隧道帷幕注漿堵水加固基巖施工技術(shù)探析

黃龍元

摘 要：帷幕注漿堵水加固基巖施工技術(shù)是隧道施工過程中的關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)，該技術(shù)在國際上得到了高度的認(rèn)可和普遍的應(yīng)用，但是帷幕注漿堵水加固基巖施工是一項復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，在帷幕注漿堵水加固基巖施工技術(shù)的應(yīng)用過程中，仍然有許多的問題應(yīng)當(dāng)引起我們的特別注意。基于此，以武夷山隧道工程為例，對隧道帷幕注漿堵水加固基巖施工技術(shù)進(jìn)行了深入的分析和探討。

關(guān)鍵詞：隧道；帷幕注漿；漿液配比；注漿方式

中圖分類號：U455.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.07.096

1 武夷山隧道基本工程概況

1.1 隧道詳情

武夷山隧道地處江西省黎川縣和福建省建寧縣的交匯地帶，該隧道按照雙線單洞設(shè)計而成，是向莆鐵路的重要通道。武夷山隧道位于剝蝕比較嚴(yán)重的低山區(qū)，埋深19～345 m，自然坡度為16～24°。洞身除了斷層以外，還分布有侵入巖和變粒巖等。武夷山隧道施工長度為5 700 m，其中，II級圍巖4 300 m，III級圍巖735 m，IV級圍巖539 m，V級圍巖126 m。

1.2 地形地貌

武夷山隧道位于剝蝕比較嚴(yán)重的低山區(qū)，該地區(qū)的山勢非常陡峭，遍布大量的丘陵和中低山，而且該區(qū)域內(nèi)溝谷非常發(fā)達(dá)，各種類型的喬木、灌木和雜草覆蓋整個山區(qū)。武夷山隧道經(jīng)過該地區(qū)的最高山，其高約700 m，隧道出口處的高程大約341 m，相對高差達(dá)到了359 m。武夷山隧道的洞身處于溝谷發(fā)達(dá)的地段，溝谷內(nèi)的地表水非常發(fā)達(dá)，給隧道的安全運行帶來一定的不良影響。

1.3 氣象水文

武夷山隧道位于低緯度地帶，該地的氣候類型為亞熱帶季風(fēng)氣候，溫暖濕潤、氣候溫和、雨量充沛，年平均降雨量1 800 mm，每年的3—6月是該地區(qū)的雨季，平均降雨量1 050 mm，占年降雨量的58.33%. 另外，該區(qū)內(nèi)水系特別發(fā)達(dá)，各河流之間相互交通，形成樹枝狀的發(fā)達(dá)水系。

2 隧道帷幕注漿堵水加固基巖施工技術(shù)

由于武夷山隧道的部分洞身位于水量較大的地段，當(dāng)接近斷層破碎帶且水量較大時，可能發(fā)生突水或涌水，很容易給隧道帶來嚴(yán)重的不良影響，因此我們采用帷幕注漿堵水加固基巖施工技術(shù)來對隧道的地下水流進(jìn)行封堵，保證隧道的安全與穩(wěn)定。武夷山隧道的帷幕注漿堵水加固基巖施工工藝流程如圖1所示。

2.1 注漿布孔

一般情況下，帷幕注漿的主要范圍是開挖輪廓線以外3 m范圍內(nèi)，每一個循環(huán)的注漿長度為28 m，掘進(jìn)長度一般要占到注漿長度的75%左右。而且每一個循環(huán)的注漿長度都要做出一定的預(yù)留，為接下來的循環(huán)注漿提供一定的止?jié){巖盤。通常情況下，每段的預(yù)留長度大約在5 m左右，這樣可以有效防止地下水涌向注漿的作業(yè)面而產(chǎn)生跑漿的不良后果。在對注漿孔進(jìn)行具體布置的時候，要保證注漿孔開孔直徑不小于1 m，終孔直徑不小于0.9 m，同時要注意根據(jù)注漿孔按擴(kuò)散半徑和孔底間距的不同，設(shè)置不同的注漿孔。在武夷山隧道的帷幕注漿布孔設(shè)置過程中，是按照以下的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的。當(dāng)注漿孔按擴(kuò)散半徑為2 m，孔底間距為3 m時，每一循環(huán)設(shè)5環(huán)79個注漿孔；當(dāng)注漿孔按擴(kuò)散半徑為3 m，孔底間距為3.5 m時，則每一循環(huán)設(shè)5環(huán)63個注漿孔。

2.2 注漿材料

隧道帷幕注漿主要是為了將破碎的圍巖進(jìn)行固結(jié)，從而能夠阻擋水流，進(jìn)而達(dá)到防滲的目的，因此在選擇注漿的材料時，一定要保證漿液有很好的流動性和穩(wěn)定性。具體說來，在一定的壓力作用下，注漿材料能夠迅速滲入到圍巖的裂隙中去，當(dāng)注漿材料滲入完畢之后，能夠迅速將破碎的圍巖黏合在一起，并保證黏合效果的長久穩(wěn)定，這樣才能夠達(dá)到堵水防滲的目的。在對隧道進(jìn)行實際注漿的過程中，漿液對裂隙的充填效果受到很多因素的影響，因此我們必須充分建設(shè)這些因素給實際注漿過程帶來的不利影響。具體說來，漿液對裂隙的充填效果與受注巖體裂隙狀況、漿液凝固時間、漿液黏度、注漿速率、注漿壓力等因素有很大的關(guān)聯(lián)。一般情況下，注漿材料有單液水泥漿、超細(xì)水泥漿和水泥-水玻璃雙液漿等多種類型。在武夷山隧道帷幕注漿的施工過程中，要根據(jù)注漿孔涌水量和來決定采用哪種具體的注漿材料。一般情況下，當(dāng)單孔涌水量低于200 L/min時，使用單液水泥漿；當(dāng)單孔涌水量高于200 L/min時，使用水泥-水玻璃雙液漿；當(dāng)圍巖的裂隙特別小的時候，則宜使用超細(xì)水泥漿。只有這樣，才能起到良好的注漿效果。

2.3 漿液的具體配比

在隧道帷幕注漿堵水加固基巖施工的過程中，必須科學(xué)確定漿液的具體配比。只有這樣，才能使灌漿的效果達(dá)到具體的技術(shù)要求。單液水泥漿和水泥-水玻璃漿的具體配比分別參考表1和表2即可。

2.4 注漿壓力

2.5 注漿方式

在隧道帷幕注漿堵水加固基巖施工的過程中，首先，要保證注漿順序的正確性。一般情況下，隧道帷幕注漿要先壓注內(nèi)圈孔，然后再壓注外圈孔。對于水孔來說，合理的壓注順序是先無水孔、后有水孔，在注漿的過程中，如果出現(xiàn)了竄漿或者跑漿的現(xiàn)象，一定要間隔一兩個孔進(jìn)行注壓。其次，在隧道帷幕注漿堵水加固基巖施工的過程中，要保證注漿具體方式的科學(xué)與合理，一般情況下，在圍巖的裂隙比較嚴(yán)重的地方，適宜采用由外向內(nèi)的前進(jìn)式注漿方法，這樣可以由淺入深，直至全深，達(dá)到良好的注漿效果。在巖層相對比較穩(wěn)定、裂隙相對比較少的地方，可以通過一次性鉆入的方式來得到注漿孔，并使用止?jié){塞在注漿孔的孔底向外注漿；在注漿孔不是特別深和巖層裂隙相對比較均勻的地方，可以可以通過一次性鉆入的方式來得到注漿孔，并一次性完成注漿。

3 結(jié)束語

綜上所述，為了提高隧道帷幕注漿堵水加固基巖施工質(zhì)量，我們必須采取科學(xué)、合理的施工工藝流程，并在此基礎(chǔ)上嚴(yán)格控制好隧道帷幕注漿堵水加固基巖施工過程中的注漿布孔、注漿材料、漿液的具體配比，注漿壓力和注漿方式等重點環(huán)節(jié)。只有這樣，才能真正提高隧道帷幕注漿的質(zhì)量，達(dá)到堵水防滲的目的。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：王霞〕

Abstract： By curtain grouting reinforcement construction technology bedrock tunnel construction process critical applications technology， which has been internationally recognized and highly universal application， but by curtain grouting reinforcement construction is a bedrock complicated systematic project， the curtain grouting to rock reinforcement construction technology application process， there are still many problems to be caused by our special attention. Based on this， this paper takes Wuyishan tunnel project as an example， the tunnel curtain grouting reinforcement construction technology of rock are analyzed and discussed.

Key words： tunnel； curtain grouting； slurry ratio； grouting methods