超前帷幕注漿技術在隧道施工中的應用分析

邴春偉

中交路橋建設有限公司總承包分公司

超前帷幕注漿技術在隧道施工中的應用分析

邴春偉

中交路橋建設有限公司總承包分公司

隨著社會的進步和國民經(jīng)濟的發(fā)展，人們在出行的便捷方面的要求越來越高，這就促使很多基礎公共設施的建設。而隧道是一種埋設在地層之內(nèi)的工程建筑物，是利用地下空間設置交通基礎設施的一種形式。在隧道施工當中非常容易出現(xiàn)坍塌和突水之類的問題，而利用帷幕注漿技術能夠在一個特定范圍內(nèi)的圍巖縫隙將水擠出，從而形成具備較大強度的一種混合漿體，繼而形成水帷幕而起到止水的功能。本文結合某隧道工程的施工實例，對帷幕技術施工的過程進行了分析，以期為我國隧道施工工程技術水平的提升提供良好的工作思路。

隧道工程；施工技術；帷幕注漿技術應用

目前，隧道工程已經(jīng)逐漸被應用在了地下施工項目當中，而隨著隧道工程在規(guī)模和數(shù)量上的逐漸擴大，出現(xiàn)的問題也越來越多，施工的難度也顯得更大。所以，將現(xiàn)代高新技術應用在隧道工程的建設當中顯得尤為重要。超前帷幕注漿技術(下文簡稱為帷幕注漿技術)是注漿施工技術的一個分支，其應用主要是通過氣壓或者液壓，結合工程的設計標準，把漿液依據(jù)特定的濃度經(jīng)過注漿孔而壓送到巖土層當中，繼而對巖土層當中得到裂隙等加以填補，達到巖土力學性能提升的作用，為工程質(zhì)量提供保障。

1、工程概況

本文結合某隧道工程的施工實例，對帷幕注漿技術在隧道施工中的應用進行了探討。該隧道的總長是803.34米。而隧道開挖斷面的尺寸是6.02*4.98米。這個隧道的圍巖由砂巖、泥質(zhì)砂巖和泥巖等主要類型的土層組成，砂巖是相對富水層。所以河水位之下的泥質(zhì)砂巖的接觸帶非常可能會形成突水或者坍塌的情況。為了保證隧道施工過程的安全，相關設計人員和工程管理人員經(jīng)過分析和探討，最終決定采用帷幕注漿的技術針對該隧道工程加以處理。

2、漿液選擇

我們利用超前探孔的形式對隧道當中的實際情況加以勘測，結合勘測的結果所顯示的地質(zhì)條件以及涌水的狀況，施工管理人員決定采取水泥-水玻璃形式的漿液。而漿液所對應的配合比是一種決定注漿效果的關鍵性因素。通過相關的實驗，該工程最終將水泥和水玻璃的配合的體積比確定為1：0.5到1：1。

3、選擇注漿參數(shù)

依據(jù)工程整體的設計需求，注漿范圍應該是開挖輪廓線之外三米。將循環(huán)注漿段長度嚴格控制在二十米，而注漿終孔的間距依據(jù)漿液擴散半徑的1.5到1.6倍加以確定，通常都是兩到三米。而該隧道工程所選取的注漿終孔的間距是三米。該隧道中的涌水壓力是0.45兆帕，通常情況之下，應該將注漿最終壓力嚴格控制在1.5到4兆帕之間。結合該工程項目的中土層的實際狀況，所以最終將注漿壓力確定成1.8兆帕。注漿總量要依據(jù)巖體的孔縫率，以及漿液所具備的充填率加以估算和確定[1]。

4、帷幕逐漸技術應用

4.1 帷幕注漿的施工工藝流程

該隧道工程所實施達的帷幕注漿施工，經(jīng)過研討將具體施工工藝的流程確定為：孔位標注、臺車就位、鉆孔方向的確定、鉆孔、孔口管的設置、注漿以及效果檢測。

4.2 止?jié){墻施工建設

在對混凝土止?jié){墻加以施工建設的過程當中，最為重要的應該就是對止?jié){墻設置的厚度加以確定。要是出現(xiàn)了止?jié){墻厚度太小的情況，就不能達到注漿所需要的壓力，而且也不能保證施工過程的安全性。而要是起厚度太大，就會對資源形成浪費，而且還會對鉆孔施工的速度造成一定的影響。在通常狀況之下，應該結合最大注漿壓力、注漿材料強度以及隧道開挖斷面大小等因素對止?jié){墻厚度加以綜合分析和考慮。本文所提及的隧道工程所應用的止?jié){墻是平面型的混凝土止?jié){墻。結合該工程的實際情況來說，最終將混凝土止?jié){墻的厚度確定為三米，注漿材料則采用C20強度的混凝土。

4.3 孔口管的埋設

在對孔口管加以埋設的過程當中應該保證其具有牢固和密實的特性，從而保證不會發(fā)生漏漿或者串漿等問題。在該隧道工程當中對孔口管實施的埋設過程，要先利用鉆機實施鉆孔作業(yè)，而鉆孔的長度應該控制為3.2米。然后再將三米長的長孔口管插入到鉆孔之內(nèi)，長孔口管外露部分的長度應該在20到30厘米之間。接下來在注漿管孔口位置利用膠泥以及麻絲之類的材料對其加以纏繞，繼而保證注漿孔口管跟孔壁之間能夠實現(xiàn)充分的塞緊[2]。這就實現(xiàn)了注漿管固定步驟的完成。而在膠泥凝固到一定程度以后，就可以開始實施帷幕注漿的步驟了。

4.4 鉆孔

在實施鉆孔工作以前，應該結合設計圖紙當中的具體要求對孔位加以確定。依據(jù)相關規(guī)范當中的要求，實際施工所形成的孔位跟設計孔位間的偏差要控制在五厘米之內(nèi)，而且偏角應該符合設計方案的要求。通常情況之下，在每鉆進一定的長度以后，就要對孔位加以一次檢查，如果發(fā)生了偏差問題應該加以及時的修正。孔位所處位置相應的偏移量要控制在三十厘米之內(nèi)。而在實施鉆孔工作的時候，要依據(jù)從外到內(nèi)的基本順序實施。針對同一圈之內(nèi)的鉆孔，要利用間隔的方式加以施工。在鉆進的過程當中，要是出現(xiàn)了涌水，亦或是卡鉆之類的問題，就應該立刻停止鉆進，然后對鉆孔加以清理以后才能繼續(xù)進行。在鉆孔的過程當中應該對一些相關的數(shù)據(jù)信息加以良好的記錄，從而為后續(xù)的工作提供保障。

4.5 制漿

依據(jù)工程設計方案當中的配合比，對漿液加以合理的配制。在對水泥漿液加以配制的過程當中，應該嚴格禁止有其它的雜物混入到漿液當中。而在水泥-水玻璃形式的漿液攪拌配置完成以后，要對其加以過濾，然后將過濾后的漿液灌入存漿槽之內(nèi)。而配置完的漿液要在規(guī)定的時間之內(nèi)使用完畢，如果超過規(guī)定的時間就應該將其廢棄，以免影響到注漿的效果。

4.6 壓水實驗

在實施帷幕注漿的施工過程當中應該進行相應的壓水實驗，本文所提及的隧道工程當中采取的壓水方法是雙塞正水法。在實施壓水實驗的過程當中，要在孔口管中的回水管上面設置一塊壓力表。而依據(jù)設計要求，實驗的壓力應該控制在靜水壓力的一點五倍到兩倍之間。實驗進程當中要定時對流量以及壓力加以觀察，通常應該將間隔時間設置為十分鐘。壓水實驗最終結束的標準是：壓力以及流量都維持在一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)，而且針對流量實施的連續(xù)四次觀察所呈現(xiàn)的最大值跟最小值之間的差距應該小于百分之十。在達到了實驗結束的標準后，就可以停止實施壓水實驗，同時將實驗當中最終的流量確定成計量流量。

4.7 鉆孔的清洗

在針對鉆孔實施注漿步驟以前，要先對鉆孔加以沖洗，將其中所存在的各種雜物徹底清理干凈。在本文所提及隧道工程當中我們采用的是壓力突然上升和下降的沖洗方式。在沖洗后出水管的水呈現(xiàn)出較為潔凈的狀態(tài)時，并且保持十分鐘以上，總沖洗時間高于三十分鐘之后，就可以確定鉆孔的清洗工作已經(jīng)完成[3]。

4.8 注漿的順序以及速度

在這個隧道工程當中我們在注漿施工當中利用的是自外向內(nèi)的注漿順序。通常情況之下，應該先試試無水孔注漿的施工，繼而對有水孔實施注漿工作。在無水的地段當中應該依據(jù)從拱角先開始的順序實施注漿工作，而且也可以依據(jù)從拱頂先開始注漿的順序。通常情況之下應該結合注漿出水量大小的呈現(xiàn)對注漿的速度加以確定。而注漿過程通常都是利用從快到慢的速度變化形式進行。

4.9 注漿結束的標準

結合工程施工的相關要求，在帷幕注漿的施工過程當中，是結合注漿的壓力以及注漿量等數(shù)據(jù)實施注漿的具體施工。在進行注漿的時候，注漿的壓力會逐漸上升，而在注漿的壓力達到了設計的最終壓力之后，同時在這個狀態(tài)之下保持十分鐘以上的情況之下，就可以基本認為這個鉆孔的注漿工作達到了相應的施工標準。而在單孔注漿量跟設計的注漿量基本上相等的時候，且注漿結束的時候所呈現(xiàn)的注漿量是20-30L/min之下，就可以對這個鉆孔停止注漿工作了。

在注漿工作完成以后，要對注漿的效果加以檢查。一般情況之下，每個注漿的循環(huán)要設置四個檢查孔，從而對注漿充填的狀況加以檢查。針對檢查孔的深度來說，應該結合注漿加固的具體范圍來確認。

5、注漿施工的判斷標準

注漿施工最終效果的判定標準是在嚴重破碎帶中的檢查孔出水量要比0.2L/min小，而且任何一個檢查孔所呈現(xiàn)的出水量都要比10L/min要小。而在一般地段，檢查孔呈現(xiàn)的出水量要比0.4L/min小，而任何一個檢查孔所呈現(xiàn)的出水量則要比10L/min小[4]。

結束語

本文結合某隧道工程施工過程的實際例子，對這個隧道中圍巖所呈現(xiàn)的突水和坍塌的狀況，應用帷幕注漿的技術方法進行了處理。通過對其加以注漿處理之后，講過檢測發(fā)現(xiàn)其注漿效果可以滿足相關的規(guī)范和標準，這就證明了本文所采用注漿施工的可行性，能夠為同種類型的工程所借鑒和參考。相關從業(yè)人員應該積極探索，對國外的一些相關應用技術加以借鑒，結合我國隧道工程的實際情況，制定出更為科學合理的施工方案，為我國基礎設施建設行業(yè)提供源源不斷的動力。

[1]易星.超前帷幕注漿技術在隧道施工中的應用[J].工業(yè)技術創(chuàng)新，2017，(01)：47-50.

[2]陳大偉.帷幕注漿技術在高速公路隧道施工中的應用研究[J].公路交通科技(應用技術版)，2016，(06)：243-244.

[3]陳曉琴.超前帷幕注漿技術在客運專線鐵路隧道施工中的應用[A].上海市土木工程學會、上海隧道工程股份有限公司.地下工程施工與風險防范技術——2007第三屆上海國際隧道工程研討會文集[C].上海市土木工程學會、上海隧道工程股份有限公司，2007：4.

[4]劉志廣.帷幕注漿技術在隧道施工中的應用[J].華東公路，2016，(02)：35-36.