隧道帷幕注漿堵水加固基巖的施工技術(shù)

陳 棟

(貴州省橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司)

隧道帷幕注漿堵水加固基巖的施工技術(shù)

陳 棟

(貴州省橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司)

帷幕注漿施工技術(shù)不管是在國內(nèi)還是在國際上都被看做一種不錯(cuò)的方式，目前，其運(yùn)用已經(jīng)非常普及。結(jié)合工程實(shí)例對隧道帷幕注漿堵水加固基巖的施工技術(shù)進(jìn)行了探討。

隧道;帷幕注漿堵水;加固基巖;施工技術(shù)

1 工程基本情況

有一單洞雙線隧道，其總長度是4 906 m，還有一低洼，位于Ⅳ級圍巖地段處，該低洼不僅可以導(dǎo)水而且可以儲水，其基巖節(jié)理發(fā)育狀況屬于裂隙，巖石不完整;其右面存在一水庫，該水庫是地下水發(fā)育，而且其圍巖自穩(wěn)性非常低，所以，在洞室開采的過程中只要稍有不慎就會(huì)引起塌方以及突水現(xiàn)象的發(fā)生。所以，通過帷幕注漿來實(shí)現(xiàn)堵水、并通過對圍巖進(jìn)行加固措施能保證施工的安全可靠。

2 關(guān)于帷幕注漿施工技術(shù)手段

2.1 明確施工技術(shù)的參數(shù)

(1)要留下3 m長的止?jié){巖盤，每一循環(huán)過程要進(jìn)行24 m長的開挖，以及27 m長的注漿。(2)首先要對該段隧道在地質(zhì)方面的實(shí)際情況進(jìn)行了解，在這個(gè)前提下，采取推算并對工程進(jìn)行對比的方式，來確定在距離隧道開挖的輪廓線外側(cè)位置3 m處屬于漿液擴(kuò)散半徑。(3)以水泥—水玻璃漿為材料，該材料是雙漿液超細(xì)型。水泥漿和水玻璃在體積方面的比例處于1∶1～1∶1.03范圍內(nèi)，水玻璃漿具有1.21～1.38 g/cm3范圍的密度，在水泥漿里，水灰比例在0.8∶1.0～1.5∶1.0之間變化。膠凝時(shí)間之所以確定為1～2 min的前提是，當(dāng)泵壓很久不增加并有很多的進(jìn)漿量時(shí);當(dāng)泵壓穩(wěn)固增加并有中等的進(jìn)漿量時(shí)，膠凝時(shí)間最好確定為3～4 min;膠凝時(shí)間確定為5～6 min的基礎(chǔ)是當(dāng)泵壓增加迅速并具有很少的進(jìn)漿量時(shí)。(4)漿柱、孔口以及管路損失壓力三者一起促使注漿壓力得以形成。注漿終壓的確定為此處的靜水壓力與1.0～2.0 MPa的合計(jì)數(shù)，這是在參考現(xiàn)場試驗(yàn)的基礎(chǔ)上確定的;在對注漿終壓進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，通常來說都超過注漿初期階段的壓力，而且隨鉆孔深度的加大而不斷遞減。

2.2 施工措施

2.2.1 對止?jié){墻進(jìn)行的施工

首輪注漿未開始之前，在掌子面位置立模澆筑厚度為50 cm的C30型的混凝土止?jié){墻，在后面的其他循環(huán)注漿過程中，可通過完成注漿但是沒有開挖的巖體換取止?jié){墻(注意要留下3 m)，掌子面可以借助噴射混凝土進(jìn)行封閉，該混凝土具有25～30 cm范圍的厚度。

2.2.2 對超前鉆探進(jìn)行的施工

在洞內(nèi)工作面位置通過鉆機(jī)順著隧道前方進(jìn)行大約30 m的超前探孔，根據(jù)探孔來做探測以及注水試驗(yàn)。主要是對巖石的完整情況、以及涌水壓力并涌水量進(jìn)行探測，這樣的話，可以給注漿參數(shù)以及有關(guān)技術(shù)參量的合理選擇提供有效的參考。

2.2.3 對開孔進(jìn)行的施工

(1)每個(gè)循環(huán)規(guī)定了5環(huán)以及79個(gè)注漿孔，注漿孔具有超過108 mm的開孔直徑和超過90 mm的終孔直徑;注漿孔孔底設(shè)計(jì)了3～4 m的間距。(2)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在掌子面處讓鉆孔位置顯示出來，通過紅油漆進(jìn)行標(biāo)注;讓鉆具與注漿孔的孔口相對，對鉆機(jī)鉆孔進(jìn)行方向調(diào)整，使其與設(shè)計(jì)鉆孔保持相同的方向(也就是偏角以及立角與設(shè)計(jì)是一致的)，要使鉆機(jī)固定下來;鉆機(jī)開孔要保持低壓并慢速，當(dāng)達(dá)到2～3 m時(shí)，把鉆機(jī)拿出。

2.2.4 關(guān)于孔口管的埋設(shè)

在孔口管離法蘭盤端部位置還有20～50 cm的地方進(jìn)行2道棉紗的纏繞;把環(huán)氧樹脂錨固劑置入孔內(nèi)部，在孔內(nèi)放入孔口管，也就是通過錨固劑來進(jìn)行固定。

2.2.5 鉆孔注漿問題

(1)對孔口位置要進(jìn)行正確的定位。偏角要滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，即和設(shè)計(jì)位置的偏差范圍是±5 cm，這是允許出現(xiàn)的誤差。要做到鉆一段，進(jìn)行一段的檢查，對孔底位置偏差較大的要及時(shí)改進(jìn)，偏差值要低于30 cm。(2)鉆孔以及注漿應(yīng)該按著從外到內(nèi)的順序進(jìn)行，關(guān)于同一圈孔的施工要間隔進(jìn)行。注漿過程中要是存在竄漿以及跑漿情況，可以通過間隔1孔或是幾孔的注漿措施進(jìn)行處理。附近帷幕注漿方式的確定要參考圍巖性質(zhì)以及涌水量的具體情況，通過前進(jìn)式或是后退式進(jìn)行注漿工作。在注漿過程中，一個(gè)孔段的工作通常而言是持續(xù)開展的，直到徹底完成，最好不要中斷，應(yīng)盡可能的防止由于機(jī)械、停水、以及器材等發(fā)生事故而導(dǎo)致的中斷現(xiàn)象。那些由于采取間歇注漿以及控制串冒漿等而專門進(jìn)行中斷的情況，首先要對鉆孔進(jìn)行清理，當(dāng)達(dá)到以前的深度后，再進(jìn)行重復(fù)注漿。(3)以選定的參數(shù)為依據(jù)進(jìn)行漿液的配置，當(dāng)水泥漿完成配置以后要通過1 mm進(jìn)行一次篩過濾。要先對注漿管進(jìn)行細(xì)致的檢查，當(dāng)其沒有阻塞可能時(shí)再把注漿系統(tǒng)進(jìn)行接入。當(dāng)注漿系統(tǒng)和孔口的混合器接連完成后，把閥門打開，在對注漿泵進(jìn)行啟動(dòng)的過程中，要按這樣的順序進(jìn)行，即從稀到稠、在注漿量方面，要從大到小、此外，要保證水泥單液漿優(yōu)先，而雙液漿隨后的順序。當(dāng)注漿壓力與設(shè)計(jì)值相一致時(shí)，要使其保持2～3 min時(shí)間，當(dāng)進(jìn)漿量與設(shè)計(jì)數(shù)量相一致時(shí)，就停止繼續(xù)注漿，要把球閥關(guān)閉，并及時(shí)把注漿混合器并注漿系統(tǒng)卸下，最后再通過清水將其清理干凈。

2.3 結(jié)束注漿的要求并注漿效果的評估

(1)單孔注漿完成的標(biāo)準(zhǔn):在注漿過程中，其壓力會(huì)慢慢增加，注漿量不斷變小，當(dāng)注漿壓力與設(shè)計(jì)終壓相符時(shí)，其持續(xù)維持時(shí)間要多于10 min;當(dāng)注漿完成時(shí)進(jìn)漿量少于20 L/min，或是注漿總量超過注漿量的80%;檢查孔的涌水量低于0.2 L/min。

(2)全程注漿完成的標(biāo)準(zhǔn):設(shè)計(jì)的注漿孔都結(jié)束注漿后，要對此段注漿質(zhì)量認(rèn)真檢查，全部注漿孔都滿足單孔完成標(biāo)準(zhǔn)，不存在漏注問題;漿液的注入范圍要符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);預(yù)測巖體在結(jié)束注漿后，要在開挖完成后使洞壁穩(wěn)固。

(3)清晰檢查孔的位置:檢查孔鉆取巖芯開展對注漿質(zhì)量的檢查，檢查孔鉆深未超過開挖段的長度并提前保留3 m段，檢查孔應(yīng)該具有0.2 L/(min·m)的出水量。那些漿液擴(kuò)散方面很薄弱、而且鉆孔滲水量超過0.2 L/(min·m)或是某部位漏水量超過10 L/min的地方，要進(jìn)行加孔補(bǔ)注漿，一直到符合標(biāo)準(zhǔn)再停。當(dāng)注漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，才能開始開挖工作。

3 結(jié)語

帷幕注漿施工有利于其充分體現(xiàn)固結(jié)以及堵水功能，保障了隧道結(jié)構(gòu)，因此確保了施工過程的安全性和有效性，該隧道在巖層破碎地區(qū)以及水庫區(qū)非常的順利。此外，帷幕注漿還有利于生態(tài)環(huán)境，避免水土流失，促進(jìn)水土平衡。

［1］孟慶彬，喬衛(wèi)國，林登閣，孔令輝.地面注漿堵水技術(shù)及應(yīng)用研究［J］.煤礦支護(hù)，2009，(3).

［2］張有，歐陽永龍.淺議巖土注漿加固技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用［J］.中國礦業(yè)，2005，(6).

U445

C

1008-3383(2012)07-0090-01

2012-04-11

陳棟(1975-)，男，貴州六枝人，工程師，研究方向:路基路面施工技術(shù)。