标准规范下载简介

T／CSPSTC 72-2021 隧道衬砌脱空注浆治理技术规程.pdf

T/CSPSTC72—2021

隧道衬砌脱空注浆治理技术规程

中国科技产业化促进会 发布

GB6952-2015 卫生陶瓷T/CSPSTC72=2021

引言 范围 规范性引用文件 术语和定义 基本规定 充填注浆 5.1基本要求 5.2注浆设计 5.3注浆材料 5.4注浆及其配套设备 5.5 注浆施工 注浆安全施工与环境保护。 6.1 基本要求 6.2 注浆安全施 6.3环境保护 注浆治理效果检测与评价 7.1注浆治理效果检测…. 7.2注浆治理效果评价 附录A（资料性）注浆施工记录 参考文献

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本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由铁正检测科技有限公司提出。 本文件由中国科技产业化促进会归口。 本文件起草单位：铁正检测科技有限公司、中化学交通建设集团有限公司、中铁十六局集团有限公 司、深圳市市政工程总公司、中铁四院集团工程建设有限责任公司、中国电建集团西北勘测设计研究院 有限公司、中铁十四局集团第三工程有限公司、北京东方雨虹防水技术股份有限公司、广东水电二局股 分有限公司、中铁十五局集团有限公司、中铁十九局集团工程检测有限公司、中铁工程设计咨询集团有 限公司、广州天产高速公路有限公司、华铁信远检测科技有限公司、北京交通大学、深圳市水务工程检测 有限公司、中非国际建设工程有限公司、山东大学、中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司、深圳市 享德检测技术有限公司、创新联盟认证中心有限公司、标准联合咨询中心股份公司。 本文件主要起草人：聂军委、刘全青、邓敦毅、闫肃、胡鹰志、陈占、陈宗刚、苏磊、矫恒信、荀其迅、 熊冰、注永剑、黄昌富、李红泽、吕刚、主宁、赵年全、黄明利、李彦生、优玉良、成师、张宇、贾润枝、杨彦岭 龙桂华、崔国庆、张明财、王旭华、邹文利、郭志斌、付雷锋、王义秋、岳岭、高亮、周涛、程池浩、屠文锋、 陈志广、蔡涛、付廷波、苏国举、付睿、吴建新、郭传臣、栾心国、郑灿伟、杨浩亮、邱锡荣、王文宾、赵方华、 周广钦、刘尊景、余海忠、郝宇花、卢成绪

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随着我国社会经济的不断发展，交通工程建设项目越来越多。隧道工程是交通工程的重要组成部 分，隧道在其建设和运营过程中，开裂和脱空是常见的缺陷，脱空对隧道衬砌结构安全性影响极大。因 此，需要加强隧道衬砌脱空的重视程度，采取合理的治理措施，确保隧道的使用质量和使用安全。为减 少隧道建设及运营过程中衬砌脱空安全隐患，规范隧道衬砌脱空注浆治理工作流程而制定本文件。 本文件主要内容包括：基本规定，规定隧道衬砌脱空治理的适用情况、目的，明确了隧道衬砌脱空治 理方案、隧道衬砌脱空治理施工的注意事项，对衬砌脱空缺陷进行分级；充填注浆，规定了充填注浆的主 要工序、注浆顺序、注浆成孔要求、注浆压力和注浆施作过程中的注意事项和不同原因导致的事故处理 方案，以及注浆设计、注浆材料、注浆设备、注浆施工的具体要求；注浆安全施工与环境保护，规定了注浆 施工应采取的安全保证措施和环境保护措施；注浆治理效果评价，给出充填注浆质量检验方法宜采用的 方法。 本文件根据隧道衬砌空洞缺陷的严重级别，确定缺陷注浆治理的适用范围、后续注浆施工的规范化 流程，并规定了相应的安全和环保技术措施，以及注浆施作后的效果评价指标。本文件的制定可为当前

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隧道衬砌脱空注浆治理技术规私

了注浆设计、注浆材料的应用、注 浆设备的选用、注浆施工、注浆安全施工与环境保护、注浆治理效果评价的程序 本文件适用于暗挖施工的交通隧道二次衬砌存在脱空缺陷的治理。

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于 本文件。 GB8978 污水综合排放标准 GB12523建筑施工场界环境噪声排放标准 GB/T23439混凝土膨胀剂 GB/T50585岩土工程勘察安全标准 JGJ46施工现场临时用电安全技术规范 JGJ80 建筑施工高处作业安全技术规范 JTG/T3660 公路隧道施工技术规范 TB10223 铁路隧道衬砌质量无损检测规程 TB10753 高速铁路隧道工程施工质量验收标准 T仙m能刚

下列术语和定义适用于本文件。 3.1 衬砌脱空 voidbehind lining 在隧道施工过程中，由于开挖面不平整、施工中灌注和回填不密实、防水板铺设不平整、水风化侵 蚀、模板下沉、初期支护表面不平整、施工组织管理等原因造成混凝土浇筑后衬砌存在一定范围内脱空 的现象。 3.2 充填注浆 filling and grouting 充填隧道初期支护和二次衬砌之间空隙的注浆作业。 3.3 黏度 viscosity 在浆液流动时，因分子间相互作用而产生的阻碍运动的内摩擦力。

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3.4 凝胶时间 geltime 参加反应的全部成分从混合时起，直到凝胶发生，浆液不再流动为止的一段时间。 注：单位为秒（s）。 3.5 渗透系数 permeabilitycoefficient 表示浆液固化后结石体透水性的高低或表示结石体抗渗性强弱的系数。 注：单位为厘米每秒(cm/s)。 3.6 超细水泥浆 superfinecement 最大颗粒不超过20um、经过特殊磨细加工的水泥 注：超细水泥浆能渗入细砂层和岩石的微小裂隙中，性能稳定，其析水性、流动性都比普通水泥有明显改善，浆液结 石体具有较高的强度和耐久性。 3.7 水泥基浆 cement based grout 以水泥为主要材料所配制的浆液。 注：常用的有普通水泥单液浆、超细水泥单液浆及硫铝酸盐水泥浆等。 3.8 注浆流量 flowofgrouting 单位时间内注人浆液的体积。 注：单位为升每分（L/min）

4.1基于结构安全的危害程度和耐久性，根据脱空性质，确定缺陷的量化指标，对衬砌脱空缺陷进行分 级，如表1～表3所示。分级标准按照从重原则定级，且至少符合两种相应缺陷，其中缺陷等级判定为 Ⅲ级及以上，应经设计单位或具有资质的检测机构与修单位评估，对不适宜注浆的情况应采用局部拆 除或整板拆除的措施重新施作

表1衬砌缺陷按照长度分级

注：(m—衬砌单处较小脱空测线长度，单位为米(m);, 衬砌单处较大脱空测线长度，单位为米（m）； lk—衬砌单处大脱空测线长度，单位为米（m）。

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表2衬砌缺陷按照面积分级

注： Sm 衬砌单处较小脱空面积，单位为平方米（m"）；S， 衬单处较大脱空面积，单位为平方米（m）； S——衬砌单处大脱空面积，单位为平方米（m"）。

表3衬砌缺陷按照体积分级

砌单处大脱空体积，单位为立方米（m）。其中，较小脱空是指脱空高度不大于5cm;较大脱空是指 5cm~15cm；大脱空是指脱空高度大于15cm

a）被治理段围岩级别符合施工图或变更设计，施工期间初期支护及围岩变形稳定； b）二次衬砌施作时机符合TB10753、JTG/T3660的规定； c）二次衬砌混凝土强度满足设计要求。 4.5隧道衬砌脱空治理施工前，应对衬砌缺陷情况进行验证、查明，掌握详细的衬砌结构及缺陷情况， 平定衬砌脱空情况，并根据评定结果确定隧道衬砌脱空治理措施。 4.6隧道衬砌脱空治理完成后，应定期观测被治理段内结构变形情况、外观状态、防水效果，观测频率 每月不少于1次， 4.7隧道衬砌脱空治理应以保证结构安全为根本，治理过程中做好对局部凿除部位的防水板、止水带 排水盲管等的保护，如有破坏，应及时修补，最大程度地减少对原有防排水体系的破坏。 4.8现场进行钻孔验证，应记录钻孔情况，钻孔记录表可参照附录A中的表A.1，

5.1.1充填注浆的主要工序包括注浆管理设、连接注浆管路、注浆

5.1.1充填注浆的主要工序包括注浆管理设、连接注浆管路、注浆

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5.1.2注浆管应在二次衬砌时预埋或采用钻孔埋设法。钻孔过程中钻杆应有限深装置，防止钻破防 水层。 5.1.3注浆管用$42钢管制成，长度等于衬砌厚度加200mm（外露），一端应有连接管路装置。 5.1.4注浆时，孔口封堵材料强度应达到设计强度。 5.1.5注浆顺序是从两端拱脚开始向拱顶压注，注浆过程中要时刻观察注浆压力和流量的变化，并每 隔5min记录一次，当注浆压力达到设计终压或相邻孔出现串孔时，即可结束本孔注浆。 5.1.6注浆成孔应符合以下要求： a） 钻孔宜采用取芯钻进。当检测厚度不小于设计厚度的90%时，可采用无芯钻进。 钻孔孔径不宜大于50mm。 ） 钻孔倾斜度不应大于1/100。 d） 应记录钻孔时间和成孔质量。 e） 每处脱空不少于两个钻孔，一个作为注浆孔（位于低位），另一个作为出浆孔（观测孔），出浆孔 位于高位。 5.1.7双液注浆时间每隔5min或变更浆液配比时，要在孔口测量浆液凝胶时间，并根据情况调整。 5.1.8注浆过程中要做好注浆记录，每隔5min详细记录压力、注浆流量、胶凝时间等。 5.1.9注浆施工时，应记录注浆里程、注浆顺序、注浆时间、间隔时间、浆液配合比、注浆压力、注浆量和 外加剂用量，注浆施工记录表可参照表A.2。 5.1.10施工过程中可采取以下防冻保温措施：当平均气温低于5℃或最低温度低于零下3℃时，机 房、贮浆桶和注浆管路系统应采取防冻保温措施，注浆口浆液温度不宜低于5℃。浆液可用热水搅拌， 水温不应超过55℃。 5.1.11施工过程中可采取以下防晒降温措施：当平均气温高于30℃时，在浆液静止状态下，贮浆桶和 注浆管路系统不应暴露于阳光下，应采取防晒降温措施，防止浆液凝固。搅拌桶内水泥浆温度不宜高于 45℃。 5.1.12 注浆因故中断时，应采取以下处理措施： a）当注人速凝浆时，应用清水冲洗管路系统，

5.1.12注浆因故中断时.应采取以下处理措前

a）当注人速凝浆时，应用清水冲洗管路系统。 b）当水泥浆中断时间超过30min时，应冲洗注浆孔。当冲洗无效果时，应清孔。 5.1.13注浆时，应经常观测注浆压力和流量的变化，发现异常情况及时处理。注浆过程中，应经常观 察工作面及管口情况，发现漏浆和串浆，应及时封堵。当注浆压力突然上升或下降，或流量突然增大时， 应立即停止注浆，查明原因，并应采取以下措施： a） 疏通管道或采取封堵措施； b） 调整注浆压力、浆液浓度、浆液凝结时间或加人情性材料； C 采取间歇注浆、限制注浆量等措施。 5.1.14 浆液未采取缓凝措施时宜在搅拌完成后2h内用完。 5.1.15注浆孔孔口封闭止浆后.应检查其密封性

5.2.1注浆设计应包括以下内容！

a）注浆目的和技术要求； b) 注浆范围和深度； c) 注浆孔布置和注浆顺序； d）注浆材料和配合比：

a）注浆目的和技术要求； b) 注浆范围和深度； c) 注浆孔布置和注浆顺序； d）注浆材料和配合比:

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e）注浆工艺参数和注浆结束标准； 监测内容及要求； g 质量检验要求； h）现场的条件工况。 5.2.2现场施工人员应确定空腔、脱空的准确位置及分布面积，可采用地质雷达法和敲击法。 5.2.3注浆方案应根据注浆目的、工程水文地质条件和环境条件，并宜考虑注浆对邻近衬砌板块的影 响等因素综合确定。 5.2.4注浆孔的布置间距应根据现场脱空分布具体设置，不宜小于1.0m×1.0m，实际施作中可根据 实际的衬砌厚度、缺陷范围和衬砌背脱空程度的不同，适当调整钻孔布置。 5.2.5当采用孔口封闭式压力注浆时，止浆塞应封闭在衬砌表面；当脱空较大时，可采用自流式无压 注浆。 5.2.6注浆孔布置应沿径向钻进。 5.2.7注浆孔孔径应根据缺陷分级、钻孔深度和注浆工艺确定。 5.2.8注浆压力：素混凝土衬砌控制在0.3MPa～0.5MPa以内；钢筋混凝土衬砌控制在0.8MPa~ 1.0MPa以内。 5.2.9注浆压力应综合根据脱空范围、衬砌强度、浆液性能等因素通过试验确定，并符合以下要求： a）前期注浆压力宜为0.25MPa0.45MPa，当缺陷等级为ⅡI级时，可采用无压充填； b）注浆终止压力宜为0.5MPa。 5.2.10注浆材料浆液配合比建议采用0.5：1～0.8：1，并通过现场试验进行调整。当地下水具有侵蚀 性时，所用材料应根据侵蚀环境类型采用耐侵蚀浆材。

.MPa以内。 .2.9注浆压力应综合根据脱空范围、衬砌强度、浆液性能等因素通过试验确定，并符合以下要求： a）前期注浆压力宜为0.25MPa～0.45MPa，当缺陷等级为Ⅱ级时，可采用无压充填 b）注浆终止压力宜为0.5MPa。 5.2.10注浆材料浆液配合比建议采用0.5：1～0.8：1，并通过现场试验进行调整。当地下水具有侵蚀 生时，所用材料应根据侵蚀环境类型采用耐侵蚀浆材。 .2.11水泥浆液水灰比可为0.60.8，缺陷等级为Ⅱ级时，可注人掺细砂浆液（细砂掺量质量占比为 %~10%），减少收缩影响。 .2.12单孔充填注浆空洞注浆量Q可按照公式（1）估算：

充填系数，取值范围为0.80～0.95； 损耗系数，充填注浆时取值范围为1.2～1.5，充填其他材料时取值范围为1.0～1.1： V 空洞体积，单位为立方米（m3）； 充填物结石率或夯填度，充填浆液时结石率取值范围为0.50～0.95，充填砂浆时结石率取值 范围为0.85～0.95，水灰比大取小值，反之取大值，充填粉煤灰和砂石时夯填度取值范围为 0.90~0.95.充填超流态混凝土时结石率取1

5.3.1注浆材料符合以下要求

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表4注浆材料分类及性能指标

a）胶凝材料、外加剂、水的误差应小于1%，粗细骨料的误差应小于2%。 b 当采用普通搅拌机搅拌水泥浆时，搅拌时间不应少于3min；当采用高速搅拌机搅拌水泥浆 时，搅拌时间不应少于30S。 搅拌完成的浆液应经过滤后方可放人贮浆桶中。 d）浆液在贮浆桶中应进行二次搅拌，并边搅拌边注浆

5.3.4浆液配制遵守以下要求

5.3.6浆液的选择遵守以下要求！

e）当脱空缺陷等级为Ⅱ级时，采用掺入质量比为5%～10%的细砂的砂浆

5.4注浆及其配套设备

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5.4.1注浆导管应配备与工艺相适应的成孔设备、注浆设备、搅拌设备和其他设备，不应临时拼凑，以 保证注浆质量。 5.4.2成孔设备可根据衬砌设计强度和厚度情况选用成孔深度50cm以上的风钻、高压（0.6MPa）吹 管或煤电钻。 5.4.3根据注浆工艺，应配有单液注浆泵、双液注浆泵（或两台单液注浆泵），其注浆压力量程应不小于 5MPa，排浆量应不大于50L/min，并可连续注浆。 5.4.4搅拌水泥浆的设备应选用低速机械式搅拌机，其搅拌有效容积应不小于400L；搅拌改性水玻璃 的设备应选用高速机械式搅拌机或自制风动搅拌机。 5.4.5所有计量仪器、仪表均应有产品合格证及检定单位检定合格证。 5.4.6砂浆泵应满足注入粒径3mm以下、水灰比0.5以上、注浆压力2MPa以上、注浆量大于或等于 50L/min的要求。 5.4.7注浆泵出口、注浆孔孔口应设置压力表和流量计，压力表量程宜为最大注浆压力的2.0倍 3.0倍。

隧道衬砌脱空充填注浆治理施工流程如图1

图1隧道衬砌脱空充填注浆治理施工流程图

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5.5.2.1根据检测数据确定需要处理的衬砌位置，在缺陷的起止里程做好标识，明确该段缺陷处理 方式。 5.5.2.2对缺陷部位打孔检测实际衬砌厚度，根据实际情况，配备内窥镜摄像头，利用探孔探测脱空部 位，标明缺陷脱空所在的位置、范围、厚度及衬砌脱空厚度等参数，结合现场探明的情况，验证检测结果， 如确实存在脱空，应按照既定方案处理，如果实探结果与检测结果相差较大，应重新检测，复核里程位置 是否存在偏差。

5.5.2.3隧道充填注浆应具备以下资料：

隧道二次衬砌现场验证记录； 隧道设计资料和相关里程的施工日志； d） 注浆目的和技术要求。 5.5.2.4 注浆施工前应具备以下文件和资料： a） 注浆施工图文件； b) 施工场地及周边环境保护要求； 注浆施工设备和注浆管的技术性能资料，压力表和流量计合格证和标定校验资料； d) 注浆原材料质检报告； e） 注浆试验资料。 5.5.2.5 注浆施工前应完成以下准备工作： a） 平整场地，设置材料堆放地点，并采取材料防护措施；围挡施工场地，并采取除尘、减霾等环保 措施。 b) 组织施工文件和图纸会审，并形成会审纪要。 编制注浆施工组织设计或施工方案，并报批。 d） 安装施工设备，并调适运转。 e 施工人员进场，并进行安全技术交底。 5.5.2.6 注浆前应对整个注浆管路系统进行压力试验，试验压力宜为设计注浆压力的1.2倍～1.5倍， 持续时间不应少于5min。 5.5.2.7注浆开始前，应根据注浆方式正确连接管路，应进行压水或压浆稀释试验，检验管路的密封性 和地层的吸浆情况，压水试验的压力应不小于设计终压，时间不小于5min

5.5.3搭设作业平台

作业台车采用门式移动脚手架，底座带有轮式走行系统和自锁系统，移动式脚手架自设上下梯步 梯步步距高度30cm，同时梯步扶手设置高度不应小于1.0m，顶部工作满铺不小于3cm厚的木板，木 板采用绑丝绑扎牢固，不应出现探头板，顶部工作平台四周设置高度不小于1.0m的围栏，确保作业人 员的安全

钻孔遵守以下要求： 对照检测结果，根据脱空部位的范围，确定该范围内是否有原设计预留注浆孔。有原设计预留 浆孔，应清理注浆管，保证管道通畅；没有原设计预留注浆孔，应在缺陷的最高处采用$42mm

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5.5.5 安装注浆管

注浆管及排气管宜采用直径42mm、 mm的热轧无缝钢管加工制成，外露段应有连接管 置，管口中心对正钻眼位置，排气管口应比注浆管口高

注浆遵守以下要求： a） 注浆前用塑料管口连接丝扣连接口，注浆前应与每根预留注浆管进行试接，确保拌制的浆液能 够在规定的时间内使用完，使注浆能够连续进行。应记录注浆效果，注浆效果统计表可参照 表A.3。 b）水泥基浆配比应根据所采用的注浆设备要求确定，应做好使用前的配比性试验，水泥宜采用 42.5级硅酸盐水泥，加人膨胀剂（掺人比例应经过现场试验确定）。水泥基浆应按照试验配比 拌制，拌制应连续，拌制过程中应控制水泥用量，确保浆液的黏度。 注浆管理设1h后开始注浆。采用注浆机器注浆，注浆压力应在0.45MPa范围内，注浆过程 中应随时观察压力和流量变化。注浆完毕后宜采用土工布封堵注浆管，防止浆液从管内溢出。 d 应按照先下后上的顺序注浆。按照埋设好的注浆管，打开注浆管阀门，注浆开始后，应逐渐升 压，待注浆管出浆后立即封闭其孔，继续采用0.5MPa压力持续压浆5min后方可停止注浆。 注浆速度宜为30L/min～60L/min，灌浆管端头设置防堵设施，注浆结束后应将灌浆管孔封 堵密实。 e） 第1次注浆后间隔2h，每个注浆孔宜按照0.3MPa的压力保持10min注浆。 正式施工前，应先施作一处进行现场试验，记录注浆压力等数据以指导后续施工。注浆结束后 应复测，以检验注浆效果。复测合格后方可继续进入下一处。注浆时在孔口设置孔口管，注浆 过程中，相邻注浆孔应设置孔口塞，以免跑浆。 g 衬砌脱空充填注浆时隧道应由纵向下坡方向向上坡方向进行；横向应先从边墙孔、两侧孔注

北部湾广场第三期改造工程连廊项目S型框架结构施工临时用电施工组织设计(机械楼)T/CSPSTC 722021

浆，再对拱顶孔注浆。 h 灌浆管端头设置防堵设施，注浆结束后应将灌浆管孔封堵密实。注浆时在孔口设置孔口管，注 浆过程中，相邻注浆孔需要设置孔口塞，以免跑浆。同时，应对钻孔编号，钻孔及注浆过程中应 详细记录钻孔数量、钻孔位置、注浆压力、注浆量等，根据钻孔情况确定注浆钢管长度 1 注浆过程中应严密观察衬砌状况，若发现衬砌有异常、变形、开裂或既有裂隙有加速发展趋势 等，则应立即停止注浆，以确保衬砌安全。 j 施工过程中应做到随钻随注，以免跑浆。注浆完成后，应及时采取封堵措施，防止浆块掉落。 k）注浆过程中应观测、量测直沟出水口的冒浆情况，以免浆液渗透至防水层堵塞直管排水系统

根据记录分析判断注浆效果及现场施工情况，待注浆达到设计强度后，应检查注浆效果，注浆不 成仍有空洞应补充注浆，以确保衬砌空洞充填密实。补充注浆流程宜在初次充填注浆基础上原

当达到下述情况之一时，即可结束注浆： a）当注浆量达到或超过测算的注浆量，孔口管出现冒浆时； b）当浆液从衬砌板缝间渗出，且溢出速度均匀时； c）当注浆压力达到设计终压并稳定5min以上、吸浆量很少或不吸浆时

注浆完成并验收合格后将注浆管沿孔根部用手砂轮割除，先凿出10cm×10cm×8cm（长×宽× 深）楔形孔（孔底长宽尺寸为13cm×13cm），将孔清洗干净后采用膨胀水泥砂浆封堵注浆孔，厚度应超 出原衬砌1mm～2mmT／CECS 98-2019标准下载，待其达到强度后再磨平整。注浆完成且浆液凝固后应将注浆管外露部分切割 打磨平整，并作防锈处理

5.5.10施工注意事项

施工注意事项应包括以下内容： a）注浆时在孔口设置孔口管，注浆过程中，相邻注浆孔应设置孔口塞，以免跑浆。 b）施工前应先做好注浆试验工作，并根据试验结果调整注浆参数。 衬砌脱空充填注浆时隧道纵向应由下坡方向向上坡方向进行；横向应先注边墙孔、两侧孔，再 注拱顶孔。 d） 应对钻孔编号，钻孔注浆过程中应详细记录钻孔、注浆压力、注浆量等，根据现场情况确定注浆 钢管。 注浆过程中应严密观察衬砌状况，若发现衬砌有异常、变形、开裂或既有裂纹有加速发展趋势 等，则应立即停止注浆，以确保衬砌安全。 施工过程中应做到随钻随注，以免跑浆。 g 注浆完成后，应及时采用封堵措施，防止浆块掉落，影响施工安全。 h） 注浆结束后，先凿出10cm×10cm×8cm（长×宽×深）楔形孔（孔底长宽尺寸为13cm× 13cm），将孔清洗干净后采用膨胀水泥砂浆封堵注浆孔，膨胀剂物理性能指标应符合 GB/T23439的规定，胶凝材料（水泥、膨胀剂和掺合料的总量）每立方米最少用量为350kg/m3