探究高壓旋噴注漿技術(shù)在富水砂層隧道中的應(yīng)用

張 高 鵬

(晉中市交通建設(shè)質(zhì)量安全監(jiān)督局，山西 晉中 030600)

0 引言

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)及建筑行業(yè)的進(jìn)步，隧道工程建設(shè)數(shù)量呈現(xiàn)出日益增長的趨勢，反映我國交通事業(yè)發(fā)展的同時，也反映出我國社會在不斷進(jìn)步，綜合國力在不斷提高。隧道工程施工難免會遇到各種各樣的施工難點(diǎn)，減緩施工進(jìn)度的同時，降低施工質(zhì)量，從而影響隧道工程的正常使用，所以隧道施工中的每一個環(huán)節(jié)都應(yīng)該引起相關(guān)工作人員們的重視，尤其是富水砂層隧道工程施工，要將先進(jìn)的高壓旋噴注漿技術(shù)應(yīng)用到其中，以保證施工質(zhì)量。

1 工程概況

為進(jìn)一步了解高壓旋噴注漿技術(shù)在富水砂層隧道中的應(yīng)用，本文選擇某城市隧道工程施工作為研究對象，據(jù)了解該隧道的圍巖設(shè)計(jì)為Ⅵ級。開挖過程中遇到了高中斜井地層，這些地層主要以水粉細(xì)砂成分為主，所以遇水就形成富水砂層，同時還夾雜了不連續(xù)卵礫石土地層，導(dǎo)致該隧道的地層自穩(wěn)能力差、無膠結(jié)、容易松散，富水時自穩(wěn)能力基本無，增加溜塌事故的發(fā)生率。

2 高壓旋噴注漿技術(shù)在富水砂層隧道中的應(yīng)用

2.1 旋噴樁施工參數(shù)設(shè)計(jì)

具體參數(shù)：1)隧道周邊樁的間距為50 cm，樁徑為60 cm；2)隧道工作面樁的間距為150 cm，樁徑為60 cm；3)隧道施工進(jìn)行噴漿時的壓力應(yīng)控制在45 MPa～55 MPa的范圍內(nèi)；4)水泥漿的流量參數(shù)設(shè)計(jì)165 L/min，轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)10 r/min；5)旋噴后退的速度參數(shù)設(shè)計(jì)為5 cm/8 s[1]。

2.2 旋噴樁加固技術(shù)

1)隧道周邊加固。

通過旋噴樁護(hù)殼+鋼管管棚來實(shí)現(xiàn)加固，其作用在于實(shí)現(xiàn)對隧道周邊先行變形的抑制，其長度參數(shù)設(shè)計(jì)為16 m，搭接參數(shù)設(shè)計(jì)為3 m，外插角參數(shù)設(shè)計(jì)為5°，護(hù)拱的厚度為25 cm。

2)掌子面加固。

通過水平旋噴樁+玻璃纖維錨桿來實(shí)現(xiàn)加固:其作用在于實(shí)現(xiàn)對掌子面縱向變形的抑制，其長度參數(shù)設(shè)計(jì)為16 m，搭接參數(shù)設(shè)計(jì)為15 m，樁體角度參數(shù)設(shè)計(jì)為下傾5°。

3)鎖腳旋噴樁加固。

其作用在于實(shí)現(xiàn)對隧道結(jié)構(gòu)下沉的抑制，以提高其穩(wěn)定性，長度參數(shù)設(shè)計(jì)為9 m，外插角參數(shù)設(shè)計(jì)為45°和30°。

4)帷幕旋噴樁。

作用是在仰拱開挖過程中，將待澆筑的仰拱給圍閉起來，形成封閉的工作空間，防止外部流砂和地下水涌入。長度8 m，樁體垂直。

2.3 高壓旋噴注漿技術(shù)

1)旋噴樁施工技術(shù)。

a.確定施工機(jī)械設(shè)備的型號。施工中所用的機(jī)械配套包括型號為:主要設(shè)備有生產(chǎn)的PST-60和搖臂鉆機(jī)、型號為SM-14的地質(zhì)鉆機(jī)(多功能)、型號為7T-505J的高壓泵和型號為SGM14的漿液自動攪拌機(jī)，這些機(jī)械設(shè)備均生產(chǎn)于意大利土力公司。b.施工技術(shù)要點(diǎn)。進(jìn)行鉆孔時，要保持孔內(nèi)的通暢，并在壓力標(biāo)準(zhǔn)為2 MPa～4 MPa的情況下進(jìn)行清水輸送的；在恢復(fù)因故障停噴施工前，施工人員需要進(jìn)行搭接噴射處理，搭接的標(biāo)準(zhǔn)為30 cm～50 cm，并將深度、時間等相關(guān)數(shù)據(jù)記錄下來；如果施工中出現(xiàn)漿液噴射不足等問題時，需要及時進(jìn)行增加噴液，并對相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行檢查，待漿液準(zhǔn)備充足及設(shè)備檢查沒有問題后繼續(xù)進(jìn)行漿液噴射[1，2]。

2)開挖支護(hù)施工技術(shù)。

超前預(yù)加固后還需要進(jìn)行三臺階法隧道施工，以保證隧道的穩(wěn)定性，具體如下：第一，施工初期，使用型鋼+網(wǎng)噴混凝土進(jìn)行支護(hù)工程施工，二襯施工時所使用的混凝土為C45鋼筋混凝土；第二，加固后，施工的空間得到了擴(kuò)大，施工人員要充分利用大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行隧道施工，以加快施工進(jìn)度，以提高施工效果的同時，提高隧道工程的經(jīng)濟(jì)效益。

3 隧道施工監(jiān)測

在隧道開挖過程中要對隧道的變形狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，以保證隧道的穩(wěn)定性，檢測的內(nèi)容不僅有拱頂沉降監(jiān)測，還有水平收斂監(jiān)測，一般是在隧道施工完成后進(jìn)行的。對此，本文所提到的隧道工程也在施工完成后進(jìn)行了變形狀態(tài)監(jiān)測，以變形量的形式表現(xiàn)，經(jīng)監(jiān)測該隧道的最大變形量小于135 mm，對于富水砂層隧道來說已經(jīng)很小了，造不成什么威脅，證實(shí)隧道施工前進(jìn)行超前預(yù)加固，能夠有效提高隧道圍巖的穩(wěn)定性，使隧道施工的安全性得到了保證和提高[2]。

4 結(jié)語

在富水砂層隧道施工中應(yīng)用高壓旋噴注漿技術(shù)，能夠有效提高隧道的施工質(zhì)量和延長隧道的使用壽命，因?yàn)樵摷夹g(shù)的應(yīng)用，除了能夠解決富水砂層隧道施工的隧道位移大、掌子面穩(wěn)定差等問題以外，還能夠提高隧道拱腳的穩(wěn)定性，并對隧道沉降進(jìn)行有效控制；另外還能對隧道洞進(jìn)行綜合性降水，使砂層含水量得到有效降低，從而提高了隧道地層穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了富水砂層隧道的無水施工。

[1] 楊朝帥,王光輝.高壓旋噴注漿技術(shù)在富水砂層隧道中的應(yīng)用[J].山西建筑,2017,43(2):167-169.

[2] 劉 洋.高壓旋噴注漿技術(shù)在既有高速公路路基沉降處治中的應(yīng)用[J].公路與汽運(yùn),2016(3):113-116.

[3] 董 鵬.高壓旋噴注漿法在既有房屋地基處理中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2016(1):44-47.

[4] 胡仕濤.高壓旋噴注漿技術(shù)在隧道泥砂地層加固中的應(yīng)用[J].石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011,24(1):10-13.

[5] 盧紅前,劉欣良.某電廠取水隧道地段岸坡高壓旋噴注漿加固的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版),2010,43(S1):181-186.