4.2.7 施工方法
1.止浆墙施工
根据已经确定的施工组织设计方案，并结合施工现场的涌水和塌方情况，确保施工安全，止浆墙施作的位置应当位于掌子面后退的8～10m处，设置成台阶形式；止浆墙扩挖应及时设置临时仰拱，扩挖深度控制在80～120cm，并加设抗滑锚杆；止浆墙采用分层浇筑方式，每一层的浇筑高度控制在2～3m，直至浇筑至洞顶即可。同时，在线路两侧边墙位置分别预埋6或8组φ200泄水钢管，并设置止水闸阀，止浆墙按照单面模板的方式设置外模，内侧采取集中引排水的方式，使止浆墙内侧的混凝土直接覆盖在坍塌的土体之上。止浆墙施工结构如图4.2所示。
图4.2 止浆墙施工结构图（单位：cm）
2.钻孔布设
根据施工组织设计要求，帷幕注浆孔呈圆环布置，隧道开挖轮廓线按照已经确定的支护体系完成边界线的开挖，借助钻孔机械设备操作的灵敏度，综合考虑隧道四周的加固圈和注浆扩散半径的对称性，在隧道上半截面布置开孔，辐射至隧道全断面，以衬砌拱顶开挖轮廓线以下400cm为基准圆心进行布置。
根据扩散半径及设计终孔间距3～4m的要求，终孔布置严格按照隧道轮廓线外8m并与之同心的圆环进行，仔细计算孔口和孔底的坐标，在此基础上计算钻孔过程中隧道轴向水平偏角和立角。由于采用的是半断面布置开孔的形式，加之钻孔的数量较多，为了确保每一个钻孔的孔口和孔底坐标的准确性，还需要准确测量孔口坐标，并对各个钻孔的坐标和角度进行严格的计算。
3.钻孔、注浆
1）钻孔
（1）止浆墙使用C30素混凝土，钻进φ130孔并安装孔口管。
（2）根据工程项目实际情况及时调整钻杆的仰角和水平角，并灵活地移动钻机，将钻头准确对准孔口管的方向。
（3）使用多功能钻机严格控制钻杆的角度。
（4）分段进行注浆，每一段注浆长度严格控制在5～10m，并能根据钻孔揭示的地质地形条件进行适当调整，当在具体的钻孔过程中突然发生高压突水或者比较复杂的地质情况时，应当立即停止掘进，并使用微型摄像头探明已经完成钻探的地质情况，根据已经探明的地质情况及时调整钻孔参数，进行注浆封孔，然后再进行下一段钻进，直至达到设计要求的孔深。
（5）钻孔应遵循“先外圈后内圈、先下部后上部以及由近到远”的原则进行。其中，外圈孔应当先钻底层孔，然后再钻上层孔；内圈孔和外圈孔一样都是先下后上，后注浆孔可以为前注浆孔注浆效果的检查提供有利条件。但需要注意以下两个方面的问题：第一，根据钻孔的情况，及时调整注浆参数；第二，已经完成的钻孔的注浆效果满足设计要求之后，方可进行下一圈的钻孔，可有效减少钻孔工作量，加快施工进度。
（6）钻机开钻过程中，开孔时应低压低速进行，成孔后压力可逐步提升。遇破碎带或者溶腔充填体时，应及时改为低压钻进，避免卡钻。
2）注浆
根据隧道的地形地质条件和熔岩的性质，注浆应采用分段前进式。分段前进式注浆是针对成孔比较困难、涌水量大以及特殊地质条件的一种施工效率较高的注浆技术，也就是遇水即注浆，再扫孔，直至达到设计孔深。
（1）注浆原则。
①岩体破碎带以填充渗透注浆为主。
②对于溶腔充填物，应先填充注浆，然后高压劈裂注浆，最后再以渗透注浆为主。正式注浆开始之前，需要先进行注浆试验，目的是掌握注浆的填充率、注浆量、浆液配比、浆液凝结时间、浆液扩散半径以及浆液终压等参数，为正式注浆提供重要的理论基础和科学支撑，从而保证注浆质量。
③对注浆系统进行严格的压水检查，通常情况下，压水水力应为设计注浆压力的1.2倍。仔细检查每一台注浆设备的密封性和完好性，检查搅拌机是否处于正常的运行状况中，一旦发现问题应当立即解决，以避免在注浆过程中由于机械设备故障而造成注浆中断。
④如果采用的是止浆塞注浆方式，需要仔细检查止浆塞的磨损程度，一旦发现止浆塞不能满足密封要求，应当立即更换，避免止浆塞出现返浆，浆液如果凝固，注浆芯管就无法拔出，给正常施工带来影响。
⑤在一般水压的钻孔中，止浆塞采用人力或者通过机械设备送入孔中时，应当尽可能使用机械膨胀式止浆塞。当静水头较高时，普通的止浆塞难以送入孔中，此时需要采用直径小的高膨胀水压式或者气压止浆塞。止浆塞的耐压强度应大于6MPa，安装时使用钻机送入孔中的止浆位置，通过中心管向地层注浆。
⑥压水试验注浆系统经检测合格后，方可立即进行压水试验，分别按照一个压力阶段开展和实施全孔压水试验。先仔细观察静止水压，每隔1分钟观测一次，连续观测的三次压力变化幅度如果全部小于压力平均值的1%，最后一次压力即为静水压；试验过程中每隔2分钟同时记录一次压入水量和压力值，直至稳定即可，稳定标准为连续4次观测值的变化幅度全部小于平均值的1%。压水试验过程严格按照相关规定进行详细的记录，并根据地层的渗透性能合理确定注浆的配合比。压水试验结束后立即打开泄浆阀门，将剩余的水放出，准备注浆。
（2）浆液配制。
①单液水泥浆：先在搅拌机内倒入一定比例的清水进行搅拌，接着放入水泥，连续不间断地搅拌180s即可。(https://www.daowen.com)
②双液水泥浆：水泥浆配置同上；水玻璃浆的配制方法是先在搅拌桶内放入相应数量的浓玻璃水，然后再加入一定比例的清水，使用波美度计进行测试，将浓水玻璃配置成40°Bé的标准浓度水玻璃液，边加水边搅拌。两种不同的浆液在混合器中经过混合后进入地层，水泥-水玻璃浆中的水泥越浓，水泥浆和水玻璃的比值越大，凝胶时间就越短，一般为短短的几秒钟或者几分钟。如果要想人为延长凝胶时间，可以在其中加入一定比例的缓凝剂，凝胶时间可延长至十几秒或者几十分钟。凝胶时间与水泥的品种、水玻璃浆的浓度、水玻璃浆与水泥浆的体积比等因素息息相关。施工现场试验数据统计结果表明：在确保浆液可灌性和有效扩散距离的情况下，应当根据渗漏水的实际情况、节理裂隙发育情况科学合理地确定浆液的比例，同时在具体的施工过程中根据吸浆量和注浆压力适时做出调整。
（3）制浆应当注意的事项。
为了确保浆液的质量，制浆材料必须准确计量，水泥等固体材料需要采用重量称量法，水和水玻璃等液体材料需要采用体积称量法。其中，水、水泥、超细水泥以及水玻璃的称量误差不得大于5%。
制浆过程严格按照顺序进行加料，对于需要加入外加剂的浆液，在外加剂未得到完全溶解的情况下，不得加入水泥；搅拌过程中严禁将绳头、纸片等杂物带入搅拌机内，搅拌后的浆液经筛网过滤后方可进入注浆机。为避免浆液搅拌不均匀，搅拌时间不得低于3min。双浆液的制浆量应当确保注浆机可以连续作业。
（4）注浆要点。
①对于围岩比较好、涌水压力比较小的注浆孔，可以将止浆塞直接放入孔中完成注浆；对于孔深大于8m的钻孔，注入双浆液时应分段注入；对于岩层较差、成孔困难和水压力较大的注浆孔，需要将注浆芯管焊接在法兰盘上进行注浆。
②对于岩石破碎或者涌水量较大的孔身地段，为保证注浆的连续性和稳定性，确保扩散半径，可以将孔口管作为导向钢管，采用分段前进式注浆，该注浆段完成注浆后，扫孔钻进至下一段，再进行注浆，如此反复循环，直至满足设计要求。
③注浆压力控制。开泵之前旋转压力调节旋钮，将油压调整至设计要求的表刻度上，随着注浆压力的不断增大，泵压随之增高，当达到调定值时，自动停机。对于无法预先设定压力值的注浆，当注浆压力达到预定值时，应当打开泄浆阀减压。
④注浆泵流量的控制。注浆泵流量大小通过调整注浆机的运行速度进行控制。
⑤凝胶时间的控制。通过变换水泥浆、水玻璃浓度以及水泥浆和水玻璃的比例，都可以调整双浆液的凝胶时间，为确保凝胶时间的准确性，每变换一次水泥浆的浓度和配比，都需要重新取样试验，测定凝胶时间，避免发生异常情况。
⑥注浆方法：注浆过程中严格控制单浆液和双浆液的间歇时间，按浆液先稀释后逐渐变换，注浆量先大后小，注浆压力由低至高的原则进行。注浆过程中需要注意以下几个方面的问题。
a.如果注浆量和注浆压力同时上升，当注浆压力和注浆量达到设计要求的80%～90%时，可选择0.8∶1～1∶1的双液浆封孔，以缩短下一阶段的扫孔间隔时间。
b.注浆开始后，如果注浆压力快速上升，达到或超过5MPa时，主要原因可能是岩体裂隙小、进浆速度慢。此时，可以改用进浆量小的注浆泵，连续不间断注入单浆水泥液直至封孔。
c.在具体的注浆过程中，如果注浆压力较低，进浆量较大，且很长一段时间内注浆压力不上升，需要先注入水泥单浆液6～8h后，再注入水泥-水玻璃双液浆，至注浆压力上升至5MPa以上后，立即封孔，但停注时间不得超过浆液的凝胶时间，或者注入单浆液时在浆液中加入一定比例的速凝剂，直至压力上升至5MPa时立即封孔。
（5）注浆结束标准。
①单孔结束标准。注浆结束标准需要根据注浆压力和注浆量来控制，通常情况下采用定压注浆。当注浆压力逐渐升高时，满足施工组织设计的终压并持续注浆10mim以上，可以结束对本孔的注浆；单孔注浆量与设计注浆量基本相同，注浆结束时的进浆量小于5L/min，可以结束本孔注浆。全部注浆结束后，立即打开泄浆管阀门，接着关闭进浆管阀门并注入一定量的清水，冲洗干净注浆管路后方可停机。
②全段结束标准。全部注浆结束后，每个循环柱选择3～5个孔作为检查孔，以判断注浆效果。取岩芯浆液应填充饱满，注浆7d后单轴抗压强度不得小于5MPa，浆液注入范围大于设计要求。注浆结束后，单孔涌水量应小于0.2L/min，由监理单位按照国家规定的相关要求和标准对注浆效果进行检查，并形成书面报告，如果检查不合格应立即进行补充注浆，直至检查合格为止。每次注浆均需要经过监理单位组织评估，待合格后方可进入开挖环节，如果开挖后的涌水量大于允许的涌水量，应立即进行补充注浆。
（6）径向注浆施工举措。
对于断层地段，如果在开挖后依然有岩面出现较大的渗水量则需要进行堵水，可以使用直径为3m的径向注浆进行围岩固结，注浆孔环向间距控制在1.8 m，纵向间距控制在2.6m，扩散半径在2m左右，孔口管使用φ50无缝钢管（δ=3.5mm），长度为1m，孔口采用闸阀作为主要止浆措施，注浆浆液使用水泥浆，浆液水灰比根据施工现场实验室的配合比进行确定，注浆压力为0.5～1.0MPa。
应根据漏水地段的渗漏情况，结合节理裂隙发育情况，科学合理地选择浆液配比，以确保浆液的扩散半径，扩散半径严格控制在3m之内，混合浆液初凝时间严格控制在2min之内。注浆孔孔位布置严格遵循“分段、分批和逐渐加密”的重要原则，并根据不同的渗透情况合理布设浅孔、中孔、深孔。中深孔排水降压，浅孔注浆。浅孔注浆过程中应严格遵循“先外后内、先稀后浓”的原则，即施作应从边缘向中心地段靠拢，灌注浆液的浓度应从稀逐渐变浓。
（7）注浆工艺。
注浆采用全孔一次性注入或者间歇式注入的方式进行，这样有利于对浆液的控制，在具体的注浆过程中使用双液注浆机进行注浆，不得用单液注浆机代替。
（8）注浆压力。
采用分级升压法控制注浆压力，刚开始注浆时，遵循由低到高的原则逐渐注浆，将注浆压力控制在出水点压力的2～3倍。
（9）超前大管棚和混凝土回填。
待帷幕注浆施工完毕后、开挖前，使用超长管棚对隧道的拱顶部位进行加固，同时使用C30混凝土进行回填，以保证拱顶的稳定性和安全性。