shù) 止?jié){塞 止 漿塞主要用于鉆孔孔壁堅硬的裂隙巖體注漿，袖套內注漿，它起隔離作用，防止?jié){液沿空孔口溢出，是實現(xiàn)分段注漿的器具。止?jié){塞形式很多，有機械式止?jié){塞、橡皮囊氣脹及水脹式、單塞和雙塞等。 圖 611 機械式止?jié){塞 圖 612 氣脹式止?jié){塞 7 注漿設計 由于注漿的對象是千變萬化，極為復雜的地層，目前的注漿設計還處在半經(jīng)驗半理論的階段。因此，在注漿前進行詳細的全面的調查試驗十分重要，這樣能使設計更切合實際，避免人、財、物的不必要浪費，以達到預期的目的。 調查的目的是為了全面地、準確地了 解地質情況、水文情況。了解其它工程的注漿經(jīng)驗和教訓，為我們選擇漿材、選擇機械、確定注漿方案、施工方法提供依據(jù)。調查的內容主要有： （ 1）巖層的性質、產(chǎn)狀、巖石的抗壓、抗剪強度等。 （ 2）斷層的類型、斷裂帶的巖性、斷層寬度、影響帶寬度、充填膠結物質。 （ 3）地層的節(jié)理裂隙寬度，連通情況，充填物膠結程度。 （ 4）地下水的類型、流向、補給源、水壓力、水溫、水量、水的化學成分等。 （ 5）其他工程的注漿資料，用于借鑒與參考。 對于注漿設計，僅僅通過調查收集到的資料是很不夠的，還需要進行一些項目的試驗，以使設計更切合實 際。主要試驗項目有： （ 1）巖石的物理力學指標，如巖石的抗壓、抗剪強度和內摩擦角試驗。 （ 2）注水試驗。利用鉆孔向巖層注水，測定在注水壓力下的吸水量，核實巖石的滲透性，作為選擇漿材、配比及施工方法的依據(jù)。 （ 3）地下水的流向、流速試驗，與注水試驗結合起來進行，可用投入染料的方法測試。 （ 4）地下水壓力的測定。采用鉆孔埋設引水管安設壓力表的方法測定，便于確定注漿壓力。 （ 5）現(xiàn)場注漿試驗。在缺乏經(jīng)驗、技術不熟練時，進行現(xiàn)場注漿試驗是十分重要的。據(jù)調查資料，先做一個試驗設計方案，然后選擇相同或相似的地質區(qū)段進行 現(xiàn)場實施并作取樣分析，以檢驗、修改設計參數(shù)，確定施工工藝。 （ 1）注漿有效范圍的確定。 （ 2）注漿段長、止?jié){盤厚度及注漿孔、檢查孔的布置。 （ 3）漿液材料的選擇、配合比和凝膠時間的確定。 （ 4）注漿壓力的確定。 （ 5）注漿量的估算。 （ 6）注漿方式的確定。 （ 1）注漿有效范圍的確定。 巖層的節(jié)理裂隙不均勻、不規(guī)則，漿液在巖層的擴散也就不是均勻的。因此，在注漿作業(yè)中，用注漿有效范圍來表示，也就是說，在這個范圍內，漿液在巖層裂隙內充填、固結后的結石體，能夠有效 地封堵地下涌水，由于巖層的滲透性能和節(jié)理裂隙的不均勻性，漿液的擴散距離相差甚大，且與地下水有密切的關系。到目前為止，尚未有成熟的計算公式能夠準確地反映上述兩者的關系，大多數(shù)都是按經(jīng)驗確定的。一般取 ～ 3 倍毛洞直徑。針對水壓力的高低、巖石的破碎程度及石質的軟硬，注漿范圍可適當增減。 國內礦山井巷道和隧道注漿，其有效范圍也基本上是按這個數(shù)值考慮的，即 R＝ (2～3)r，式中 R為注漿有效半徑， r為毛洞半徑。 （ 2）注漿段長的確定和注漿孔的布置 根據(jù)地質和水文情況及鉆機的鉆進