隧道帷幕注浆堵水加固基岩的施工技术

陈 栋

(贵州省桥梁建设集团有限责任公司)

隧道帷幕注浆堵水加固基岩的施工技术

陈 栋

(贵州省桥梁建设集团有限责任公司)

帷幕注浆施工技术不管是在国内还是在国际上都被看做一种不错的方式，目前，其运用已经非常普及。结合工程实例对隧道帷幕注浆堵水加固基岩的施工技术进行了探讨。

隧道;帷幕注浆堵水;加固基岩;施工技术

1 工程基本情况

有一单洞双线隧道，其总长度是4 906 m，还有一低洼，位于Ⅳ级围岩地段处，该低洼不仅可以导水而且可以储水，其基岩节理发育状况属于裂隙，岩石不完整;其右面存在一水库，该水库是地下水发育，而且其围岩自稳性非常低，所以，在洞室开采的过程中只要稍有不慎就会引起塌方以及突水现象的发生。所以，通过帷幕注浆来实现堵水、并通过对围岩进行加固措施能保证施工的安全可靠。

2 关于帷幕注浆施工技术手段

2.1 明确施工技术的参数

(1)要留下3 m长的止浆岩盘，每一循环过程要进行24 m长的开挖，以及27 m长的注浆。(2)首先要对该段隧道在地质方面的实际情况进行了解，在这个前提下，采取推算并对工程进行对比的方式，来确定在距离隧道开挖的轮廓线外侧位置3 m处属于浆液扩散半径。(3)以水泥—水玻璃浆为材料，该材料是双浆液超细型。水泥浆和水玻璃在体积方面的比例处于1∶1～1∶1.03范围内，水玻璃浆具有1.21～1.38 g/cm3范围的密度，在水泥浆里，水灰比例在0.8∶1.0～1.5∶1.0之间变化。胶凝时间之所以确定为1～2 min的前提是，当泵压很久不增加并有很多的进浆量时;当泵压稳固增加并有中等的进浆量时，胶凝时间最好确定为3～4 min;胶凝时间确定为5～6 min的基础是当泵压增加迅速并具有很少的进浆量时。(4)浆柱、孔口以及管路损失压力三者一起促使注浆压力得以形成。注浆终压的确定为此处的静水压力与1.0～2.0 MPa的合计数，这是在参考现场试验的基础上确定的;在对注浆终压进行设计时，通常来说都超过注浆初期阶段的压力，而且随钻孔深度的加大而不断递减。

2.2 施工措施

2.2.1 对止浆墙进行的施工

首轮注浆未开始之前，在掌子面位置立模浇筑厚度为50 cm的C30型的混凝土止浆墙，在后面的其他循环注浆过程中，可通过完成注浆但是没有开挖的岩体换取止浆墙(注意要留下3 m)，掌子面可以借助喷射混凝土进行封闭，该混凝土具有25～30 cm范围的厚度。

2.2.2 对超前钻探进行的施工

在洞内工作面位置通过钻机顺着隧道前方进行大约30 m的超前探孔，根据探孔来做探测以及注水试验。主要是对岩石的完整情况、以及涌水压力并涌水量进行探测，这样的话，可以给注浆参数以及有关技术参量的合理选择提供有效的参考。

2.2.3 对开孔进行的施工

(1)每个循环规定了5环以及79个注浆孔，注浆孔具有超过108 mm的开孔直径和超过90 mm的终孔直径;注浆孔孔底设计了3～4 m的间距。(2)根据设计要求，在掌子面处让钻孔位置显示出来，通过红油漆进行标注;让钻具与注浆孔的孔口相对，对钻机钻孔进行方向调整，使其与设计钻孔保持相同的方向(也就是偏角以及立角与设计是一致的)，要使钻机固定下来;钻机开孔要保持低压并慢速，当达到2～3 m时，把钻机拿出。

2.2.4 关于孔口管的埋设

在孔口管离法兰盘端部位置还有20～50 cm的地方进行2道棉纱的缠绕;把环氧树脂锚固剂置入孔内部，在孔内放入孔口管，也就是通过锚固剂来进行固定。

2.2.5 钻孔注浆问题

(1)对孔口位置要进行正确的定位。偏角要满足设计标准，即和设计位置的偏差范围是±5 cm，这是允许出现的误差。要做到钻一段，进行一段的检查，对孔底位置偏差较大的要及时改进，偏差值要低于30 cm。(2)钻孔以及注浆应该按着从外到内的顺序进行，关于同一圈孔的施工要间隔进行。注浆过程中要是存在窜浆以及跑浆情况，可以通过间隔1孔或是几孔的注浆措施进行处理。附近帷幕注浆方式的确定要参考围岩性质以及涌水量的具体情况，通过前进式或是后退式进行注浆工作。在注浆过程中，一个孔段的工作通常而言是持续开展的，直到彻底完成，最好不要中断，应尽可能的防止由于机械、停水、以及器材等发生事故而导致的中断现象。那些由于采取间歇注浆以及控制串冒浆等而专门进行中断的情况，首先要对钻孔进行清理，当达到以前的深度后，再进行重复注浆。(3)以选定的参数为依据进行浆液的配置，当水泥浆完成配置以后要通过1 mm进行一次筛过滤。要先对注浆管进行细致的检查，当其没有阻塞可能时再把注浆系统进行接入。当注浆系统和孔口的混合器接连完成后，把阀门打开，在对注浆泵进行启动的过程中，要按这样的顺序进行，即从稀到稠、在注浆量方面，要从大到小、此外，要保证水泥单液浆优先，而双液浆随后的顺序。当注浆压力与设计值相一致时，要使其保持2～3 min时间，当进浆量与设计数量相一致时，就停止继续注浆，要把球阀关闭，并及时把注浆混合器并注浆系统卸下，最后再通过清水将其清理干净。

2.3 结束注浆的要求并注浆效果的评估

(1)单孔注浆完成的标准:在注浆过程中，其压力会慢慢增加，注浆量不断变小，当注浆压力与设计终压相符时，其持续维持时间要多于10 min;当注浆完成时进浆量少于20 L/min，或是注浆总量超过注浆量的80%;检查孔的涌水量低于0.2 L/min。

(2)全程注浆完成的标准:设计的注浆孔都结束注浆后，要对此段注浆质量认真检查，全部注浆孔都满足单孔完成标准，不存在漏注问题;浆液的注入范围要符合设计标准;预测岩体在结束注浆后，要在开挖完成后使洞壁稳固。

(3)清晰检查孔的位置:检查孔钻取岩芯开展对注浆质量的检查，检查孔钻深未超过开挖段的长度并提前保留3 m段，检查孔应该具有0.2 L/(min·m)的出水量。那些浆液扩散方面很薄弱、而且钻孔渗水量超过0.2 L/(min·m)或是某部位漏水量超过10 L/min的地方，要进行加孔补注浆，一直到符合标准再停。当注浆达到标准后，才能开始开挖工作。

3 结语

帷幕注浆施工有利于其充分体现固结以及堵水功能，保障了隧道结构，因此确保了施工过程的安全性和有效性，该隧道在岩层破碎地区以及水库区非常的顺利。此外，帷幕注浆还有利于生态环境，避免水土流失，促进水土平衡。

［1］孟庆彬，乔卫国，林登阁，孔令辉.地面注浆堵水技术及应用研究［J］.煤矿支护，2009，(3).

［2］张有，欧阳永龙.浅议岩土注浆加固技术的发展与应用［J］.中国矿业，2005，(6).

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1008-3383(2012)07-0090-01

2012-04-11

陈栋(1975-)，男，贵州六枝人，工程师，研究方向:路基路面施工技术。