帷幕注漿截流在地表水害防治中的應用實踐探析

■趙繼龍 ■中交二公局第四工程有限公司，河南 洛陽 471013

目前，我國各個地區都開始大規模的興建工程，包括山體隧道工程、地下開挖工程等等，部分工程由于工程量大、波及范圍廣，因此在施工過程中，倘若不能有效的顧及到實際情況，勢必會造成地表水災害的出現，不僅僅是對工程本身造成影響，還會對周邊的人群和生活環境造成問題。在此，本文主要對帷幕注漿截流在地表水災害防治中的應用進行討論。

1 工程概況

倉園隧道位于甘肅省隴南市武都區漢王鎮倉園村，隧道下穿全國第二大泥石流沖溝-甘家溝，隧道起訖里程:DK378 +170～DK378 +885，最淺埋深僅14 米，淺埋段總長263 米，全隧Ⅴ級加強襯砌，進出洞口主要分布于第四系砂質黃土中，洞身大部分布于細角礫土，局部動身為風化千枚巖屬軟巖大變形隧道，地質條件極其復雜。地面高程約在1010～1090m，相對高差約80 米左右，最大埋深約80m，全長715 米。沿線位于甘肅省東南部，屬北亞熱帶濕潤向暖溫半濕潤過渡的季風氣候，受境內高山深谷地形的影響，在氣候上有明顯的區域特征，氣候差異懸殊，垂直分帶的差異性明顯，河谷炎熱，山地寒冷。

2 水文地質條件分析

帷幕注漿截流在實際的應用中，要想取得較好的效果，就必須對水文地質條件進行分析。從客觀的角度來看，倉園隧道穿越泥石流沉積層段:DK378 +401～DK378 +510 段圍巖情況破碎，自穩能力差，拱頂掉塊、滲水，下臺階四周均有滲水;DK378 +510～DK378 +610 段掌子面為飽水的泥石流洪積角礫土，夾砂質黃土薄層，季節性滲水嚴重，掌子面和邊墻有少量滲水，洞頂沉降大。地表溝心地段最小淺埋13～15米，施工中淺埋段涌水，拱頂及地表沉降，最大斷面拱頂沉降達到163cm，施工安全性不能保證。如果想要較好的防治地表水害，應首先明確該項工程和周邊地區的水文地質條件，以此來保證帷幕注漿截流能夠在實際的工作中，發揮出較大的積極作用。在此，本文主要對水文地質條件進行論述。

2.1 補給來源

地表水害之所以會出現，原因之一在于其擁有源源不斷的補給，所以在治理的過程中，會顯得異常艱難。結合倉園隧道的工程概況和實際的施工條件，認為補給來源主要集中在以下幾個方面:第一，地表水本身的流動補給。在任何一個地區，地表水都具有自身的循環系統，因此流動補給是主要的補給方式之一。在實際的施工過程中，基本上是不允許對流動補給造成傷害的，因為現階段很多地區的水資源都比較短缺，倘若因某一項施工造成傷害，會產生較大范圍的水資源利用影響，其工程所產生的效益，遠遠無法彌補造成的損失。第二，大氣降水是另一個重要的補給來源。地表水的補給中，大氣降水占有很大的組成部分，尤其實在雨季來臨的時候，降雨量會持續的提升，地表水的補給不僅滿足了日常的需求，甚至是超過過了自身的承受范圍，再加上其他的因素影響，造成了很大的地表水害。

2.2 主要含水層及封堵段的確定

我們在明確地表水害的補給來源后，還應該對主要含水層以及封堵段的確定進行討論。含水層和封堵段基本上是集中在一項工作來完成，但目前的技術標準較為嚴格，所以在具體的工作中，會將每一個含水層及封堵段進行有效的分析，以此來保證帷幕注漿截流，可以針對實際的情況來發揮作用。結合以往的工作經驗和當下的工程情況，主要含水層及封堵段，集中在以下幾個方面:第一，第四系含水層。該含水層主要是由砂子、沙礫所組成的，由于近代的工程開發數量較多，造成了河流的堆積，其厚度較高，同時在補給來源上，直接受到了大氣降水以及地表水流動的補給，是主要的處理層面。第二，石炭系太原組含水層。該含水層相對特殊一些，因此其含水量主要是集中在灰巖含水層當中，客觀上的含水性比較強，并不容易處理。第三，寒武系灰巖含水層。該層的含水量一般，主要是根據地區情況的不同，含水量也存在差異。值得注意的是，寒武系灰巖含水層與石炭系下部灰巖，在多數情況下，是不存在溝通情況的，因此在厚度方面比較高，帷幕注漿截流，一般是不考慮這個層面的。

3 帷幕注漿截流在地表水害防治中的應用實踐

由于地表水害造成的影響比較嚴重，導致我們在具體的施工中，必須采取有效的技術性措施來治理。相對的，帷幕注漿截流在很多方面雖然表現出了較大的積極作用，但并不意味著該方法能夠適應所有的工作需求，還是應該在具體的處理工作中，通過結合實際情況來完成，不要盲目的應用，避免對既有的工作結果造成不利影響。在此，本文主要對帷幕注漿截流在地表水害防治中的應用實踐進行論述。

3.1 基礎工作的處理

與一般防治地表水害處理不同的是，帷幕注漿截流在實際的運用中，會保證每一項工作的高標準和細節處理，告別傳統處理當中的各項問題。倉園隧道通過設計變更在DK378 +450～DK378 +550 段沿隧道凈空外左8m 和右5m 范圍內帷幕注漿，長度為隧道拱部以上5m 至邊墻底部，采用Φ89 鋼管，帷幕注漿范圍內制作花管，間距1m ×1m。通過施工，我們總結出帷幕注漿截流在運用中，首先要在基礎工作的處理上努力:第一，經過計算后得知，采用的水泥漿水灰比，基本上要控制在7∶1 左右。第二，水玻璃與水的比例，應盡量控制在1L∶0.5L 左右，倘若在實際施工中遇到一些特殊的情況，則可以適當的調整比例，但不要過大。第三，水泥漿與水玻璃的比例，應控制在1L∶1L 左右，該項比例控制基本上沒什么難度，但還是要注意不能出現任何的雜質，否則將影響最終的注漿效果。第四，帷幕注漿截流在應用后，施工28 天左右時，強度應達到9.3MPa，如果未達到，則要考慮注漿的部分工作未發揮作用，需要重新進行或者彌補。第五，水泥漿的容重:1.619g/cm3;雙液漿初凝時間6 分鐘左右，終凝8 分鐘左右;水玻璃模數為2.4，水玻璃模數越大，其粘度增大，粘結力增大;水玻璃的濃度Be'=35。

3.2 注漿過程中的注意事項

(1)注漿過程中會加大初期支護及圍巖的壓力，因此在注漿施工之前布設好監控量測點，并量測獲得初使數據，監控量測包括拱頂下沉及凈空收斂，按設計間距進行量測斷面布置，同時加強斷層裂隙帶的初期支護和圍巖的觀測。

(2)注漿前再次復核滲水水壓力，以便精確確定注漿壓力值。

(3)注漿時注漿設備設在工作面，以便取得良好的注漿效果。

(4)在注漿過程中隨時觀察出水點及周邊節理裂隙的滲漏水情況，如出現串漿、漏漿等現象，采取表面封堵、間歇注漿、加濃漿液等技術措施及時進行處理。

(5)注漿時若采用間歇注漿方式，間歇時間視漿液的膠凝時間而定，稍短于漿液膠凝時間。注漿前向注漿孔內壓入高錳酸鉀顏色水做壓水試驗，觀察并記錄注漿孔附近的串(冒)漿點，并用棉絮進行及時封堵。

(6)在注漿過程中嚴格控制注漿壓力和記錄注漿量，當注漿壓力突然增大且初期支護表面未發現有滲漿時，及時減小注漿壓力，以防止因注漿壓力過大造成的初期支護破壞或附近地段的巖爆發生。

3.3 帷幕注漿截流的應用

地表水害的防治過程中，帷幕注漿截流的確可以取得較為積極的結果，但如果控制不好，則會產生較強的反效果。本文認為，在今后的工作，帷幕注漿截流的應用，還應該在以下幾項工作中繼續努力:第一，水灰比應保持固定不變，水玻璃的濃度也不能有任何的改變，我們可以在實際的工作中，調整雙漿的具體比例。例如，水玻璃的溶液占比，可以按照從小到大的順序來調整，而凝膠時間，則可以從長到短來控制，這樣就可以更好的掌握注漿截流的效果。第二，當水灰比從小到大的過程中，凝膠時間就會從原來的較短時間變成較長的時間。此時，初凝和終凝也會變得快一些，該方法在實際的應用中是比較理想的。除此之外，我們在具體的作業方式上，選擇了全孔一次壓入的方式，該方法不僅節省時間，同時具體的地表水害防治效果也比較突出。

4 總結

本文對帷幕注漿截流在地表水害防治中的應用展開討論，從現有的工作來看，多數工程通過利用帷幕注漿截流的方法，實現了對地表水害的有效預防和治療，提高了經濟效益和社會效益，對周邊環境所造成的影響也是比較小的。在今后的工作中，應進一步推廣應用帷幕注漿截流方法，并不斷的注入新的技術和措施，促使該項方法的服務范圍更加廣泛。

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