淺談龍歸隧道地表深孔試驗段注漿施工工藝

摘要：文章通過介紹龍歸隧道的圍巖地質(zhì)情況及地表施工情況，敘述了龍歸隧道地表試驗段注漿方案的確定，特別是對地表深孔注漿工藝進行了探討，從而使龍歸隧道地表高效注漿，順利達到預期要求的目的。

關(guān)鍵詞：龍歸隧道；圍巖地質(zhì)情況；地表深孔試驗段；注漿施工工藝；高效注漿 文獻標識碼：A

中圖分類號：U45 文章編號：1009-2374（2015）16-0072-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.035

1 概述

龍歸隧道為廣樂高速公路一個地質(zhì)情況比較復雜的隧道，該隧道位于韶關(guān)市龍歸鎮(zhèn)，隧道左、右線起訖里程分別為ZK97+492～ZK98+130、YK97+520～YK98+165，分別長638m、645m。該隧道地質(zhì)情況復雜、且存在一定程度上的偏壓，隧道上覆粉質(zhì)黏土，土體松散，強度及穩(wěn)定性極差。隧道穿越巖層條件復雜，主要為全、強風化砂巖、灰?guī)r及中風化灰?guī)r互層，呈土狀或半巖半土狀，結(jié)構(gòu)松散、強度及穩(wěn)定性差，該隧道2010年9月開工建設(shè)。

2 龍歸隧道地表深孔注漿施工方案的確定

2014年3月，龍歸隧道右線YK97+745-900段襯砌發(fā)現(xiàn)縱向不規(guī)則裂縫并伴有滲水，在施工期間洞內(nèi)拱腰出現(xiàn)縱向裂縫，仰拱出現(xiàn)斜向裂縫；洞頂?shù)乇沓霈F(xiàn)長大貫通裂縫，經(jīng)多次專家會議討論，洞內(nèi)系采用加固處理，洞頂采用深層注漿加固。根據(jù)設(shè)計文件，施工單位上報了龍歸隧道地表注漿試驗段施工方案，確定在YK97+775-790段長15m、寬32m作為試驗段進行施工。

2.1 鉆孔

注漿孔深度40～70m，孔深大，用風動干鉆的方法難以成孔，所以采用：（1）風動潛孔鉆；（2）地質(zhì)鉆。鉆孔終孔直徑Φ108，鉆孔深度根據(jù)孔位精確計算，切忌破壞洞體結(jié)構(gòu)。

2.2 注漿順序

注漿順序遵循兩個原則：（1）先外后里的原則，即從注漿區(qū)外圈鉆孔開始，逐排向里推進；（2）跳孔注漿的原則，即隔3孔注漿1孔的原則。

2.3 鋼花管加工

鋼花管分控制注漿段和常壓注漿段。控制注漿段在孔底注漿區(qū)，采用Φ73mm×6.0mm的無縫鋼管，注漿孔沿鋼管四周呈螺旋式布置。常壓注漿段在孔底注漿區(qū)以上至孔頂，采用Φ50mm×4.5mm的普通鋼管。

2.4 注漿工藝

一次常壓注漿采用P.O42.5水泥，水泥漿配合比為水泥∶水=1∶0.5；二次劈裂注漿配合比為水泥∶水=1∶0.6～0.8，采用間歇式注漿，注漿壓力0.5～3MPa，二次劈裂注漿段自孔底以上8～17.3m，注漿量150～200L/m，一、二次間隔注漿時間6～8小時。

3 龍歸隧道地表深孔注漿施工工藝和方法

3.1 鉆孔

注漿試驗鉆孔采用了兩種成孔方法：（1）風動潛孔鉆；（2）地質(zhì)鉆。

3.1.1 測量定位。根據(jù)設(shè)計測量孔位，孔位允許偏差不大于50mm，在孔位插上竹簽，綁上紅塑料袋子，并在紅袋子上寫明孔號和孔深，尤其注意隧道頂上鉆孔。

3.1.2 修整鉆機平臺。因山坡地表地勢較陡，鉆機擺放不下，需用勾機適當修整，才能夠放得下鉆機，并確保施工安全。

3.1.3 鉆孔方法。地質(zhì)鉆機鉆進時，首先要擺正、墊穩(wěn)鉆機，做好泥漿池，調(diào)試漿泵，做好開鉆前的準備工作。用潛孔鉆機時，先將鉆機由水平方向改裝為垂直方向，并用支撐架固定，不得有松動，鉆進中要做到“一聽、二看、三記錄”原則。一聽：根據(jù)潛孔錘在地層下沖擊發(fā)出的聲音，分析地層情況；二看：根據(jù)吹出來的巖塵樣，分析巖層的變化情況，決定操作進度快慢，進鉆壓力大小；三記錄：各機臺填好機臺報表，及時記錄鉆進時間、回次、鉆進深度、漏風卡鉆情況、巖層、地質(zhì)水文情況。

3.1.4 孔驗收。鉆孔垂直偏差允許值1%，鉆孔到設(shè)計深度后，測量深度，并用測繩先試下放一次，確認可以下到設(shè)計深度后，開始正式下鋼花管。

3.2 鋼花管制作安裝

3.2.1 鋼花管加工制作：

第一，鋼管規(guī)格。施工中使用了兩種規(guī)格的鋼管：一種外徑Φ73mm，壁厚6mm，做成注漿鋼花管；一種外徑50mm，壁厚4.5mm，起到支撐作用，連接注漿鋼花管，鋼管出廠長度6～8m，施工要求長度為60m左右，搭接方法是焊接。

第二，管壁鉆注漿眼。考慮鋼管在巖土體中要承受抗剪，起到抗滑作用，為了減少注漿眼對鋼管強度的損害，注漿眼呈螺旋式布置，同一截面上只有一個眼，注漿眼沿軸線間距為15cm，孔眼直徑為Φ6～8mm，采用玻璃膠封閉注漿眼。

第三，鋼管連接。用Φ60mm、長度120mm鋼套管連接。

第四，對中架：為保證鋼花管安放在鉆孔中心，確保鋼花管周圍保護層厚度均勻，鋼管外壁每隔2.0～3.0m安裝一組對中架，對中架用Φl2mm螺紋鋼筋制作成鋼筋箍，用8#鐵絲捆綁在鋼管外壁（不能用點焊以防止損傷鋼管）。

第五，鋼管底蓋。由于一次注漿時，水泥漿不能進入鋼管內(nèi)，加工時將最下一節(jié)鋼花管底部用鋼板焊接密封，鋼板厚5.0mm。

第六，封閉注漿眼。

3.2.2 鋼花管安裝就位：

第一，將鋼管從加工區(qū)轉(zhuǎn)運至加固區(qū)。

第二，下放第一根鋼管時，將一次注漿PVC管與鋼管綁在一起。

第三，利用鉆機吊起鋼花管入孔，上端留0.3～0.5m管頭。

第四，下放第二根鋼管時，先將隔熱裝置灌水，上端系長度80.0m的尼龍繩，PVC管從隔熱裝置中穿過，再將隔熱裝置和PVC管一同從鋼花管中穿出，鋼管下放至接頭位置時，利用系繩使隔熱裝置置于鋼管接頭焊接部位，防止焊接時高溫使PVC管熔斷。

第五，鋼管接頭焊接時，使上、下兩根鋼管垂直對中，防止鋼管在焊接處彎曲而不利于下管，焊接處除幫焊鋼筋要焊牢外，兩根鋼管接頭也要焊接密封，防止漏漿。

3.3 注漿

注漿分第一次常壓注漿和第二次分段劈裂注漿。注漿前先將水泥從儲存區(qū)轉(zhuǎn)運至制漿區(qū)，同時保證蓄水池要有足夠的水。然后按配合比制漿，注漿、注漿量按設(shè)計量的1.3～1.5倍控制。

3.3.1 一次常壓注漿：一次注漿配合比為水泥∶水=1∶0.45～0.5，從一次常壓PVC管注漿，注至空孔冒漿為止，注漿體填充鋼管與鉆孔間的空隙，鋼管內(nèi)無水泥漿。壓力一般為0.2～0.5MPa。

3.3.2 二次劈裂注漿。一次常壓注漿間隔5～12小時后，當一次注漿體的軸心抗壓強度不低于5MPa時，進行二次劈裂注漿。二次劈裂注漿配合比水泥∶水=1∶0.6～0.8，以鋼管作為二次劈裂注漿的注漿管，通過劈裂一次注漿的注漿體，漿體向四周擴散，加固巖體。瞬間劈裂壓力一般為2～3MPa。

根據(jù)試驗區(qū)136根鋼花管統(tǒng)計結(jié)果，二次劈裂注漿段2035m，注漿量627.48t，平均注漿量308.31kg/m（合0.31m3/m），最大注漿量為1505.68kg/m（合1.51m3/m，21-4#孔），最小63.58kg/m（合0.064m3/m16-16#孔）。平均注漿量是設(shè)計注漿量的1.5倍，最小50kg/m（合0.044m3/m16-16#孔）。平均注漿量是設(shè)計注漿量的1.8倍。

4 試驗段注漿工藝總結(jié)

第一，從上述注漿現(xiàn)象證明，該段巖土體巖性軟弱、巖體中空隙裂隙大，具有空洞和裂縫。除灰?guī)r中有溶洞外，可能隧道開挖引起的松動區(qū)內(nèi)也有空洞和裂縫。與鉆孔過程中經(jīng)常會遇到踏孔、卡鉆、漏水、漏風、溶洞（突然進尺）等異常現(xiàn)象是一致的。

第二，當隧道頂YK97+775～YK97+789段（試驗段1#～6#孔）地表注漿時，在YK97+790～YK97+805段右洞隧道頂部滲水泥漿液，說明了注漿沿著空洞、裂隙、裂縫（地下水路徑），四處擴散，充填空洞或裂隙、裂縫，

擴散范圍很寬（最寬時達40～50m），注漿效果很好。

5 結(jié)語

該隧道地表深孔注漿試驗段施工方案確定并經(jīng)總監(jiān)辦、業(yè)主評審批復后，施工單位嚴格按照批復的方案、施工工藝精心組織施工，嚴格按照施工方案落實各項要求，目前該隧道地表深孔注漿試驗段已經(jīng)完成施工并總結(jié)，各項指標均達到了預期要求。

參考文獻

[1] 公路隧道設(shè)計規(guī)范（JTG D70-2004）[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2] 公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（JTG F60-2009）[S].北京：人民交通出版社，2009.

作者簡介：林鋒泉（1977-），男，廣東饒平人，廣東省高速公路有限公司工程師，研究方向：交通土建工程。

（責任編輯：黃銀芳）