高速公路隧道淺埋段地表深層注漿施工技術(shù)

摘要：地表注漿施工技術(shù)由于性能良好，因此被廣泛應(yīng)用到了高速公路隧道施工工程中。其主要是將注漿漿液灌注到圍巖空隙以及巖石裂縫中，以此改進(jìn)土體的物理性能，達(dá)到加固軟弱地層的實(shí)質(zhì)性目的。在高速公路隧道施工期間有效的使用該項技術(shù)，不僅能夠降低不良問題的發(fā)生，同時還能夠強(qiáng)化隧道巖石結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，確保經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的良好性。本文主要以某高速公路隧道工程為例，詳細(xì)論述了對于深層注漿施工技術(shù)的具體應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：高速公路;隧道淺埋段;地表深層注漿施工技術(shù)

前言

在現(xiàn)有的高速公路隧道建設(shè)期間，假設(shè)埋深處于較淺狀態(tài)的時候，圍巖自身的穩(wěn)定性和安全性就會受到不良影響，開挖期間便會發(fā)生塌陷等危險，直接威脅著人員的安全。針對于此種現(xiàn)象，相關(guān)人員需要加大重視力度，引進(jìn)性能良好的注漿加固技術(shù)進(jìn)行處理和解決，以此達(dá)到增強(qiáng)圍巖強(qiáng)度的目的。

1、工程概況

某高速公路隧道工程長度是1750m，淺埋段表現(xiàn)為DK10+710～dk10+850。在這一階段中，淺埋段的深度、高度以及斷面寬度分別是6.5m、12.5m以及14.8m，圍巖是v級，開挖期間主要是應(yīng)用CRD方式。通過分析得出，該種類型的公路隧道鉆探取樣結(jié)果是，粉質(zhì)粘土為0m～6m，全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖是6m～12m。堅硬度以及密實(shí)性強(qiáng)的砂土組合形成巖芯，在遇到水體之后，經(jīng)常發(fā)生崩塌現(xiàn)象。而13m～20m是強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，巖芯主要是以碎塊狀為主要結(jié)構(gòu)，自身比較軟。

2、注漿施工前期階段的準(zhǔn)備工作

2.1注漿材料的選取

在實(shí)施注漿施工工作之前，對于相關(guān)人員而言，首先，需要從工程各個環(huán)節(jié)的特征入手，比如水文地質(zhì)特點(diǎn)、周圍環(huán)境以及諸多的造價要求等。在隧道淺埋段地表位置處實(shí)施鉆探取樣工作，明確漿液注入地層的方法。其次，受周圍地質(zhì)條件較為復(fù)雜等因素的影響，一般情況下，注漿材料主要是由多種類型的注漿材料相互組合形成的體系，其中表現(xiàn)為普通水泥漿、水泥的擴(kuò)散能力等，在這一現(xiàn)狀下，就要求工作人員根據(jù)實(shí)際情況，選擇與之相符的注漿材料組合體系，在此基礎(chǔ)上，滿足強(qiáng)度加固的基本需求，最終達(dá)到注漿的實(shí)質(zhì)性目的。

通過對地質(zhì)鉆探數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的分析可以看出，注漿材料主要是：孔底5m區(qū)域內(nèi)使用超細(xì)的水泥，水玻璃雙液漿，其他位置則是應(yīng)用超細(xì)水泥漿。

2.2注漿孔

在高速公路隧道施工期間，需要加大對注漿孔的重視力度，保持注漿孔的均勻性。以工程為主，在隧道周圍17m的地表位置處來處理注漿，在洞頂位置處，處理到拱頂開挖線的50cm以內(nèi)。隧道周圍，則是處理到仰拱設(shè)3.5m。

2.3注漿參數(shù)

在了解到孔位以及施工加固方式之后，實(shí)施漿液的配比試驗工作，借助該項試驗來了解和掌握漿液的具體參數(shù)。具體情況如下表所示：

高速公路隧道工程的土質(zhì)結(jié)構(gòu)屬于泥質(zhì)砂巖層以及粉質(zhì)粘土層，因此，在擴(kuò)散漿液的時候，可以將其半徑控制在0.9m之中，注漿壓力控制在2MPa，注漿處理速度為20L/min～40L/min，斷層破碎帶為60L/min～120L/min。再者，進(jìn)行分段注漿操作的時候，需要控制好每段的長度，控制在0.3cm，而且，要想達(dá)到固定地表的目標(biāo)，施工期間必須確保注漿量的準(zhǔn)確性。

3、高速公路隧道淺埋段地表深層注漿施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1注漿試驗的實(shí)施

目前，需要對施工現(xiàn)場的周圍環(huán)境進(jìn)行分析，當(dāng)設(shè)置注漿試驗點(diǎn)位的時候，選取代表性強(qiáng)的斷面。首先是進(jìn)行鉆孔工作，將巖芯取出加以清洗。再者，在壓水試驗過程中，將管口周圍全部密封巖石，依照具體的數(shù)據(jù)來明確施工配合比，無論是注漿的壓力值、還是半徑等，都要詳細(xì)的記錄下來，以便為后期注漿工程的開展奠定重要的基礎(chǔ)，促使該項工作的穩(wěn)定實(shí)施。

3.2注漿施工

3.2.1鉆孔作業(yè)

在設(shè)置孔位的時候，需要應(yīng)用型號為XY-100的鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，將鉆機(jī)落實(shí)到位，調(diào)整好鉆桿的垂直度。開鉆過程中，應(yīng)用套管進(jìn)行定位，泥漿護(hù)壁成孔，鉆孔期間保持均勻的速度進(jìn)行鉆進(jìn)，等到鉆機(jī)大約鉆到0.5m左右之后，逐漸的提升速度，保持正常。在溝谷區(qū)域上層進(jìn)行鉆孔的時候，要想方式出現(xiàn)坍孔情況，可以應(yīng)用地質(zhì)鉆機(jī)跟管進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆機(jī)鉆頭沖擊偏心器，將套管裝到偏心器中，待巖石層不會出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象之后，替換成潛孔鉆頭。此外，還要明確注意到，鉆孔期間必須將漿液清理干凈，以免發(fā)生通道堵塞等不良現(xiàn)象，做好鉆取巖芯長度的記錄工作，為后期巖層厚度分析提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

3.2.2注漿的基本特征

在本次工程開展期間，主要是采取后退式袖閥管分段施工的方式，鉆孔期間，提前放置具備射漿孔的灌漿管，內(nèi)部則是使用雙層的灌漿塞分階段進(jìn)行灌漿。再者，從工程實(shí)際運(yùn)行現(xiàn)狀入手，引進(jìn)與之相符的設(shè)備，比如發(fā)動機(jī)、攪拌機(jī)、雙漿液注漿機(jī)，派遣專業(yè)能力強(qiáng)并且操作技術(shù)水平高的人員，隨時隨地的了解注漿情況，一旦發(fā)生不良的異常現(xiàn)象，要加以調(diào)整和改進(jìn)。

一般情況下，在50m以內(nèi)的地表處經(jīng)常使用袖閥管注漿，不過，該種類型的注漿也能夠應(yīng)用于隧道中。由于其包含了兩種類型的阻塞器，因此，在灌注期間，需要將漿液控制在相對時段內(nèi)進(jìn)行處理，以此順利的實(shí)施分階段灌漿作業(yè)。如果進(jìn)行重復(fù)性的灌漿，可以應(yīng)用自由移動性能良好的阻塞器注漿。在注漿鉆孔操作過程中，采取平行作業(yè)的方法來提升作業(yè)效果。再者，鉆孔期間，控制好注漿和鉆孔之間的間距，保持在6m之上，如果間距較少，注漿管自身就會發(fā)生變形現(xiàn)象。在注漿壓力較少、進(jìn)漿量較大的時候，就表明了巖層出現(xiàn)了裂縫，針對于此種現(xiàn)象，需要調(diào)整好漿液的濃度。當(dāng)完成操作工作之后依舊無法滿足操作準(zhǔn)則的時候，需要對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，做好養(yǎng)護(hù)工作。

3.3對注漿管進(jìn)行安裝

在高速公路隧道工程施工期間，注漿管主要是采取袖閥管，該項材料是由聚乙烯塑料組合形成的，四周有悶蓋。在清孔工作通過審核之后，需要將悶蓋加載低端，管內(nèi)灌注上清水，采取絲扣將管件連接到一起。待拔出來套管之后，使用粗砂碎石填充注漿管，待材料強(qiáng)度增強(qiáng)之后，應(yīng)當(dāng)借助注漿壓力添加清水，這樣可以保持管道的流通性。

3.4注漿的注意事項

①施工人員在鉆孔期間，需要大力控制鉆孔的垂直性，只有這樣，才能夠下袖閥管。

②將孔口管段密封住，以免漿體流淌出來。當(dāng)實(shí)施完成首次注漿之后，借助止?jié){設(shè)備步入二段，然后注漿，直到孔注漿工作落實(shí)。注漿期間，注入三分鐘左右的水，使圍巖處于良好的流通狀態(tài)。

③根據(jù)實(shí)驗室設(shè)計的漿液配比注漿，或者是按照注漿實(shí)際現(xiàn)象展開調(diào)整。

④相關(guān)施工人員需要合理使用施工工藝，大力控制注漿速度，并且隨時隨地的了解到壓力表的變化情況。

4、結(jié)語：

地表深層注漿施工技術(shù)是我國高速公路隧道作業(yè)期間經(jīng)常使用的一項技術(shù)，其具備較強(qiáng)的加固性能，科學(xué)合理的對其進(jìn)行應(yīng)用，不僅可以優(yōu)化隧道圍巖的結(jié)構(gòu)，同時還能夠確保隧道施工的安全性，減少風(fēng)險問題的發(fā)生概率，進(jìn)而在一定程度上實(shí)現(xiàn)高速公路穩(wěn)定行駛。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：陳釗，1986年3月出生，大學(xué)本科學(xué)歷，參與過PPP項目，從事高速公路建設(shè)與道路施工技術(shù)及管理工作。

（作者單位：岳陽市公路橋梁基建總公司）