公路隧道施工注浆堵水技术研究

肖彬斌

（四川公路桥梁建设集团有限公司公路隧道分公司， 四川 成都 610200）

公路隧道工程建设中，一些地区的地形或者地质情况相当复杂，因而容易在施工过程中发生突水问题，如此一来必然会危害到相关工作人员的生命安全。基于此，要想确保公路隧道施工正常进行，对于一些围岩破碎与缝隙发育等地段，需要开展合理的堵水处理。

1 注浆理论分析及注浆堵水技术的适用性

1.1 目的和作用

整体而言，堵水防渗与加固增强乃岩土注浆的目的，可是根据详细情况来说，一些以堵水为核心，一些以加固为目的。注浆作用在于：1.化学胶结。此乃化学作用，注入水泥浆液与化学浆液于地层中产生化学反应，促使岩土得到加强，最终提升岩土体强度之用。2.惰性充填。等到浆液凝固，充填岩土内的缝隙等空隙，从而提升岩土体对外力的支撑性，有效改善岩土变形。3.挤密压密。注浆阶段，注浆压力通常会挤压地层，挤压压实小裂隙与孔缝，可以提升地层的密实性以及力学性能。

1.2 浆液注浆和渗透机理

浆液于地层内一般是以紊流状态为核心，伴随注浆量持续增多，注浆规模增大，渗透断面增加，造成压力减小弱，减慢流动速度。深部地层内，沉积浆液变为层流与阻滞流状态，伴随时间的延伸，浆液慢慢凝固，构成强度较高的结构状态，对浆液流动有阻止之用，并且还阻止了地下水流动。而注浆浆液渗透机理整理为机械、水化与浆液扩散作用充塞。机械充塞指在机械作用中浆液围绕地层中的缝隙流动，这一作用对于浆液渗透性有一定的梯度特征。水化作用关键是以化学作用为核心，即材料和水在注浆中产生化学反应。

1.3 适用性

涌突水乃公路隧道建设过程中无法避免的一种灾害，这种灾害会直接影响到施工安全和工程运营，因此需要使用注浆堵水技术治理涌突水灾害问题。第一，涌突水控制方式。公路隧道涌突水控制方式划分成以下几种：1.排，就是排除掌子面地下水，缩减地下水位。2.堵，这里的堵实际上是阻隔地下水流路，这么做旨在避免发生涌水现象。在开展公路隧道施工步骤的时候，首要采用的就是成本费用少，且施工容易便捷的排水法，可是如若地下水量非常大，又或地下水位减少难度大，那么必须要使用对应的堵水方式。第二，适用范围。于公路隧道涌突水排和堵方式的挑选上面，仅仅需要确定什么时候堵水就行。堵水比较常用的是注浆施工，经过在地层中注入浆液，构成固结土，可以合理削弱地层透水性，确保围岩更加稳定。经过注浆堵水确保完全止水的可能性几乎为零，这关键是经过构成一个弱透水将围岩止水性能全面提升。当相关工作人员遭到下面状况的时候，理应科学运用注浆堵水技术：地下水位减小对四周环境带来不利影响；地下水量较大，围岩渗透系数大于105cm/s；需减小作用于二次衬砌水荷载。

2 公路隧道施工中注浆堵水技术的运用探索

2.1 方案选择

多种注浆方案和注浆适用条件均需要按照工程的实际情况进行有效选择。其中，注浆方案与注浆适用条件分别为：1.全断面超前注浆，适用条件是洞室V 级围岩地段；超前探水钻孔出水量应大于每分钟60L，同时还需要大于0.6MPa；前方的围岩带破碎，或者风化情况比较严重。2.隧道四周帷幕注浆。适用条件是满足别的全断面注浆特征，隧道穿越长度小于25m；超前探水钻孔单孔出水量应当控制在每分钟60L。3.局部断面超前注浆，其适合采用的条件就是断面围岩破碎，别的位置围岩保持完整；超前探水钻孔单孔出水量应当控制在每分钟25L 左右。

2.2 运用关键点

首先，注浆工法。按照浆液凝固时间与特性等科学挑选注浆工法，关键涵盖了以下几类：1.静压注浆；2.高压喷射注浆。第一种涵盖了固结注浆与接触注浆等，第二种涵盖了单管与多重管等方式，详细情况需要按照工程需求与规定，还有土质情况进行选择与使用。其次，注浆设施。公路隧道注浆设施有注浆泵与止浆塞、混合器与压力表、阀门与钻孔设备等配套装置，按照实际需求进行科学配置即可。再次，注浆材料。按照工程地质情况与施工目的科学挑选注浆材料。比如，岩层缝隙与孔隙，缝隙止水使用单液水泥浆与水泥等；孔隙止水使用丙凝与水玻璃等。松散砂层止水使用丙凝与木质素等。特殊地层止水使用骨料和单液水泥浆。

3 案例分析

一隧道工程，左右线长度分别是7280m、7310m，与此同时，隧道端面的宽度设置为10.5m，高度设置5m。隧道围岩体节理缝隙发育，具备了相当多的断层，故而水量大。隧道断面和逆断层相交，岩体破碎，工作人员在进行开挖的过程中产生了突水与塌陷情况，因此需要开展堵水加固工作。

3.1 注浆方案

按照断层带岩体特点和地下水高压，富含丰富的水等特点，使用超前全断面帷幕注浆方式。于隧道轮廓外构成6m 环形帷幕加固圈，确保隧道后期施工正常进行。挑选水泥浆液与水玻璃液材料，科学采用三圈层注浆加固法，注浆孔设定形状为梅花形，施工过程中始终坚持先外后内，针对相同的圈层必须要严格遵循先下部孔，后上部孔。

3.2 注浆参数

1.浆孔设置：注浆孔必须要将隧道轴线作为中心，形状设定为伞状，环间距需要合理控制在1.5m 左右。而外偏角是15°，内环与中环，以及外环注浆孔的长度是30/20/15m，设置115 个加固孔。2.材料。水泥浆液选择使用425#一般硅酸盐水泥，水玻璃液浓度设定为30 到40Be`,模数将其设置成3。而水泥浆液和木玻璃液体积比是1:1.1，水玻璃液稀释到35Be`。3.工程施工参数。注浆加固孔开孔 130mm，钻孔深度在3m 后展开设置，并且还需要固结孔口管，管中施工 91mm 注浆加固孔，而单孔注浆扩散半径必须要比2m 大，防止小于2m。通过计算明晰工程注浆压力。帷幕加固注浆浆液凝固为200s，水泥浆液与水玻璃液流动速度是每分钟16L左右；施工设置注浆压力与流量以后，不断注浆15 分钟以后暂停注浆施工。

3.3 施工工艺

1.准备工作。进行施工以前，需要检查好设施设备，做好注浆系统安装与试运行，保证设施设备与工作人员都到位以后才能进行注浆施工工作。2.工程施工流程。此次工程采取的是全断面注浆方式，施工步骤就是先外后内圈进行施工，相同圈层则需要保证先下部孔，后上部孔，使用后退式注浆和前进注浆相融的施工方式。第一，前进注浆，每一次钻井5m，注浆5m；第二，后退注浆，一次性做好全孔钻进工作，根据每5m 为一段从孔底部到孔口开展分段注浆法。3.施工关键点。钻孔注浆施工步骤就是：第一，钻孔开孔；第二，进行孔口管安装设定；第三，钻到设计的深度；第四，进行清孔；第五，进行压水试验；第六，制作准备浆液；第七，进行注浆施工；第八，注浆施工完成，将管路清洁干净即可。此次工程开展注浆施工以前，于掌子面挂网喷射20cm 的混凝土构成封闭层，避免地下水涌出来。注浆浆液场地配置，浆液必须要先放置半小时左右，而场地相关工作人员应当做好详细记录施工的情况，例如孔深与孔径、浆量与浆液等，以此及时调节浆液配比与施工参数，保证施工工作正常进行下去。

4 结束语：

注浆堵水技术能够有效改善围岩物理力学性能，得到比较好的堵水加固围岩之效。因此，公路隧道施工过程中，必须要按照超前碳水情况科学挑选注浆方案，选择合适的材料，积极开展钻孔注浆施工，保证达到预期中的施工成效，给后续施工安全打下扎实的基础。