高速公路隧道淺埋段地表深層注漿施工技術(shù)

郭磊

摘 要：將高速公路隧道工程的實際情況作為基本出發(fā)點，圍繞隧道淺埋段地表深層注漿施工展開技術(shù)層面的探討，提出可行的質(zhì)量控制方法，施工后進行質(zhì)量檢測，結(jié)果表明注漿加固效果良好，圍巖具有足夠的穩(wěn)定性，地層強度得到了明顯的改善，可以為后續(xù)開挖施工創(chuàng)設(shè)良好的條件。

關(guān)鍵詞：隧道工程 淺埋段 深層注漿加固

在面對軟弱地層時，基于地表注漿施工技術(shù)可以有效到的改善這一問題，有助于高速公路隧道工程的順利開展，圍巖的結(jié)構(gòu)狀態(tài)得到了優(yōu)化。在此背景下，為了進一步深化深層注漿施工技術(shù)的應(yīng)用水平，本文則依托于實際案例對其展開了探討。

1.工程概況

本文以廣東潮汕環(huán)線高速公路工程為背景，圍繞第5標段展開探討，項目總長度為7.04km。施工區(qū)域內(nèi)有一個淺埋段，位于垃圾填埋場回填工程挖深最低處，最淺處埋深約11m，基于CRD法進行開挖作業(yè)，形成的斷面寬度與高度分別為14.86m以及12.74m，經(jīng)勘察后得知，不同深度的地質(zhì)構(gòu)成存在差異，主要由粉質(zhì)黏土、強風(fēng)化粗砂巖等。此外，地表植被以松樹以及灌木為主。注漿施工是極為重要的環(huán)節(jié)，具體流程如圖1所示。

2.注漿施工技術(shù)準備

2.1注漿材料

施工區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，對注漿材料提出了較高的要求，需要以多種注漿材料構(gòu)成的體系為宜。超細水泥具有高度的擴散性，雙液漿可以縮短凝固時間、普通水泥對于成本的要求低，此外還是用到了 TGRM漿，其強度較為良好，基于上述材料構(gòu)成的組合體系能夠達到工程所提出的強度加固要求。

2.2注漿孔

在設(shè)置注漿孔時應(yīng)遵循均勻性原則，基于梅花型的方式而展開布置，以隧道中心線為基準，對其兩側(cè)17.5m內(nèi)的區(qū)域展開注漿施工。做好對洞頂?shù)奶幚砉ぷ鳎谁h(huán)節(jié)需要持續(xù)進行到拱頂開挖線外50cm處；與此同時隧道兩側(cè)也應(yīng)得到合適的處理，則需要持續(xù)進行到仰拱下方3.5m處。

2.3注漿參數(shù)

以工程實際情況為基準確定合適的施工加固方法，此后在實驗室內(nèi)展開漿液配比分析工作，明確合適的漿液參數(shù)。注漿的初始壓力應(yīng)控制在0.5～1.0MPa范圍內(nèi)，經(jīng)過一段時間的施工后終壓應(yīng)達到2MPa，達到終壓狀態(tài)后續(xù)保持10min以上，此后方可停止注漿作業(yè)，并隨即將注漿口封堵好，否則空氣將會進入其中。當(dāng)注漿量偏大且壓力長時間不出現(xiàn)上升趨勢時，則需要對配合比進行調(diào)整，盡可能縮短膠凝時間。單段注漿長度以0.4cm為宜，基于注漿操作能夠起到加固地表的效果。此處對單孔單段注漿量展開了計算，具體內(nèi)容如公式（1）所示：

3.隧道淺埋段地表深層注漿施工

3.1注漿試驗

以工程實際情況為參考，挑選的斷面應(yīng)具有足夠的代表性，高度重視布點工作，結(jié)束鉆孔施工后應(yīng)隨即將巖芯去除，此后進行清孔處理，在展開壓水試驗時應(yīng)確保管口周邊達到良好的密封狀態(tài)。基于實驗室分析的方式得到合適配合比，在后續(xù)施工中做好對擴散半徑以及注漿量等各項參數(shù)的記錄工作，以便為后續(xù)的注漿施工提供指導(dǎo)。

3.2注漿施工

3.2.1鉆孔施工

關(guān)于孔位的布置，需要使用到XY-100型鉆機鉆孔，將該設(shè)備置于指定的施工區(qū)域，對鉆桿的垂直度做以調(diào)整；在進行鉆進施工時，需要借助于套管達到精確定位的效果；前期以低速鉆進的方式為宜，當(dāng)鉆機處于穩(wěn)定運行狀態(tài)后便可以恢復(fù)至正常速度；如果對溝谷地段土層進行鉆孔施工，為了不出現(xiàn)坍孔等不良問題，則以跟管鉆進的方式為宜，將鉆頭更改為沖擊偏心器，為之增設(shè)一個套管，持續(xù)進行施工且達到穩(wěn)定性較好到的巖石層時方可停止作業(yè)，此時應(yīng)更換潛孔沖擊鉆頭展開施工；在此過程中應(yīng)做好對注漿通道的清理工作。

3.2.2安裝注漿管

在本文所探討的工程項目中，注漿管采用的是袖閥管，單根管長為6m，外徑達到了47mm，以33cm為間隔而展開鉆進施工，從而得到一組8個直徑為8mm的射漿孔，在外部包裹橡皮套。經(jīng)清孔作業(yè)且達到工程標準后方可將管口底端加悶蓋，基于絲扣完成對管件之間的連接。當(dāng)拔出套管后，需要使用粗砂碎石對孔底3m區(qū)域內(nèi)進行填充，而孔口3m范圍內(nèi)則需要使用到速凝劑進行封堵，對填充材料的強度進行檢測，當(dāng)其達到相關(guān)標準后則以最大注漿壓力加清水進行持續(xù)性施壓，經(jīng)過5～10min后可以達到開環(huán)的狀態(tài)，此時管道暢通。

3.2.3注漿及注漿特點

需要在鉆孔設(shè)置適量的灌漿花管，使用填料對關(guān)外與孔壁做以填充處理，關(guān)于灌漿管內(nèi)的處理，則以分段灌漿的方式而展開。應(yīng)在專員到的指揮下展開施工作業(yè)，以實際注漿情況為指導(dǎo)合理調(diào)整注漿速度。若采用袖閥管注漿的方式，50m以內(nèi)地表注漿質(zhì)量良好，此外也可以滿足隧道水平注漿的基本要求，內(nèi)置有2個阻塞器，如果需要進行反復(fù)灌漿施工，則可以調(diào)節(jié)分段注漿。在鉆注平行施工時，要求鉆孔與注漿作業(yè)的間距至少要達到6m，如果距離偏小，極容易引發(fā)注漿管爆裂現(xiàn)象；如果注漿壓力偏小且進漿量偏多，此時會引發(fā)進巖層裂隙過大的問題，此時調(diào)節(jié)漿液的濃度具有高度的必要性，如果此方式依然無法達到終壓狀態(tài)，那么則需要進行間歇注漿施工，經(jīng)過24h的養(yǎng)護后方可再次注漿，由此達到終壓設(shè)計要求。

3.2.4注漿的注意事項

（1）大量工程實例表明，在注漿時極容易出現(xiàn)漿液從其它孔流出的情況，即串漿。一旦出現(xiàn)此問題，如果現(xiàn)場適配有多臺注漿機，則可以展開同步注漿施工；如果不具備此條件，則需要在第一時間對注漿孔進行封堵處理，但需要對該部分進行注漿施工時再將堵塞物拔出，使用鐵絲等工具做好管內(nèi)的清理工作，并基于高壓風(fēng)進行吹沖處理，這是后續(xù)進行注漿施工的基本前提。

（2）水泥—砂漿在進行注漿施工時所帶來的注漿量相對較大，如果壓力在很大一個階段內(nèi)不出現(xiàn)升高的現(xiàn)象，考慮到工程質(zhì)量要求，需要對漿液的濃度進行優(yōu)化，它可以達到所選凝膠時間的效果。換言之，基于間歇式注漿的方式，能夠為膠凝環(huán)節(jié)提供充足的時間，對工程質(zhì)量提升具有積極意義。

3.3隧道淺埋段地表深層注漿效果評定

做好注漿加固工作后，則需要以10～15m為間隔設(shè)置檢查孔，由此明確所在區(qū)域的地質(zhì)情況。對漿液的填充效果進行分析，同時檢查孔內(nèi)的涌水情況。壓水試驗是其中尤為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，同時還需要對回填效果進行分析。

4.結(jié)束語

綜上所述，在進行高速公路隧道淺埋段施工作業(yè)時，基于地表注漿加固技術(shù)具有較高的可行性，它可以為隧道施工創(chuàng)設(shè)安全的環(huán)境，未來應(yīng)用前景良好。

參考文獻：

[1]姜洪濤，譚兵，臧萬軍，等.高速公路隧道淺埋段地表深層注漿施工技術(shù)[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2008（03）：65-68+73.

[2]許躍飛.地表深層注漿技術(shù)在公路隧道淺埋段的施工運用[J].山西建筑，2017（26）：161-162.