⑴ 注浆堵水
10.3.2.1 F9 断层周边预注浆
F9断层工程地质如图10-4，断层部位埋深大（≥650m）、进深长（≈7 km）、围岩软弱破碎、自稳性差、地下水量大、水压高、施工难度大、工期紧是其最突出的矛盾。因此，确定在断层带隧道线路右侧增设超前导坑，为正洞穿越F9断层探明地质、排水降压。正洞采用上半断面法施工，超前管棚、喷混凝土、钢筋网和格栅钢支撑联合初期支护系统，采用周边预注浆堵水和加固围岩。
（1）注浆参数设计
1）注浆段长。注浆段长8 m，开挖段长6 m，预留2 m作为下段注浆的止浆岩墙。
2）注浆方式。采用全孔一次压入式注浆，孔口止浆。
3）注浆有效范围。注浆有效范围为毛洞轮廓线外1.2～2.0m。
图10-4 F9断层工程地质图
4）注浆孔布置。注浆孔沿开挖轮廓线布设，环向间距1.0m，外插角10°～20°；一般情况下为单圈孔布置，在特别软弱破碎、水量大、有“泥石流”危险的地段则采用双圈布孔。图10-5为注浆孔布置示意图。
图10-5 周边预注浆布孔设计图
（单位：cm）
5）注浆压力。经超前导坑排水降压后，实测正洞水压力为0.2～0.3MPa；浆液在地层裂隙中流动阻力0.5～0.7MPa，因此取注浆终压1.5～2.0MPa。
6）注浆速度。据地层吸浆能力和注浆泵排浆能力，取为2×（15～50）L/min，断层泥带取小值，其他地段取较大值。
7）注浆量
按下式计算：
地下工程注浆技术
式中：Q为注浆量（m3）；R为扩散半径（m）；H为注浆段长（m）；n为地层裂隙度或空隙率；α为浆液填充率，根据地层不同，一般取0.6～0.8；β为浆液损失率，取0.1～0.3。
8）注浆结束标准
单孔：采用定压注浆，终压达到或接近设计终压时结束该孔注浆。
全段：所有注浆孔灌注完，符合单孔标准的受注孔数达到设计孔数的80%以上时可结束该段注浆。
（2）注浆材料
选用普通水泥-水玻璃双液浆，水泥为P·O 42.5R普通硅酸盐水泥，水玻璃原液为52Be′。双液浆配比为：水泥浆水灰比1.25∶1～0.8∶1 ，水泥浆与水玻璃体积比1∶1～1∶0.6 ，水玻璃浓度35Be′。浆液凝胶时间1min30sec～3min，在要求凝胶时间较长的注浆地段则掺磷酸氢二钠来延长浆液凝胶时间。
（3）注浆设备及配套
1）钻孔设备：F9断层南、北端分别采用瑞典产的TH286四臂液压凿岩台车和H169两臂液压凿岩台车钻孔并安装注浆管。
2）注浆泵：采用日本产HFV-5D型和PF-40A型全液压双液注浆泵，可实现定压、定量、定速和定双液配比注浆。
3）搅拌机：采用MVT-400型立式双筒和MS-400型并列双筒搅拌机，它们分别为HFV-5D注浆泵和PF-40A注浆泵的配套设备，均能二次搅拌、连续供浆。
4）混合器：采用自制带逆止阀的“T”型和“Y”型混合器。
5）注浆站：采用移动式注浆站，见图10-6。
（4）注浆施工
上半断面注浆、开挖施工工序见图10-7。
（5）注浆效果检查评定
经16个注浆段的检查和开挖测定，注浆总堵水率达到84%以上，个别循环高达100%。注浆后在毛洞轮廓线外形成了1.5 m厚以上的围岩加固圈，有效地防止了流泥坍塌，并使初期支护变形减小，确保了洞室稳定。经实际统计计算，周边注浆所占时间为开挖时间的20%，大大低于帷幕注浆；每延米隧道的注浆费用仅为帷幕注浆的1/3～1/4。
10.3.2.2 股状涌水围截注浆
（1）股状涌水概况
在隧道施工中，穿越砂岩地段遇到了大裂隙股状涌水；而在灰岩地段则遇到溶洞溶裂而造成地下水夹杂大量泥砂涌出的现象。基本情况列于表10-2。
（2）治水原则与方案
根据突水对地层稳定性、地下地表水源以及施工和将来运营安全的影响程度，确定采用注浆方案治理，按“砂岩地段（清水）排堵结合，灰岩地段浑水力争堵死，地表、洞内综合治理”的原则，先衬砌后注浆。
图10-6 注浆站平面布置示意图
机具：1—注浆管；2—孔口连接阀；3—泄压阀；4—混合器；5A—注浆泵动力部分；5B—注浆泵体；6—水泥浆储浆桶；7—清水桶；8—水玻璃桶A；9—水玻璃桶B；10—搅拌机。管路：①混合管；②水玻璃输浆管；③水泥浆输浆管；④水玻璃吸浆管；⑤水泥浆吸浆管。材料：（1）水玻璃；（2）水泥
图10-7 注浆、开挖工序及其关系
（3）注浆堵水时机
实测涌水形态特征如图10-8 ，据此确定在涌水稳定期或衰减期实施注浆。
表10-2 大瑶山隧道主要集中涌水点基本情况
图10-8 涌水基本形态特征曲线
（4）注浆堵水方法
根据出水点附近地层节理裂隙三维发育及其连通补给情况，采用“围截注浆法”，即以出水点为中心，在其周围一定范围内布孔，从外到里，层层缩小包围圈，对出水点进行围截，最后造成相对静水状态下的集中堵水注浆。同时，在隧道底角适当部位设置排水系统。在灰岩地段，则先对地表塌陷坑作回填封闭处理，后进行洞内注浆。
（5）注浆参数
1）注浆压力：按水压力大小、衬砌承压能力以及止浆深度等确定注浆压力为1.5～2.5MPa。
2）浆液凝胶时间：按浆液在动水条件下扩散、充填固结机理确定为2min。
3）注浆速度及注浆量：注浆速度按出水量大小选定，原则上出水量大注浆速度快。注浆量则以注浆终压作控制标准。
（6）注浆材料
砂岩地段采用普通水泥-水玻璃双液浆；灰岩地段溶洞封堵据情况分别采用水泥浆、水泥-水玻璃双液浆并辅以细砂、碎石等注浆材料。纯水泥浆则掺“782”速凝剂控制浆液凝胶时间。
（7）注浆设备
同周边预注浆。
（8）注浆实施情况
1）DK1994＋820：采用图10-9布孔方式。出水点A，采用ϕ102mm孔径、ϕ89mm注浆管，长3 m。内外圈围截注浆孔，孔径ϕ48mm，孔深8 m，注浆管长4.0m。采用普通水泥-水玻璃双液浆。
图10-9 ＋820注浆布孔示意图
2）DK1995＋580、DK1995＋713：两点为同一水源的不同出露点（图10-10），因而按一整体考虑，先堵＋580 ，后堵＋713。
DK1995＋580注浆孔布置如图10-11，图中A为出水点，B，C，D，E，F为引排分流孔，最后注浆封堵。孔深5 m，孔径ϕ60mm，孔距2～3 m，注浆材料采用普通水泥单液浆和普通水泥-水玻璃双液浆。DK1995＋580封堵后做DK1995＋713注浆和引排，其布孔注浆方式见图10-12。
图10-10 ＋580、＋713水路连通
图10-11 DK1995＋580段堵水注浆布孔平面展示图
图10-12 DK1995＋713段注浆布孔
3）灰岩地段岩溶突水封堵注浆。总体方案示于图10-13。其步骤为：
a.从DK1994＋590～640先作衬砌背后填充注浆，注浆材料采用普通水泥-水玻璃双液浆，注浆压力0.5～0.7MPa。
b.DK1994＋595和＋640作环向全封闭式止水墙注浆，孔深4 m、孔距2.0m、孔径ϕ50mm，采用普通水泥-水玻璃双液浆。DK1994＋595～DK1994＋640两侧墙脚作垂直止水墙注浆，孔深4 m、孔距1.5 m。
c.DK1994＋595～DK1994＋640作隧道底板注浆（图10-14），以防“V”形溶槽而致底板翻浆冒水破坏轨下基础。孔深4 m、孔径ϕ50mm。采用普通水泥-水玻璃双液浆，注浆压力1.0～1.5MPa。
d.按DK1994＋607、＋625、＋601、＋637 的顺序对各出水点作围截注浆，孔深5 m、孔距1.5 m，注浆压力2.0～2.5MPa。分别采用普通水泥单液浆、普通水泥-水玻璃双液浆和粗砂骨料。
e.上述出水点封堵完成后，进行较长期止水效果观测，据此确定是否需要作适当的反滤引排水或补充注浆。
图10-13 灰岩地段堵水注浆总体方案平面展示
图10-14 灰岩地段底板注浆布孔图
f.在进行上述工作的同时，对由于洞内出水引起的地表塌陷坑（深度≤3 m）作回填和封闭。
（9）注浆效果检查评定
通过对上述出水点的注浆，砂岩地段原出水点得到有效封堵，衬砌干燥无水。实测衬砌墙脚引排孔的排水量为注浆前出水量的34%。灰岩地段的出水封堵更好，注浆后该段隧道漏水量为注浆前的12.3%，并且分散出露于无害部位；地表也无新陷坑出现，这说明确定的注浆时机、治水原则以及围截注浆方法对治理股状涌水是有效的。