新时期道桥隧道超前预注浆施工技术研究

杨俏梅

摘要：超前预注浆是指在工程开挖之前通过注浆填充围岩缝隙的施工技术，应用超前预注浆施工技术能够起到加固围岩以及阻塞水流的作用，在道桥隧道工程中的應用十分广泛，对于提升道桥隧道工程的建设质量具有十分重要的作用。本文结合相关案例对道桥隧道超前预注浆施工技术进行分析，希望对提升道桥隧道工程的建设质量有所帮助。

关键词：新时期;道桥隧道工程;超前期预注浆;应用

引言：在道桥隧道施工过程中，对超前预注浆施工技术的应用比较广泛，该技术不仅能够在加固围岩方面发挥重要作用，而且还有助于防范地表沉降，同时还能对地层的位移起到有效的抑制作用。道桥隧道工程的施工难度高，因此在应用超前预注浆施工技术的过程中，为了提升注浆效果，需要做好施工准备以及安全防护工作，并注重对注浆方案以及注浆工艺等方面的把控，这样才能充分发挥出超前预注浆施工技术的作用。

一、工程案例和施工设计方案

（一）工程概述

以某道桥隧道工程建设为例，该隧道为双线特长隧道，隧道全长为3510.5m，隧洞顶高程为536.605m，其中里程K2+940-K3+296m段洞顶存在积水，积水的长度为356m。在积水影响的范围内，洞身穿越寒武系中统高台组白云岩，围岩的质地较硬，并且完整性相对较差。洞身不仅会受到洞顶积水的影响，而且还会受到地下水的影响。地下水主要为岩溶裂隙水以及基岩风化裂隙水，同时还存在地下水分布不均匀的情况。围岩的透水性较强，并且存在着比较严重的突水隐患，给道桥隧道施工带来了巨大的安全风险。

（二）施工设计方案

根据工程的实际情况，制定具体的施工方案，针对K2+940-K3+296m段影响约200m范围内，应用TSP超前地质预报技术，同时配合应用红外探水仪等进行动态监测。而对于断层破碎带位置，在开挖的过程中应用台阶法，同时配合应用全断面短尺寸掘进法进行开挖。应用多功能钻机与注浆泵进行超前预注浆施工。

二、制浆系统的建设分析

由于注浆施工需要应用到的浆液数量较大，因此首先要建立洞外注浆站，这样才能满足注浆施工的要求，同时还要在施工段配设注浆站，这样可以满足较少注浆量的需求。对于洞外注浆站而言，通过搅拌站进行加工，并且应用混凝土罐车负责运输工作。对于洞内注浆站而言，主要由袋装水泥平台、二次搅拌储浆池、水玻璃注浆泵、立式搅拌机以及供水和配电系统构成。在注浆系统建设完成后，应用清水对相关的管路以及机械进行调试，在确保设备运行稳定之后再投入使用，并且要在每次注浆施工前对设备进行检验。同时还要准备废液和废水处理设备，对于施工中产生的废液和废水进行处理。除此之外，还要确保供水、供电以及供风正常，并且确保交通畅通，切忌在施工过程中出现中断现象。

三、道桥隧道超前预注浆施工技术

（一）钻孔结构及孔口止浆管的安装

开孔的深度为3-5m，孔径为Φ153mm。应用高压帷幕预注浆加固技术，则应先打孔泄压，这样可以避免出现钻孔被压力顶出的问题。同时还要在钻孔中安装注浆套管，将注浆套管作为空口管。应用Φ146mm钢管作为孔口管，并且应用速凝水泥进行封固[1]，在此基础上进行打压检测。如果在在6MPa压力作用下孔口管没有出现松动，或者没有出现泄漏等状况，则表明止浆合格。在确保孔口管注浆固结合格之后，需要进一步固定孔口管，并且在孔口管上安装阀门。完成以上工序之后在进行钻孔施工，孔钻的规格为Φ80mm，钻孔需要钻至终孔位置。

（二）钻孔防突装置

在钻孔的过程中，经常会出现钻孔内涌出泥水的问题，即涌水与突泥的问题。这会影响到超前预注浆施工的安全性，为避免出现这种问题，在钻孔注浆的过程中，应注重加强孔管的封固质量，使其达到耐压的要求。钻孔在注浆时，必然会产生注浆压力，在注浆压力的作用下，会对套管产生作用力，进而会导致套管被拔出，出现涌水以及突泥的问题。要了提升孔管的封固质量，不仅要确保套管固结的牢固度，而且还要安装上注浆高压阀门，这样才能更好的控制涌水和突泥的现象。

（三）注浆材料及设备的选择

结合注浆方案与注浆技术要求来合理选择注浆材料，通常，注浆材料主要包括水泥浆以及凝结材料等，凝结材料主要是指水玻璃。同时在注浆材料的选择过程中，还要以加固体的强度以及浆液的扩散范围为参考依据。而对于注浆设备的选择，需要满足注浆压力以及注浆量的调控，主要考虑浆液的种类、使用的场合以及额定泵量的大小等方面因素。

（四）注浆劳动力组织及施工安排

注浆施工的复杂性较高，尤其特殊材料注浆以及双液注浆对技术的要求更高，因此要做好注浆劳动力组织工作，这是确保注浆施工顺利开展的重要前提。每班需要配备1名现场班长，1名技术副班长，1名管路连接工，4名材料倒运工、制浆工以及机修工。对于施工安排而言，需要应用交接班作业方式，这种作业方式是指在班前洞内技术交底，在班后进行技术总结，同时还要详细的记录现场注浆施工参数。

四、注浆效果评价

（一）分析法

应用分析法，需要全面收集注浆孔参数信息，然后结合参数信息进行分类对比，进而对注浆效果做出科学、客观的评价。应用分析法对注浆效果进行评价，具有评价效率高以及评价结果科学性强的特点。在应用分析法对注浆效果进行评价的过程中，应结合注浆孔参数信息绘制P-Q-t 曲线，通过观察可知，在注浆之初，压力处于0.3-0.5MPa范围内，而注浆的速度则处于30-45L/min范围内，随着注浆施工的持续，注浆压力也会随之提升，而注浆的速度则会随之降低。当注浆压力达到设计注浆终压值时，注浆的速度会出现明显的下降趋势。

（二）检查孔法

在注浆作业完成之后，结合开挖轮廓线范围，围绕所选取的断面打检查孔，检查孔的数量通常为5个左右。要合理控制检查孔的位置以及孔径，在拱顶应打2个检查孔，孔径为110mm，长度控制在27m左右。然后对检查孔的出水量进行检查，结合检查孔的P-Q-t 曲线，我们能够看出在注浆之初，压力为0.3MPa，注浆的速度为17L/min，随着注浆工作的开展，注浆压力以及注浆的速度变化不明显。6min之内，注浆的压力与注浆的速度均比较稳定，待6min之后，注浆压力上升速度加快，在23min之后，达到设计注浆终压，并且注浆速度会明显下降。在注浆压力达到1.2MPa时，地层便不再吸浆。根据这种情况可以判断该检查孔已经达到了饱和密实程度，达到了设计的预期效果，能够起到阻塞水流以及加固围岩的作用，说明注浆效果比较显著。应用检查孔法对注浆效果进行检查之后，还要应用M10水泥砂浆对检查孔进行封堵。除了要在拱顶打2个检查孔进行检查之外，还需要在左右边墙各大1个检查孔进行检查，同时在底部也需要打1个检查孔进行检查。这样才能确保对注浆效果的评价更加准确、更加客观。

（三）针对异常情况的处理分析

由于道桥隧道超前预注浆施工比较复杂，施工过程中会受到多方面因素的影响，导致注浆时经常会发生一些异常现象。为保障道桥隧道超前预注浆施工的质量与效果，需要做好异常情况的处理工作。例如，在注浆过程中如果出现了突泥的情况，需要及时停止钻进，进行注浆处理。再比如，针对地层吸浆量大，导致注浆压力难以提升的情况，需要对浆液的配比进行调节，通过调节浆液的配合比，可以起到缓解凝胶时间的作用，有助于提升注浆压力。如果在注浆的过程中，注浆压力出现明显上升的情况，需要及时停止注浆，同时还要将泄浆伐开启，及时泄压，避免压力过大引发严重的安全事故。除此之外，还要对出现压力明显上升的原因进行分析，待查明原因之后再对是否继续注浆做出判断。如果注浆压力明显上升是由于费管路堵塞导致的，则不能继续对该注浆孔注浆。而在注浆的过程中如果出现了串浆的现象，则应及时关闭串浆孔，提升注浆孔与钻孔之间的间隔。这种方式能够有效解决串浆的问题。针对注浆过程中出现的漏浆以及跑浆等问题，则可以应用间歇注浆法来进行封堵。总之，在注浆过程中很容易出现多种异常情况，因此需要确保管路的畅通，针对注浆过程中出现的管路堵塞问题，要在第一时间进行处理，这样才能保障注浆施工的顺利开展，才能确保注浆施工的质量与效果。

结束语：隧道施工质量会直接受到围岩稳定性的影响，在道桥隧道超前预注浆施工技术的应用过程中，能够实现对围岩缝隙的充填，不仅可以起到加固围岩的作用，而且能够阻塞水流，对于保障隧道施工质量具有十分重要的作用。因此，新时期道桥隧道施工过程中，应加强对超前预注浆施工技术的应用。

参考文献：

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