隧道软弱围岩小导管径向注浆技术分析

梁仲德

[摘要]近几年我国隧道建设技术在不断地更新，其中注浆技术的结构和方式也在不断的变化。文章以某隧道软弱围岩工程为例，分别从其工程情况分析、施工方案结构、径向注浆技术运行机制以及效果检验措施展开了细致的讨论，旨在为相关管理人员以及施工监管人员提供必要的技术参考，以促进整体技术的优化运行。

[关键词]隧道；软弱围岩；小导管；径向注浆技术

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.34.188

1 工程基本情况以及方案分析

1.1 某工程基本情况概述

某隧道软弱围岩工程在挖掘前，利用5#的施工竖井以及2#的联络通道作为基本的工程框架，主要划分的结构为，左线、右线、大里程以及小里程四个项目，全程439米，并且基础的洞内已经逐步支架成关环，但是没有经历二次施工，最小的线距控制在17米左右。另外，工程的施工路段早期为矿山法段，之后才改建为盾构通过段，相应的工作人员要进行集中的矿挖施工，并且需要沿着原来的初步支架结构进行不等距的挖掘施工，以保证两次开挖过程的衔接性以及工程平衡。其中最大的扩挖范围为335厘米，最小的扩挖范围也维系在146厘米。

除此之外，在对基础的地质和水文进行监测的过程中，扩挖段隧道拱顶覆盖岩层以及隧道穿越地层和隧道底板岩层要按照自上而下的顺序进行有效的填充，分别填充土层、砂层以及砾砂岩层[1]。整体的开挖范围会经过强中化或者是中等风化的含砾砂层，并且整体拱顶覆盖的岩层基本的深度和厚度不一致，但都会含有水砂层。在判断相应的隧道围岩级别时，评定其等级为四级，地下水的类型属于孔隙潜水和基岩层裂缝水结构，是岩性第四系海陆相粉砂。另外，扩挖段主要的透水层以及含水层结构厚度保持在0.6米到4米之间[2]。

1.2 某工程基本方案分析

在建立基础的施工方案的过程中，相关管理人员要根据实际地质雷达的勘测结果进行隧道上方土层的集中管理，其中能得出联络通道东西走向各延伸10米左右，不仅存在软弱围岩，基础土质也比较疏松，也受到了很大的地表污水影响，围岩自身的稳定能力比较差。相关人员要保证整体工程的安全进行，就要充分结合相应的地质要求进行浅埋暗挖的施工方针。首先，要保证超前小导管注浆加固，称为“管超前、严注浆”，其次，利用小步距短台阶开挖与临时仰拱措施并行，保证喷锚初支以及钢格栅结构的支护综合，称为“短开挖、强支护”，最后，对整个工程项目践行有效的监控，在基础开挖项目运行后，利用初支结构进行支护后的跟踪注浆，称为“快封闭、勤量测”。只有保证小导管注浆技术的有效应用，才能进一步优化整体隧道建设的整体稳定性，并且从根本上确保地下管线和隧道结构的安全。

2 工程内小导管径向注浆技术的运行机制分析

2.1 优化确定基本的技术参数

根据某工程的实际需求，相关人员要针对小导管的参数进行有效的处理，使用的热轧无缝钢管的外径要维系在42毫米，壁厚3.5毫米的尺寸范围内，管长控制在6.5～9.5米之间，这样才能有助于小导管直接插入围岩内部，并且在钢管前可以直接两驱200毫米左右的距离，直接加工成尖锥桩，保证有效的封焊。另外，要保证焊接结构的管身孔径在10毫米左右，后端100厘米不设置溢浆孔，并且要在管尾直接焊接φ0.6厘米箍筋。

2.2 优化设置基本的注浆孔

要对钢管的外插角度进行有效的测量和关注，保证在5°～10°。首先施工的是左线隧道线路的内侧拱脚，保证其与基础轨面线间边墙都采用较长的注浆管，长度控制在10米左右，其管口环向距离为1.2米，布置方向为水平；其余部分都采取6米左右的注浆管，其管口环向距离为0.6米，纵向距离为1.7米，具体见下图。

隧道小导管径向注浆布置图

2.3 优化运行基本的注浆操作

在运行整体的注浆过程中，首先，相关人员要集中关注注浆的施工流程。由于会使用不同长度的小导管，因此，在工程运行过程中要利用不同的钻机，保证10米以内的小导管利用水平钻机钻孔作业，而6米以内的小导管利用手风钻钻孔作业，而洞内径向注浆采用的是孔口管止浆操作，保证基本的注浆压力控制在0.5～1.5MPa，在工程初喷混凝土后，相关操作人员要集中截断隧道范围内的注浆钢管，并且集中焊接钢板，实现有效的锚固效果。其次，要集中关注注浆方式。在注浆操作的过程中，要保证自上而下的顺序，在关注注浆压力的过程中，当压力已经上升到1.5MPa后，相关人员就要停止注浆过程，待压力下降后再继续操作，重复几次之后保证减压的压力值恒定，并且保证其与设计的终压数值相等且状态稳定10分钟，进浆速度要维持在初始速度的25%，或者是工程中的注浆量维持在设计注浆量的80%，才是符合标准的数值，方可结束注浆。特别要注意的是，若是在实际工程运行过程中，出现了冒浆的现象，相关操作人员一定要停止操作。最后，要集中注意注浆效果的检查。结束作业后，相关管理人员要进行有效的项目验收操作，利用打检查孔的措施对围岩预加固效果进行验收，检查孔保证深度在4米左右，检查标准是检查孔水滴不成线，并且基本的渗水量≤2L/d的时候，加固效果是最佳的。若是实际检验结果不足标准，就要进行补充注浆操作，在拱部以及两边墙再设检查孔。

3 工程内小导管径向注浆技术的效果检验措施分析

3.1 集中检验预加固效果

在进行预加固效果检验的过程中，相关管理人员要直接采用现场开挖的手段进行检验，通过相应的检验措施，实验人员不难发现，利用小导管径向注浆技术能保证隧道上部的软弱岩层成为统一的整体，且提升了围岩的基础刚度和强度，为施工中出现的岩层松弛和坍塌提供了有效的保证。也辅助施工后掌子面减少出现渗水现象，从根本上保证了整体注浆技术的运行，也提升了隧道软弱围岩的施工安全。

3.2 集中运行监控量测过程

相关人员在对注浆过程进行监控的过程中，要利用好工程项目扩挖前已经设置好的监控量测点，进行有效的项目补充，并且对整体注浆过程进行集中的安全水平监测以及评估，最重要的是关注注浆技术运行过程中产生的压力，保证不会出现由于压力过大导致的洞内收敛值增大，也能有效地规避地面上拱现象。另外，对于监测量测的过程，也要进行集中的数据分析，保证分析结果能有安全的评价机制。相关人员在对工程评价后，提出相应的工程对策，其施工人员根据具体的施工建议进行施工行为的有效纠偏，建立施工过程的信息化转变。相关人员要建立有效的位移管理等级，按照三级管理措施进行安全性评价的鉴定，并且根据不同的测量结果鉴定不同的工程管理等级，在工程运行过程中强化超前与支护、初期支护强度以及初期支护刚度，对项目中支护操作、围岩操作以及回填操作进行及时的应对处理，以保证整体项目顺利运行。除此之外，相关管理人员要针对施工过程中的具体操作进行集中的升级管理，保证运行的稳定性和安全性，并且确定整体施工结构的完整。在施工中因地制宜，利用科学合理的注浆手段的浆液配比能保证施工顺利进行。

4 结 论

综上所述，小导管径向注浆技术集中降低了隧道软弱围岩施工的安全风险，且整体施工工序灵活简单，不仅基础设备相对简单，而且施工成本也比较低，能有效升级建筑物掌子面的稳定能力，集中降低围岩渗水现象，对地表沉陷也有很好的控制作用。

参考文献：

[1]李鹏飞，赵勇，刘建友，等.隧道软弱围岩变形特征与控制方法[J].中国铁道科学，2014，35（5）：55-61.

[2]赵亢，杨其新，蒋雅君，等.关垭子隧道软弱围岩大变形机理分析[J].铁道标准设计，2015，10（10）：114-118.