隧道注浆技术的发展现状与展望

卓 越， 李治国， 高广义

(1. 中铁隧道勘察设计研究院有限公司， 广东 广州 511458； 2. 广东省隧道结构智能监控与维护重点实验室, 广东 广州 511458； 3. 盾构及掘进技术国家重点实验室， 河南 郑州 450000)

0 引言

注浆技术是指通过将适宜的胶凝材料配制成针对性浆液，利用压力设备直接或间接注入岩土体，以改变岩土体的力学分布和结构组成，待浆液凝固与原始地层形成复合体，提高其物理力学性能，达到防水、加固或纠偏的工程目的[1]。目前，注浆技术已广泛应用于隧道工程、边坡工程、地基工程和堤坝工程等，在地质灾害治理、地下围岩加固、建筑结构补强、资源安全开发等工程领域有着特殊又不可替代的作用，可为交通、建筑、矿产、水利、管道等工程建设及运营安全提供重要保障。随着隧道工程建设向更深、更长、更快发展，注浆技术已逐渐成为高风险不良地质隧道不可或缺的核心施工环节之一[2]。

注浆技术的发展已有两百多年历史。法国人开辟了注浆施工的先河，1864年法国人在阿里因普瑞贝矿首次用水泥基材料对井筒进行注浆堵水加固[3]，有效地解决了井筒出水问题，并发明了水泥浆材，水泥开始成为注浆的主要材料，此后又发明了化学浆材。20世纪50年代初，我国注浆技术的研究和应用开始起步；20世纪80年代，以衡广铁路大瑶山隧道施工中遇到的9号断层为契机，经过40多年的研究，隧道注浆技术得到了快速发展，特别是在跨江越海隧道、富水高压隧道的注浆材料、工艺工法、设备和效果监测手段等方面的研究成果已处于世界先进行列，注浆应用的领域也迅速扩大到市政、公路和铁路隧道的复杂地质加固堵水中[4-6]。目前，注浆技术有效解决了突涌水治理[7-8]、地层加固[9]、坍方处理[10-12]、变形控制[13-15]、瓦斯防溢和工程抢险[16-17]等施工技术难题，推动了交通强国和“一带一路”基础建设的快速发展。

当前，有关注浆理论与技术方面的研究成果和工程实践较多，近些年我国在隧道注浆技术领域也取得了可喜的成绩，但通过归纳可以发现，随着超高水压、强透水地层及城市敏感地区地下工程的开展，依然存在很多需要解决的技术问题；同时，由于注浆工程模糊性、隐蔽性、随机性和复杂性的特征，使其存在“难预测、难选材、难控制、难评价”的问题。因此，有必要总结近20年国内在隧道注浆技术方面取得的成绩和进步，找出隧道注浆下一步重点研究和解决的问题，以期推动我国隧道注浆技术的发展和进步。

1 隧道注浆技术近年来的发展

1.1 注浆理论研究现状

注浆浆液的流动过程是浆液和被注介质共同作用的结果，因此，对注浆浆液和被注介质的认识是研究注浆渗流过程的基础[18]。注浆形式主要包括渗透注浆、压密注浆、劈裂注浆、渗流和多场耦合注浆等。

1.1.1 渗透注浆

渗透注浆理论的基本原理： 浆液在压力作用下充填空隙或裂隙，排出孔中的自由水和气体，扩散到土颗粒间，不改变土体结构，以改善岩土体的物理力学性能[19]。浆液扩散形状如图1所示，注浆效果如图2所示。渗透注浆主要成果为球形扩散理论(Maag扩散)和柱形扩散理论。

(1)

(2)

式(1)—(2)中：R为扩散半径，cm；r0为注浆头半径，cm；p为注浆压力，MPa；k为砂土渗透系数，cm/s；t为注浆时间，s；n′为砂土孔隙率;β为浆液黏度对水的黏度比。

(a) 球形扩散 (b) 柱面扩散

图2 粉细砂层渗透注浆效果

1.1.2 压密注浆

压密注浆的基本理论： 注入地层的浆液使土体压缩，当土体压缩到一定程度后，浆液继续注入的土体保持不变，可假定土体是均质各向同性的弹塑性材料，压密注浆的过程相当于在无限土体中扩张一个半径为r的小孔，在孔的周围形成一个应力影响区[20-21]。当压力增加时，围绕着小孔周围的区域将由弹性状态进入塑性状态；随着压力的继续增大，塑性区不断扩大，直至小孔内的压力达到极限压力pu，此时的扩孔半径为Ru；设弹、塑性交界处的半径为Rp，在半径Rp以内为塑性区，Rp以外的土体仍为弹性状态，如图3所示。现场压密注浆照片如图4。

σθ为环向应力，σt为径向应力。

图4 全风化土层压密形成浆泡

通过调研可以发现，压密注浆理论的研究主要集中在注浆方式方面，而注浆机理和注浆效果方面的研究较少，理论研究主要是基于弹塑性理论或应变-应力关系的柱孔、球孔扩张模型。在研究的过程中，逐步发现要考虑最大极限注浆压力和压滤效应引起的孔隙水压力、有效应力、水压消散等问题。

1.1.3 劈裂注浆

劈裂注浆的基本理论： 劈裂注浆是在钻孔内施加液体压力于弱透水性地层中，当液体压力达到起裂注浆压力p0时，土体产生水力劈裂，进浆量突然增加[22]。劈裂注浆在钻孔附近形成网状浆脉，通过浆脉挤压土体和浆脉的骨架作用加固土体，其起裂注浆压力p0及最大扩散半径Rmax可通过幂律型流体进行表达：

(3)

(4)

(a)

(b)

劈裂注浆研究中考虑的影响因素主要为土体密实度、含水量、注浆压力、注浆孔深度等，土体挤密和浆脉骨架作用是注浆机制分析和注浆效果评价中考虑的主要因素，产生了分配系数、复合体等效模型、复合体等效压缩模量等参数[23]。从研究方法上看，理论计算和数值模拟较多，而试验研究较少。

1.1.4 浆液渗流和多场耦合

浆液渗流和多场耦合理论： 由于隧道裂隙岩体的生成原因不同，且其相应地质历史发展过程不同，岩体具有其特定应力场环境；通常裂隙岩体会处于一定地下水环境，水的流动对应形成特定渗流场，二者之间相互影响称为隧道裂隙岩体渗流场和应力场耦合作用。这是一个动态稳定平衡，主要通过岩体渗透性能及其变化实现。

注浆理论研究受到注浆目的、地质条件、环境条件、浆液类型及性能、注浆方案参数及工艺、机械设备等影响，往往是各种机理相互交织、综合作用，由于地层的不均一性、非连续性、各向异性，一些工程注浆实际情况和理论出入比较大。

1.2 隧道注浆材料现状

注浆材料是关系到注浆成败的关键因素之一，它直接影响到注浆成本、注浆工艺、注浆效果等一系列问题。现代注浆材料的品种繁多，隧道常用注浆材料可分为胶结材料、化学材料及复合材料3类[24-25]。胶结浆材包括不稳定粒状浆材(水泥类)和稳定粒状浆材(水泥黏土等)，化学浆材包括无机浆材(水玻璃类)和有机浆材(环氧树脂类、聚氨酯类)。常见注浆材料的特性及应用见表1。

目前，很难找到一种注浆材料能同时满足各类需求。注浆材料的选择应考虑地质条件、注浆目的、工程对象特征等，选择较合理的一种或几种浆材联合使用，使注浆既有效又经济合理。

表1 常见注浆材料的特性及应用

1.3 隧道钻孔注浆设备现状

近20年隧道钻孔注浆设备得到高速发展，钻机从分离式小型坑道钻机发展为大型大功率履带式全液压多功能钻机。在隧道有限的作业空间内，大中型履带钻机为钻孔设备的主流，其相比于传统台式钻机，具有空间定位十分便捷、钻孔效率高的优势，如意大利C6、日本矿岩RPD180、意大利MC15、徐工XMZ120钻机、廊坊秋田等[26]。动力系统由电动液压或风动发展为单动力(电动/内燃)液压钻机，再发展到双动力(电动+内燃)液压钻机，并配套一系列自动化辅助设备和装置，如钻孔防突、绳索取芯装置、自动控制记录和孔内摄像系统等。随着我国装备制造业的大力发展，钻孔设备必将向多功能化、大型化、高效化、控制智能化的趋势发展，而且更注重安全和环境的保护。

注浆设备不断发展形成了相关设备的平台集成化，减少了管路的连接，加快了进出场速度，提升了作业效率，实现了注浆设备轻小型化、机组化、系列化、专用化和自动化。集钻、注等设备为一体，生产轻小型注浆机组设备，发展专用注浆机组，在注浆机组中配置自动化控制、监测系统，实现一整套自动注浆系统的集中控制、自动记录、多台泵大规模注浆施工。

1.4 隧道注浆工艺现状

根据隧道地质情况和作业条件的不同，注浆施工工艺也随之不同，目前常用的注浆工艺及其适用性见表2。

1.5 隧道注浆效果检查方法现状

对注浆效果进行合理的评价是保证安全施工、确保注浆质量的关键。常见的注浆工程注浆效果评定方法建议按表3进行选择。通过研究总结，将注浆效果检查方法按分析法、检查孔法、开挖取样法和物探法进行了4类11种系统的分类,如图6所示[27]。因注浆效果检查种类较多,在实际注浆施工中，一定要根据注浆要求、现场条件和注浆目的等综合选择合理的注浆评定方法。

表3 常见的注浆工程注浆效果评定方法

注浆效果检测评价方法分析法p-Q-t曲线法p-t曲线Q-t曲线{浆液填充率法➝反算浆液填充率涌水量对比法➝注浆前后钻孔涌水量ìîíïïïï钻孔检查法渗透系数法➝岩层渗透系数钻孔取芯法➝取芯率完整性钻孔观察法➝涌水、涌沙情况孔内摄像法➝岩层裂隙充填情况ìîíïïïï开挖取样法力学参数指标法抗压强度含水率{加固效果观察法➝开挖后有无水及坍塌{物探法电法➝注浆前后电阻率变化磁法➝注浆前后电磁变化{ìîíïïïïïïïïïïïïïïïïïï

2 隧道重难点地层注浆进展

2.1 高压富水断层带注浆技术

山岭隧道穿越高压富水断层破碎带是目前隧道修建过程中的拦路虎，如处理不当，易造成突水涌泥、坍方甚至泥石流，严重影响隧道正常掘进[28]。结合中铁隧道勘察设计研究院处理的宜(昌)万(州)铁路齐岳山隧道高压富水F11断层注浆案例，介绍隧道注浆技术在高压富水断层带的应用。齐岳山隧道F11断层长度约230 m，由角砾岩、破裂岩、断层泥组成，断层内富含高压水，超前探孔单孔最大涌水量1 800 m3/h，水压高达3.2 MPa。注浆技术创新如下： 1)针对高压富水断层破碎带的特点，提出“注浆加固、分水降压、快挖快封、加强监测”综合治理方案，采取信息化跟踪注浆设计理念，打破了高压富水地层全断面帷幕注浆设计理念；2)采用多孔合一注浆工艺，采用硫铝酸盐特种水泥，开发应用无工作室管棚施工技术及玻璃纤维锚杆稳定工作面技术，实现了超前注浆加固施工在高压富水断层处理的快速性、有效性、可靠性及经济性；3)建立专业注浆队伍，加强注浆过程控制，引进专业的人员配备和专业化的施工设备，从方案设计到过程控制能够充分发挥其专业化水平，是实现安全、质量、进度的保障。现场施工及注浆效果如图7和图8所示。

图7 正洞掌子面钻孔注浆施工

图8 浆液固结破碎岩体情况

2.2 大型富水填充岩溶注浆技术

在岩溶地区修建的隧道工程遇到的岩溶种类多，尤其是高压充填型溶洞，其突涌风险高，严重制约隧道施工。以中铁隧道局承建的渝怀线圆梁山隧道高压充填型溶洞为例，采用注浆加固方式成功通过。圆梁山隧道最大埋深780 m，施工所揭露的溶洞多为充填型溶洞，充填物为淤泥、粉质黏土及粉细砂层等，在超前地质钻孔施工中，从钻孔中射出高压水，射程达30 m，钻头被顶出，水压达3.6 MPa。针对施工难题，提出： 1)圆梁山隧道充填型溶洞高压水采取“以堵为主，限量排放”原则，实现有控制排放的目标，采取了超前钻孔帷幕注浆和开挖后径向注浆2种堵水方案； 2)在可溶岩与非可溶岩接触带、向斜核部区段、平导采用5 m，正洞采用8 m加固圈，充填型溶洞的注浆以高压挤密劈裂的形式加固改良充填物； 3)采用大范围、高压、密孔注浆技术，既减少了对隧道开挖的威胁，又阻断了地下水通道，改善围岩抗水压能力； 4)建立了高压、动水、粉细砂层填充型溶洞“先粗后细，先浓后稀，先快后慢，先低压、后高压”的注浆原则。现场施工及注浆效果如图9和图10所示。

图9 充填溶洞钻孔涌水涌沙

图10 充填溶洞注浆加固效果

2.3 极高水压富水节理密集带堵水注浆技术

对于穿越极高水压节理密集带且排水能力有限的隧道，必须采取超前注浆堵水方式以满足隧道正常开挖。结合由中铁隧道勘察设计研究院负责承担的大(理)瑞(丽)铁路高黎贡山隧道1#竖井井底车场施工阶段封堵极高压水施工任务介绍注浆技术应用。高黎贡山隧道1#竖井深762.59 m，井底车场施工期间静水压力高达7.6 MPa，单孔水量约为100 m3/h，且抽排能力有限，最大抽水能力为150 m3/h，突涌淹井风险极高。为解决狭小空间富水极高压堵水难题，采取了以下创新技术： 1)根据车场分阶段排水能力，建立“以堵为主，限量排放”的堵水原则； 2)根据超前探孔涌水估算堵水区域的地层渗透，并根据实际抽排能力，制定合理的注浆堵水启动和结束标准； 3)采用“分区定位、封堵水流，间隔跳孔、锁定水源，增加补孔、局部加强” 的动态信息化注浆过程控制原则，从而达到“减少注浆孔数量、提高施工效率”的目的； 4)采用溶液型的改性脲醛树脂，以2～3倍静水压力的高注浆终压(部分孔的终压达到18～23 MPa)，有效解决了地层可注性差的问题，达到了较好的堵水效果； 5)定制大功率窄体履带式液压钻机并配置无级变速超高压低流量双液泵，满足狭小空间钻机反复拆、吊及极高压注浆施工难题。现场施工及注浆效果如图11和图12所示。

图11 钻孔中高压水

图12 注浆加固后效果

2.4 高渗透海底风化槽注浆技术

海底隧道施工中，高渗透海底风化槽稳定性差、透水率高、水量补给无限且承受持续高水压作用，施工中既要防止地层失稳造成突涌水事故，又要可靠地堵水以减少隧道排水量，注浆设计对地层的适应性和注浆机理成为海底隧道注浆施工的关键。以中铁隧道勘察设计研究院承担的厦门地铁跨海隧道穿越多个风化槽施工任务为例，风化槽与海水联通性强，水压高，钻孔单孔涌水喷射距离可达20 m，水量可达250 m3/h。为确保海底隧道的安全顺利施工，采取以下创新技术： 1)针对风化槽，制定了全断面帷幕注浆和周边径向补充注浆相结合的注浆方法，确定了“动态设计的堵水加固”原则和“25 m-20 m-5 m”的加固开挖方案，即每循环加固段长25 m，开挖20 m，下循环搭接长度5 m，并配套无工作室超前大管棚支护方案，对地层进行挤密和加固，达到了“以堵为主，堵排结合”的目的。2)注浆中先注稀浆后注浓浆,出水大的孔注普通水泥,出水小的孔注超细水泥，封孔采用超细水泥-水玻璃双液浆，并对有机和无机材料采取多种类、多配比浆液试验，提出海底隧道注浆堵水高抗渗新材料，有效解决了风化槽地层密实度高、水压高、海水腐蚀性强的问题； 3)采用多臂台车施工注浆孔与大型履带式钻机施工管棚孔相结合的方式，匹配台阶法施工，实现上半断面布孔加固全断面，前进式注浆保质量，避免了注浆平台反复变动，提高了注浆施工效率，保证了平衡注浆质量和周边环境安全的需求，在确保注浆质量和满足周边环境安全二者之间取得了平衡。注浆加固设计BIM展示图如图13所示，现场照片如图14所示。

图13 注浆加固设计BIM展示图

图14 厦门地铁过海隧道安全顺利贯通

2.5 富水粉细砂层注浆施工技术

隧道穿越富水砂层时，因其属泥质弱胶结结构，遇水或长时间暴露时极易发生结构破坏，很快变成松散流塑状，极易发生涌砂、塌方等工程灾害。中铁隧道勘察设计研究院承担的山西中南部通道百店隧道富水砂层施工任务，采用超前注浆加固处理技术成功处理，提出一套富水砂层的注浆加固技术： 1)提出“外堵内固”高压劈裂注浆和开挖过程中薄弱环节TSS管补充注浆的加固措施，提高了开挖面砂层的整体强度和抗变形能力，降低了砂层的透水性，保证了顺利开挖； 2)在加固体外布设大角度的泄水降压孔，直接有效地疏散了因注浆引起的水量积聚，并能有效降低地层水对注浆体的侵害程度； 3)动态化注浆技术将注浆与隧道开挖观测结合起来，查出注浆薄弱环节，及时采取补充注浆，并结合掌子面前方地层、地下水变化状况进行优化，避免了注浆的盲目性，使注浆取得了良好的效果。现场照片如图15所示，注浆完成后泄水降压设计如图16所示。

图15 富水粉细砂淹没已开挖隧道

图16 注浆完成后泄水降压设计图(单位： cm)

3 隧道注浆技术进步与创新

3.1 堵水为主的隧道信息化注浆设计新理念

常规全断面帷幕注浆设计理念如图17所示，假定地层是均匀的，外侧水压力均匀分布。图中注浆堵水加固范围与水压力有关，注浆加固厚度一般是隧道半径的2～3倍，缺点是钻孔量大、工期长、成本不可控。而信息化注浆设计与全断面注浆设计存在本质不同。信息化注浆设计理念如图18所示，是将隧道周边岩体、水量及水压力分布假定为不均匀性，从而通过超前探孔锁定弱水区和强水区，对弱水区采取基本注浆, 对强水区采取加强注浆，注浆机理为“封堵裂隙、减少水量、固结围岩、改良地层”；注浆时，先通过区域定位孔进行无约束注浆堵水,从而使地层中水量得到有效控制，然后按照“合理步距、封堵水流，由外到内、环环相扣，间隔跳孔、锁定水源，增加补孔、区域加强”的注浆理念进行注浆施工。通过现场实践，信息化注浆能快速达到注浆堵水效果。信息化注浆与全断面帷幕注浆相比，注浆孔数量和注浆量减少50%。在水量大时，注浆进度提高80%，一般情况下注浆进度可提高50%左右。

图17 全断面帷幕注浆设计理念

图18 信息化跟踪注浆设计理念

3.2 隧道注浆新方法、新工艺

3.2.1 上断面开孔全断面超前加固方式

鉴于目前隧道以大断面为主，隧道注浆施工如采取上下台阶分区域施作，工序转化多，工期长，注浆效果也无法保证。结合目前大型钻孔设备及信息化快速注浆理念，研究出通过上半断面开孔对全断面进行注浆加固的施工方式。上半断面空间高度为4.5～6 m，满足钻孔设备作业要求，如图19所示。

图19 上半断面开孔超前加固示意图(单位： cm)

该加固方式的优势为： 1)控制风险，上下断面分台阶开挖，有利于软弱地层安全风险控制； 2)减少工序转化，每循环可节约工期4～5 d； 3)减少止浆墙浇注工程数量。

3.2.2 加筋注浆工艺

在破碎、松散的软岩中，最大的危险就是开挖工作面前方因局部注浆薄弱而失稳和开挖面临空局部垮塌，通过现场研究验证提出“加筋注浆工艺”。该工艺基于新意法核心土稳定理念，在超前注浆施工过程中，在注浆钻孔完成后孔内下入玻璃纤维锚杆、PVC管或树竹式锚杆并进行注浆，使具有高抗拉强度的锚杆通过浆液和软弱地层固结成为整体，提高了加固范围的抗形变刚度,使得隧道周边的拱效应能自然发挥作用，保证隧道能够大断面安全、顺利开挖掘进，从而进一步降低隧道开挖变形风险。加筋注浆使“待挖核心体”能有效抑制因开挖引起的地层形变,促使“拱效应”在开挖轮廓周边能自然起作用。

3.2.3 钻注一体注浆工艺

钻注一体注浆工艺是指： 在钻孔至设计深度后，利用孔口密封装置，通过钻杆完成注浆，并在注浆过程中持续旋转钻杆，分段后退，依次拆除各节钻杆，直至最终完成注浆。可实现钻孔注浆的快速连续作业，达到钻注一体化，提高工效，改善效果，降低成本。钻注一体化施工原理如图20所示。

1—钻机； 2—进浆管； 3—进浆单向阀； 4—进水管； 5—供水单向阀； 6—钻杆； 7—中空压盘； 8—法兰盘； 9—止浆塞； 10—止浆筒； 11—防突水装置； 12—排渣排气装置； 13—孔口管； 14—锚固剂； 15—止浆墙； 16—钻孔； 17—钻头； 18—浆液。

3.3 隧道注浆新材料

对于复杂环境下不良地质处理，快凝、早强的材料至关重要，宜万铁路齐岳山隧道F11高压富水断层注浆处理时，应用特种硫铝酸盐水泥取得了较好的堵水加固效果。硫铝酸盐水泥具有早强、高强特点，采用硫铝酸盐水泥配置的单液浆，具有凝结可控、高强可靠、操作简单、扩散控域、工艺匹配、经济适用、绿色环保、堵水高效等特点，从而使浆液既具有普通硅酸盐水泥单液浆的优点，又具有普通硅酸盐水泥-水玻璃双液浆的优点， 尤其适用于注浆堵水前进式分段注浆工艺施工，注浆效率提高30%以上。硫铝酸盐水泥单液浆性能参数见表4。

表4 硫铝酸盐水泥单液浆性能参数

改性脲醛树脂是一种聚合物注浆材料，是尿素和甲醛在加热以及一定的酸碱度下，合成反应为脲醛树脂。其用于堵水，材料由A、B液2组成分组成，A液为液体树脂，B液为固化剂。A、B 2种材料按适当比例混合后可在需要的时间内凝固形成结石，发挥堵水作用，适用于隧道微裂隙的堵水施工。改性脲醛树脂渗透性较好，固化后收缩小，稳定性较好，强度可达5 MPa以上，pH为7.0～9.0，固体含量≥45%，游离甲醛含量≤0.8%，凝结时间可根据现场实际情况通过调整配合比来实现。为了进一步改善施工环境，减少施工环境中的游离甲醛含量，目前正在研究应用一种无醛树脂注浆材料。

3.4 钻孔注浆设备配套

隧道注浆施工由于涉及场地准备和工序转换，综合注浆效率成为影响隧道掘进的关键因素，因此，必须选择适宜的钻孔、注浆、拌浆设备，并进行配套，以期提高钻孔、注浆作业效率。对于隧道钻孔设备，因隧道有限的作业空间，大中型履带钻机为钻孔设备的主流，相比于传统台式钻机，具有空间定位十分便捷、钻孔效率高的优势，其转矩可达到8 000 N·m，转速可到达80 r/min，冲击力450 kN，冲击数2 200 bpm，如意大利Casagrande C6钻机(见图21)、日本矿岩RPD-180CBR钻机(见图22)、德国MC15、徐工XMZ120钻机等[26]。钻孔设备制造技术还将向更大的转矩、更高的转速、更稳的液压系统不断进步；同时，自动化装卸钻杆、智能化变速钻进以及环保化集尘降噪等，也是新时代注浆钻孔技术之一，目前正处于不断的探索和实践验证中。

图21 意大利Casagrande C6钻机

图22 日本矿岩RPD-180CBR钻机

注浆设备逐渐发展出了相关设备的小平台集成化，减少了管路的连接，加快了进出场速度，提升了作业效率。

4 展望

4.1 注浆理论研究方面

注浆理论发展远远落后于注浆实践，目前关于浆液扩散范围等的理论公式研究远未成熟。大部分计算浆液在孔隙裂隙中的渗流理论，都会对被注介质孔隙裂隙进行一定程度的简化，故难以反映真实扩散情况，而且大多经验公式都是为特定地质条件推导得出的，不具有普遍意义。而对于隧道注浆理论研究，不同地质条件、不同材料下的注浆机理，包括浆液在裂隙岩体中的扩散状态、扩散范围、损伤、加固机制还需进一步研究。

4.2 注浆材料方面

隧道注浆目的是防水及固结，因此，研发渗透性与韧性兼顾的柔性注浆材料是隧道注浆材料研究的发展趋势。研发聚氨酯与水玻璃复合而成的有机-无机混合注浆材料有望综合水玻璃、聚氨酯2种材料的优点，避免各自的缺点，得到兼具低渗透性与韧性的柔性注浆材料，改善单聚氨酯注浆材料的易燃特性。此外，生化领域的发展推动了注浆新材料的创新研发，新材料一经应用就会给注浆技术带来巨大突破，非水反应聚合物、CW 环氧树脂、 MICP、无机-有机复合材料等均有待改良创新。此外，关于注浆材料的研究目前多集中在对其配合比和物理性质等宏观性能上，缺乏结石体微观结构、浆液扩散理论等方面的研究，开展相应的基础理论研究对于提高注浆效果将起到重要的促进作用。

4.3 注浆过程智能化控制技术研究

注浆施工过程常因缺乏先进的注浆信息化实时监控技术，使得实际注浆施工时尽量多注，常会引起加固岩土体过大而造成沉降、偏移或瞬时上拱，且造成材料浪费、成本增加、工期拖延等。需建立先进且高精度的注浆过程岩土加固体状态实时监测与信息化处理系统，实现注浆加固过程实时监控与反馈智能化控制技术。

4.4 钻孔设备自动化、智能化研究

注浆设备的轻小型化、机组化、系列化、专用化和自动化，形成钻注一体注浆机组，配合自动化控制监测， 实现一整套自动化注浆系统。

4.5 注浆效果验证研究

对于注浆效果评价，目前手段众多，但多以定性进行判定，缺少定量化的统一标准。未来注浆效果的评价应以不同的受注介质，同种介质不同的力学、节理等参数，不同的工程要求分别提出不同的定量化标准，尤其采用物探手段，通过建立大数据库，进行定量化效果评价。

5 结语

随着多个国家战略性工程的启动和推进，隧道建设不断深入曾经的工程地质禁区，而注浆技术作为改良地质的最直接手段，必将在工程实践中进一步深化注浆理论、进一步开发注浆材料、进一步优化注浆工艺、进一步升级注浆设备、进一步完善注浆效果检验，以更好的注浆质量、更快的注浆速度，承担新的重任，迎接新的挑战。