鐵路隧道弱風化圍巖涌水徑向注漿處理技術

楊萬杰

（中鐵十七局集團第六工程有限公司，福建福州 350000）

0 引言

鐵路工程建設中長距離隧道施工較為常見，部分隧道在遭遇軟弱圍巖結構時會發生涌水、突泥、坍塌等災害，突泥涌水災害發生后不僅會導致施工作業面潮濕、設備運行受阻，更重要的是，由于涌水突泥壓力較大，可能給相應區域造成沖擊，增大破損面，從而使隧道施工涌水面積增大，且會導致圍巖結構整體承載能力迅速下降，處理不力可能會導致落石、坍塌等安全事故的發生，因此必須根據實際情況妥善處理隧道施工中的涌水災害。

1 隧道圍巖涌水災害發生的機理

在隧道施工推進中由于圍巖結構風化、軟弱等情況的存在，隧道施工區域的地下水位高于隧道施工面底部標高，并且由于在隧道施工建設的過程中對圍巖結構形成震蕩，降低了風化圍巖結構的承載能力，而使地下水分從圍巖中的孔洞等涌水渠道涌出，且會迅速沖擊圍巖結構而使之出現破潰，進而導致隧道施工中發生涌水災害。如果涌水災害的水頭壓力非常大，涌水控制就會非常困難，再具體施工中必須采用科學技術進行處理。

2 徑向注漿處理技術分析

徑向注漿處理技術是一種對施工中孔洞等結構進行處理的一種技術，由于注漿材料具有迅速凝固的特性能夠對孔洞進行封堵，因此也就能夠封住隧道施工中的涌水渠道，對涌水災害進行控制，并且，由于通常注漿技術操作有一定的壓力，在實際操作中可以對涌水水頭壓力進行抵消，由此可以增強注漿材料的封堵效果，不會被涌水水頭沖開。在實際工程涌水災害處理工程中要根據涌水災害發生的原因、涌水壓力及水文地質情況進行綜合分析后，科學選擇處理技術。

3 徑向注漿處理技術在某隧道弱風化圍巖涌水災害處理中的應用

3.1 工程概述

某隧道里程DK266+600～DK266+800 段圍巖為弱風化花崗巖，節理裂隙較發育，基巖裂隙水發育，正常涌水量7383m3/d，最大涌水量8975m3/d。為了對涌水災害進行控制及處理，本次采用徑向注漿技術對涌水災害區進行堵水加固。

3.2 具體施工技術工藝

3.2.1 施工工藝

鉆孔采用風動式鉆機。鉆孔位置根據設計要求定位，孔口位置偏差不超過5cm，孔底位置偏差不超過孔深的1%。鉆孔應清洗干凈，并作好鉆孔檢查記錄。孔口管采用L=1m 的φ50mm、壁厚5mm 熱軋無縫鋼管。采用全孔注漿，可以用鉛絲，麻刀或木楔等材料在注漿口將間隙堵塞，并固定牢固。注漿順序應由下往上，可利用止漿閥保持孔內壓力直至漿液完全凝固。注漿結束條件應根據注漿壓力來判斷確定，具體結束標準為：注漿壓力達到設計終壓，持續注漿15min 壓力不降低。所有注漿孔均已符合單孔結束條件，無漏注。注漿結束后必須對注漿效果進行檢查，若未達到設計要求，應進行補孔注漿。除在注漿前進行鉆孔質量，材料質量檢查、注漿后對注漿效果檢查外，過程中應密切注意注漿壓力的變化。

3.2.2 施工要點

徑向注漿孔孔口位置準確定位，與設計位置的允許偏差為±5cm，偏角應符合設計要求，每鉆進一段，檢查一段，及時糾偏，孔底位置偏差應小于3cm。注漿孔終孔直徑不小于52mm；注漿前在類似地質條件下的巖層中進行注漿試驗，初步掌握漿液充填率，注漿量、漿液配合比、凝膠時間、漿液擴散半徑、注漿終壓等指標。徑向注漿材料宜先用耐久性好、強度高以及無收縮性和無污染的水泥基材料，并盡量采用高濃度漿液。孔口設1m 孔口管，埋設牢固，并有良好的止漿措施。

4 鐵路隧道工程中采用徑向注漿技術進行圍巖涌水處理時的質控策略

4.1 選擇科學的處理技術參數

由于涌水災害通常發生得比較突然，且發展較為迅速，需要快速反應，因此在隧道施工中一旦發現了涌水問題就要迅速響應，采取科學措施迅速對涌水問題進行加固封堵，并對注漿速度、注漿材料等進行科學設置，強化注漿封堵的效果。

4.2 做好隧道施工前的勘察工作

由于隧道施工面對的復雜地質情況較多，非常容易出現各種災害，因此在前期對施工區域的具體情況進行全面勘察是非常必要的。針對本次工程的情況，在前期勘察設計階段就對隧道工程的具體圍巖承載能力、圍巖成分以及地下水、地表水等情況進行了綜合分析，并設置了科學的支護系統，在施工中發生了涌水災害也迅速進行了反應與處理，且堵水效果較好，對于隧道施工推進進行了保證。

4.3 隧道施工中強化各項監測效力

由于通常鐵路隧道施工范圍較大，且一些穿越山體的隧道工程施工中會發生一些災害情況，因此在施工中一定要做好各方監測工作，對隧道施工中的位移、裂縫、沉降等情況進行實時監測，并對一定氣候條件下的地下水位變化進行信息收集，一旦發現了險情就要迅速采取措施進行處理，以防危險擴大，影響隧道施工的有效推進。還應加強對隧道施工面以及已完成部分的巡回檢查力度，以便發現隧道涌水孔洞渠道，盡早解決涌水問題。

4.4 提升隧道施工技術人員的綜合能力

由于在當前鐵路工程施工環境非常艱苦，且工作量大，因此很多專業水平較高的人員不愿意參加鐵路施工工程的一線作業，導致部分一線施工人員的來源較雜，技術水平結構相對較差，因此在隧道施工前要對各種可能發生的災害情況進行技術培訓，要保證一線施工人員都能夠了解災害早期狀況，并掌握災害封堵加固技術，能夠在徑向注漿中發揮作用。

5 結束語

總之，在我國鐵路系統迅猛擴張的時代背景下，鐵路建設人員肩膀上的擔子越來越重，并且承擔的風險也越來越大，為了提升鐵路隧道施工建設的安全性，降低隧道施工推進中的人員風險，必須采取科學措施對隧道施工過程中發生的災害進行控制與處理。面對隧道涌水災害進行處理時要做好技術方案的分析與優化設計，并要根據實際操作情況對注漿壓力參數進行調節，以保證加固堵水施工的可靠性。為了保證堵水施工作業的質量及安全性，一定要保證人員技術能力符合施工要求，可以委派技術骨干進行涌水封堵作業，并要強化各項操作質控效力，保證涌水加固處理的效果，為鐵路隧道工程能夠順暢推進提供保障。