淺談小導(dǎo)管注漿技術(shù)在隧道工程中的應(yīng)用

呂先明

（中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司 遼寧 遼陽 111000）

1 工程概況

本標(biāo)段共有2 座隧道，本文所選取的案例處的隧道長約235m。隧道兩端洞口埋深淺，圍巖以泥質(zhì)板巖塊，碎礫石組成的坡積碎石土為主。隧道洞身主要通過地層為弱、中、強(qiáng)狀風(fēng)化千枚巖，層狀構(gòu)造，片理發(fā)育，層間云母充填，呈絲絹質(zhì)光澤，屬中薄層。 風(fēng)化嚴(yán)重，節(jié)理發(fā)育，強(qiáng)度較低，以II、III 類圍巖為主。

該隧道洞頂最大覆蓋層厚50 余米，山體基巖裸露。原公路從山梁的鞍部通過切削山坡，公路以北上邊坡呈陡崖狀，易形成風(fēng)化塊石而塌落甚至塌方；東西兩側(cè)公路下邊坡則為碎石堆填邊坡，受河水沖蝕滑塌現(xiàn)象嚴(yán)重。出口拱部以上2.5m 為既有公路，施工時(shí)保證安全和公路暢通尤為重要。 I 類圍巖15m，II 類圍巖56m，III 類圍巖81m。

本標(biāo)段隧道按“新奧法”設(shè)計(jì)施工。施工中始終堅(jiān)持“管超前、嚴(yán)注漿、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測”的原則。

I、II 類圍巖地段，主要為呈片狀、板塊狀的坡積碎石土及強(qiáng)風(fēng)化千枚巖，埋深淺，圍巖破碎，自穩(wěn)能力差，施工中采用臺階分步法開挖，Ф89 超前大管棚或Ф42 超前小導(dǎo)管注漿加固地層。 大麻柳村隧道出口I 類圍巖段拱預(yù)上方2.5 米為既有公路， 施工時(shí)采用單側(cè)壁導(dǎo)坑法分部開挖。

2 超前小導(dǎo)管施工技術(shù)應(yīng)用

本標(biāo)段隧道Ⅱ類圍巖長56m，拱部周邊全部采用Ф42 超前小導(dǎo)管注入水泥漿加固地層。 小導(dǎo)管長4.5m，環(huán)向間距30cm，外插角5-7°。

使隧道拱部形成拱形支護(hù)體系，增加施工安全。施工時(shí)，可根據(jù)圍巖富水情況，采用水泥-水玻璃雙液注漿，以減少地下水對隧道施工的影響。 注漿范圍為隧道拱部144°。

2.1 刷坡

小導(dǎo)管施工前，在坡頂開挖截水溝，使地表水順暢排入洞口河流內(nèi)，防止地表水下滲和沖刷邊坡影響洞口段穩(wěn)定。 按設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行邊、仰破放樣，并對邊、仰坡面危石進(jìn)行清理并及時(shí)進(jìn)行施作邊、仰坡面防護(hù)，使巖面及早封閉，防止因暴露時(shí)間過久而發(fā)生坍塌和破壞。

2.2 測量放樣

刷坡至設(shè)計(jì)位置后，用噴射混凝土封閉開挖輪廓面，以確保施工安全和防止注漿時(shí)漏漿。測量人員將雙排小導(dǎo)管的打設(shè)位置準(zhǔn)確的放樣在待施工斷面上，并做好醒目的標(biāo)記，同時(shí)設(shè)置必要的穩(wěn)定的控制點(diǎn)，用來控制鉆孔時(shí)鉆桿的外插角和方向。

2.3 小導(dǎo)管加工

小導(dǎo)管采用Φ42 鋼管在加工房加工制作， 管身前端切削成尖錐狀，導(dǎo)管中部3～3.5m 范圍布置梅花形泄?jié){孔，泄?jié){孔孔徑6～8mm，孔間距20～30cm；在導(dǎo)管尾部焊接鋼筋加強(qiáng)箍。

2.4 小導(dǎo)管的安裝

施工前，首先對掌子面進(jìn)行噴射砼封閉，然后按設(shè)計(jì)要求布孔，采用手持風(fēng)鉆按布孔位置以外插角5°-7°鉆孔，并將小導(dǎo)管沿孔打入，前后相鄰兩排小導(dǎo)管搭接長度不小于1m。 對于地層松軟類可用游錘或手持風(fēng)鉆直接將小導(dǎo)管打入； 對于砂土類， 可用Ф20 鋼管制成吹風(fēng)管，將吹風(fēng)管緩緩插入孔中用高壓風(fēng)射孔，成孔后將小導(dǎo)管插入。

2.5 小導(dǎo)管注漿

（1）注漿前應(yīng)有專人檢查設(shè)備器具，并現(xiàn)場進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，以確保后續(xù)注漿工作的連續(xù)性和注漿壓力能達(dá)到設(shè)計(jì)壓力。

（2）漿液應(yīng)在攪拌機(jī)中拌合，水泥漿的投料順序?yàn)椋涸诜潘耐瑫r(shí)，將外加劑一并放入攪拌機(jī)，根據(jù)攪拌機(jī)容量的大小，待水量加足后，攪拌lmin，然后放入對應(yīng)量的水泥，再繼續(xù)攪拌不少于3min，且拌和好的漿液必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)注完，否則應(yīng)予以廢棄。

（3）對于打入的鋼管應(yīng)先沖洗管內(nèi)積物，然后采用2TG120/105 注漿泵注漿。注漿自下而上進(jìn)行，漿液采用HJ1-352 型砂漿攪拌機(jī)拌和。水灰比選用1:1.5、1:1、1:0.8、1:0.6 四個(gè)等級。 注漿時(shí)按不同的水灰比，漿液由稀到濃逐漸變換，注漿完成后立即堵塞鋼管孔口，防止?jié){液外流。若地下水豐富時(shí)，可采用水泥-水玻璃雙液注漿。如果注入雙液漿，則采用兩臺注漿泵及其管路，將兩種漿液分別按一定流量壓入孔口混合器，然后通過帶孔小導(dǎo)管注入巖土體。

2.6 注漿效果檢查

注漿結(jié)束后應(yīng)對注漿效果進(jìn)行檢查，如果未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，則應(yīng)補(bǔ)孔重新注漿。 注漿效果檢查可采用以下三種方法：

（1）詳細(xì)分析注漿記錄，查看每個(gè)孔的注漿持續(xù)時(shí)間、壓力、注漿量及在注漿過程中是否存在跑漿、漏漿現(xiàn)象及漏注區(qū)域，用注漿量估算漿液的擴(kuò)散半徑，分析是否形成預(yù)設(shè)的固結(jié)圈；

（2）在兩個(gè)注漿孔之間注漿質(zhì)量較差的部位鉆探取出漿液固結(jié)體巖芯，并觀察檢查孔的穩(wěn)定情況與漏水情況等，做室內(nèi)試驗(yàn)，測定芯樣的物理力學(xué)指標(biāo)，據(jù)此判斷注漿效果的優(yōu)劣；

（3）用聲波探測儀測量注漿巖體聲速、彈模等，從而評價(jià)注漿效果。

2.7 注漿故障及處理要點(diǎn)

（1）注漿時(shí)，若多臺注漿機(jī)可同時(shí)注漿時(shí)，則應(yīng)采取群孔注漿，否則，將串漿孔堵塞，采取隔孔注漿，到注串漿孔時(shí)，必須先清除孔內(nèi)雜物；

（2）注漿過程中若注漿壓力突然升高，則可能發(fā)生堵管現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)用錘擊或抖動(dòng)管道以疏通注漿管，若無明顯效果，則需更換管道；

（3）若注漿量很大，但注漿壓力長時(shí)間不升高，則應(yīng)調(diào)整漿液的稠度及配合比，添加外加劑，以縮短膠凝時(shí)間，進(jìn)行低壓力小泵量注漿或間歇性注漿，以增加漿液在圍巖裂隙中的停留時(shí)間，以便凝結(jié)，但停留時(shí)間不能超過漿液的膠凝時(shí)間。

3 小導(dǎo)管施工技術(shù)措施及注意事項(xiàng)探討

3.1 小導(dǎo)管采用鉆孔布設(shè)時(shí)，鉆孔深度大于導(dǎo)管長度，采用錘擊或鉆機(jī)頂入時(shí)，插入長度不小于管長的90%；前后兩排小導(dǎo)管搭接長度不小于1.0m

3.2 為防止孔口漏漿，用水泥藥卷封堵注漿管與鉆孔之間的空隙

3.3 為防止注漿管堵塞，影響注漿效果，注漿前先清洗注漿管

3.4 壓漿管與超前注漿管之間采用方便接頭，以便快速安拆

3.5 嚴(yán)格控制注漿配合比及膠凝時(shí)間，初選配合比后，用膠凝時(shí)間控制調(diào)整配合比，并測定凝結(jié)體的強(qiáng)度，選定最佳配合比

3.6 注漿壓力由小到大， 從開始0MPa 升到終止壓力1.5MPa， 穩(wěn)壓3min，流量計(jì)顯示注漿量較小時(shí)，結(jié)束注漿；為保證注漿質(zhì)量，必要時(shí)可封閉開挖面

3.7 注漿由兩側(cè)對稱向中間進(jìn)行，自下而上逐孔注漿，如有竄漿或跑漿時(shí)，間隔注漿，最后全部完成注漿

3.8 注漿完成后要檢驗(yàn)注漿效果， 在隧道開挖后可檢查注漿固結(jié)體厚度，如達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，在注漿時(shí)調(diào)整注漿參數(shù)，改善注漿工藝

3.9 注漿過程中， 專人記錄注漿情況， 并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整注漿壓力、進(jìn)度，保證注漿效果；完成后檢驗(yàn)注漿效果，不合格者進(jìn)行補(bǔ)注

3.10 小導(dǎo)管注漿時(shí)不得對環(huán)境造成污染。 注漿期間應(yīng)定期對地下水取樣化驗(yàn)檢查，如有污染應(yīng)立即采取有效的技術(shù)措施

3.11 注漿結(jié)束，待巖層達(dá)到充分的固結(jié)強(qiáng)度后方可進(jìn)行開挖作業(yè)

4 結(jié)語

小導(dǎo)管注漿工法，可給開挖創(chuàng)造安全良好的施工條件，結(jié)合隧道圍巖的地質(zhì)條件是千變?nèi)f化，采用小導(dǎo)管注漿工藝的設(shè)計(jì)參數(shù)亦是多種多樣的，具體施工時(shí)應(yīng)及時(shí)辨識現(xiàn)場的地質(zhì)情況，掌握運(yùn)用小導(dǎo)管注漿工藝的相關(guān)條件，使得小導(dǎo)管注漿固結(jié)圍巖的效果更加顯著。

［1］王建鵬.隧道超前小導(dǎo)管作用機(jī)理及影響因素分析[J].鄭州大學(xué)：道路與鐵道工程，2009.

［2］陶國強(qiáng).淺談隧道超前小導(dǎo)管注漿作業(yè)的施工技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2012（11）.

［3］張志強(qiáng).超前注漿小導(dǎo)管施工技術(shù)探究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（8）.