隧道帷幕注漿施工技術(shù)探討

史濤寧

摘 要：隨著我國(guó)交通事業(yè)的快速發(fā)展，隧道工程的數(shù)量在不斷增多。對(duì)于隧道工程來(lái)說(shuō)，帷幕注漿是非常重要的內(nèi)容之一，主要對(duì)工程中發(fā)生的裂縫、滲水等問(wèn)題進(jìn)行必要的修補(bǔ)，從而提升整體工程的質(zhì)量。本文以某某隧道工程為例介紹帷幕注漿施工技術(shù)方面的內(nèi)容，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人士有所幫助。

關(guān)鍵詞：隧道；帷幕注漿；施工技術(shù)

1.引言

隧道進(jìn)口里程D2K372+305，出口里程DK381+695，隧道為全長(zhǎng)9390m的雙線隧道。線路縱坡呈單面下坡，洞身均通過(guò)花崗巖地帶發(fā)育有4條斷層。隧道最大埋深為700m。DK381+458～DK381+428段原設(shè)計(jì)為Ⅳ級(jí)圍巖，由早震旦系（γ22）花崗巖單一巖性組成，巖體呈灰白色，粗粒—斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，弱風(fēng)化，埋深約153m。

2.施工總體方案介紹

2.1注漿參數(shù)確定

（1）注漿止水、加固范圍

本段帷幕注漿止水加固區(qū)范圍考慮為隧道輪廓線外5m，注漿止水巖盤(pán)厚度按注漿安全、高效原則考慮，留設(shè)5m厚止?jié){巖盤(pán)。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和工程類(lèi)比，注漿擴(kuò)散半徑為2m，并在施工中根據(jù)注漿試驗(yàn)或施工前期注漿效果驗(yàn)證、評(píng)估后進(jìn)一步修正確定。

（2）注漿段長(zhǎng)度

在DK381+458處，開(kāi)始進(jìn)行斷層破碎帶注漿，注漿段長(zhǎng)度范圍為DK381+458～DK381+428，分2環(huán)施做，第一環(huán)施做17m，第一注漿循環(huán)完成后，開(kāi)挖至第一循環(huán)結(jié)束位置的止?jié){墻處，再進(jìn)行第二環(huán)帷幕注漿的施做。

（3）注漿孔布置

全斷面帷幕注漿孔布置參數(shù)：

第一，注漿范圍為隧道開(kāi)挖線以外5m，單次注漿段長(zhǎng)度為17m，一個(gè)注漿段完成后留5m暫不開(kāi)挖，作為下一注漿段的止?jié){巖盤(pán)，并進(jìn)行下一循環(huán)的注漿施工。

第二，按設(shè)計(jì)通圖每循環(huán)超前預(yù)注漿共設(shè)置166個(gè)注漿孔，分為9環(huán)布置，另外考慮現(xiàn)掌子面左側(cè)拱部存在塌腔孔洞，圍巖較破碎，滲、漏水較嚴(yán)重，因此在掌子面左側(cè)拱部增補(bǔ)10個(gè)注漿孔，以便在富水、破碎的近掌子面周邊形成止水帷幕。

（4）漿液及配比

為確保注漿期間注漿效果和開(kāi)挖后的止水效果，帷幕注漿選用注漿材料為普通水泥單液漿、水泥水玻璃雙液漿、超細(xì)水泥單液漿。水玻璃波美度為40Be。

第一：注漿材料

超細(xì)水泥選用浙江科威建材有限公司生產(chǎn)的“科威牌”超細(xì)水泥，該水泥比表面積≥800㎡/kg以C：W=1：1（重量比），C：Si=1：1（體積比）。

普通硅酸鹽水泥選用四川峨勝水泥集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的“P.O42.5牌”水泥，該水泥比表面積為322px2/g。

第二：漿液配合比

根據(jù)設(shè)計(jì)配合比要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工中壓水試驗(yàn)、漿液壓注試驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整后的漿液配比如下：

雙液漿：水泥漿：水玻璃=1：0.5（體積比），控制凝結(jié)時(shí)間50～80秒，現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)控制注漿機(jī)來(lái)控制體積比；

單液漿：水泥：水=1：1（質(zhì)量比），現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)試驗(yàn)室標(biāo)定好的水桶進(jìn)行比例控制。

2.2 施工工藝

（1）止?jié){墻施工

第一：止?jié){墻施作前對(duì)掌子面虛渣清除干凈。 并清除掌子面巖石突出部位進(jìn)行鑿除。

第二：用Φ108管（前段焊接法蘭盤(pán)）將探孔內(nèi)水引出，排水管露出止?jié){墻30cm左右，排水管應(yīng)和探孔方向保持一致，以方便止?jié){墻的施作，保證止?jié){墻的施作質(zhì)量。

第三：止?jié){墻施作采用C25噴射混凝土，止?jié){墻厚度0.6m，噴射混凝土施工前掛兩層Φ8鋼筋網(wǎng)片（網(wǎng)格間距20×20cm）。止?jié){墻施作過(guò)程一定要保證質(zhì)量，尤其是周邊與開(kāi)挖輪廓線的接觸部，預(yù)埋兩圈止水帶，防止出水、漏漿。

（2）鉆孔

首先依據(jù)圖紙上孔的位置、鉆孔要求，在工作面上找到鉆孔地點(diǎn)，且以油漆標(biāo)注，將鉆桿調(diào)節(jié)到相應(yīng)角度，轉(zhuǎn)動(dòng)鉆機(jī)，把鉆頭瞄準(zhǔn)鉆孔地點(diǎn)。把棱鏡置于鉆桿尾部，用全站儀查看鉆桿的狀態(tài)且進(jìn)行調(diào)節(jié)。鉆機(jī)裝設(shè)應(yīng)當(dāng)牢固，確保鉆桿中心線完全契合注漿孔中心線，在鉆孔期間應(yīng)當(dāng)反復(fù)查看且調(diào)整鉆桿方向。注漿孔的孔底偏差應(yīng)當(dāng)小于孔深的四十分之一，檢查孔的差異應(yīng)當(dāng)小于孔深的八十分之一。

鉆孔的位置準(zhǔn)許偏差的區(qū)間是±5cm，鉆孔斜度準(zhǔn)許的差異是±0.5%孔深。鉆孔注漿運(yùn)用隔空鉆孔的方法，鉆孔從上至下，從兩端到中心的次序進(jìn)行，先鉆無(wú)水孔，后鉆有水孔。鉆完內(nèi)排孔以后，第一時(shí)間對(duì)這些孔進(jìn)行澆筑，澆筑完工后，鉆外排孔。外排孔可按照內(nèi)圈鉆孔的次序，后面的孔檢查前面孔的澆筑成效。逐漸增大注漿密度，其一可依據(jù)鉆孔的狀況調(diào)節(jié)注漿參數(shù)，其二，假如鉆孔注漿成效滿足設(shè)計(jì)條件，也能夠繼續(xù)鉆下一個(gè)。這樣能夠降低鉆孔工作量，提高鉆孔效率。鉆孔施工時(shí)，還應(yīng)當(dāng)做好記錄，包含孔的標(biāo)號(hào)、開(kāi)始時(shí)間、進(jìn)尺、巖石開(kāi)裂狀況、涌水地點(diǎn)、涌水程度。

（3）注漿

采用全孔一次壓入式注漿。當(dāng)鉆孔過(guò)程中未遇見(jiàn)夾泥層或涌水，就一鉆到底，全孔一次壓入式注漿。若鉆孔過(guò)程中圍巖破碎松散，易塌孔時(shí)，采用跟管，插入32mm的PVC-U花管做為注漿管。注漿順序?yàn)橄韧馊髢?nèi)圈，同一圈孔間隔施工，各孔均應(yīng)采取注漿。

①注漿準(zhǔn)備

注漿管路聯(lián)接，通過(guò)壓水檢查注漿管路的密封性，同時(shí)沖洗巖石裂隙，擴(kuò)大漿液通路，增加漿液沖塞的密實(shí)性。

②漿液配制

A.單液水泥漿

按照注漿工藝性試驗(yàn)確定的配合比，單液水泥漿采用水灰比為1：1（質(zhì)量比）的水泥漿。先在制漿機(jī)內(nèi)放入定量清水，然后放入水泥，連續(xù)攪拌3分鐘即可。

B.水泥水玻璃雙液漿

采用水泥-水玻璃漿液時(shí)，水泥漿與水玻璃體積比1：0.8；水泥漿中水灰比1：1（質(zhì)量比）；水玻璃濃度40波美度。

為了保證漿液質(zhì)量，配料時(shí)制漿材料必須計(jì)量準(zhǔn)確。水泥固體材料采用重量稱量法，水采用體積稱量法，現(xiàn)場(chǎng)配備稱量用的稱和測(cè)定過(guò)體積的容器進(jìn)行控制。制漿過(guò)程中水泥、水稱量允許偏差不大于1%。嚴(yán)格按照配比加料，攪拌時(shí)不得將繩頭、紙片等雜物放入攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌后的漿液必須經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)過(guò)濾后方可進(jìn)入注漿機(jī)。攪拌時(shí)間不得少于3min，以免漿液攪拌不均勻。

③注漿速度

管控注漿速度的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)依據(jù)實(shí)際狀況采用恰當(dāng)?shù)墓芸嘏e措，注漿快慢是由注漿設(shè)施的性能、地層的吸漿水平一同決定的，依照設(shè)計(jì)要求注漿速度應(yīng)當(dāng)控制在每分鐘5到110L，作業(yè)過(guò)程中依據(jù)現(xiàn)實(shí)狀況調(diào)節(jié)。

（4）注漿結(jié)束

單孔結(jié)束要求：

a.注漿壓力逐漸增高到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，且繼續(xù)澆筑10分鐘以上；

b.注漿完成時(shí)的進(jìn)漿量少于初期進(jìn)漿量的四分之一；

c.檢查孔涌水量小于0.2L/min；

d.檢查孔鉆取巖心，漿液充滿飽滿。

全段結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：

a.所有注漿孔均已符合單孔結(jié)束條件，無(wú)漏注情況；

b.注漿后隧道預(yù)測(cè)涌水量小于1m3/m.d；

c.注漿有效注入范圍大于設(shè)計(jì)值。

（5）質(zhì)量驗(yàn)收

注漿完成后，采取鉆檢查孔法進(jìn)行驗(yàn)證，鉆孔總數(shù)166個(gè)，檢查孔數(shù)應(yīng)滿足總鉆孔數(shù)的3%-5%，且不得小于5孔（1-1'、2-2'、3-3'、4-4'、5-5'），因此選取5個(gè)孔進(jìn)行檢查。其中2個(gè)孔位于開(kāi)挖范圍內(nèi)，3個(gè)孔位于開(kāi)挖范圍外，檢查孔長(zhǎng)25m，均取芯，用于校驗(yàn)單孔出水情況，巖體注漿的飽滿程度。檢查孔中無(wú)涌泥、涌砂、不塌孔，滲水量小于0.2L/（min.m），否則進(jìn)行補(bǔ)充注漿。

3.結(jié)束語(yǔ)

本文簡(jiǎn)要介紹了某某隧道帷幕注漿施工技術(shù)內(nèi)容，通過(guò)本文的介紹能夠?qū)ζ渌淼泪∧蛔{施工技術(shù)提供一定的指導(dǎo)和參考。

參考文獻(xiàn)：

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