高速公路石質隧道全斷面帷幕注漿技術總結

張圣潔 買買提江·艾買爾

(1.新疆兵團勘測設計院(集團)有限責任公司 新疆 烏魯木齊 831000；2.中國水利水電第七工程局有限公司 四川 成都 610213)

一、石質隧道防水措施綜述

在涌水量較大、涌水類型為基巖裂隙水情況下，當涌水在長段落范圍內時，應采取“限量排放”的原則進行隧道施工排水；當涌水集中在比較短的范圍內時，可采用徑向注漿的方式進行堵水；當涌水量較大、嚴重影響隧道的掘進速度時，應采用全斷面帷幕注漿技術來加快隧道的施工；當施工中出現較大集中涌水時，采取局部注漿的方式進行封堵，對剩下的小股涌水進行集中引排。環境敏感地段施工時，現場應加強水量監測，當地下水狀態Ⅰ級(滲水量<10L/min·10m)可采用噴射混凝土封堵滲水，地下水Ⅲ級(Ⅲ級，滲水量25～125L/min·10m)隧道采用徑向注漿堵水，以防止地下水大量流失，注漿堵水后，地下水狀態應達到無水或小于地下水Ⅰ級(干燥或濕潤：滲水量<10L/min·10m)方可施工防水板和二次襯砌。

二、全斷面超前注漿

全斷面注漿施工應參照以下原則進行：

深孔全面帷幕超前注漿開始工作面，宜距預測突水處5～8m左右，以保證足夠的止漿巖盤，其終點應超過預測突水段5m。

注漿段長度為20m，一個注漿段完成后留4m不開挖作為下一注漿段的止漿巖盤。

(一)止漿巖盤墻施工

預注漿前施工厚度為1～2m的混凝土止漿巖盤。采用竹膠板+鋼管支撐的形式進行止漿巖盤的混凝土澆筑施工。

如施做時掌子面水量大，可以在底板處設置排水孔進行引排，保證止漿巖盤的混凝土質量。

澆筑混凝土時，同時預埋Φ127套管，孔口外露0.2～0.3m。安裝時根據設計外插角逐根準確定位。

(二)開孔

采用Φ90鉆頭開孔，開孔時鉆機應對準孔位，并按設計角度調正鉆桿方向，采用低壓力、中轉速、慢給進方式進行鉆進，達到設計深度。

如遇巖石破碎或出水較大，無法鉆進時，則要停鉆，注入雙液漿止水，再掃孔鉆至設計孔深。

鉆孔按照從下到上，先底部，再兩邊，最后頂部，隔孔鉆進的原則進行。

(三)制漿與注漿

水泥漿配制：根據攪拌機的容積，計算配制一桶水泥漿所需要的水泥、水和外加劑用量，根據計算結果，首先在攪拌機內加入一定量的水，然后加入定量的外加劑，開啟攪拌機進行攪拌，攪拌至添加劑完全溶解后，加入定量的水泥，攪拌均勻待用。

水玻璃稀釋：在濃水玻璃中加入清水，邊加水邊攪拌，稀釋至設計濃度時為止，攪拌均勻待用。

制漿注意事項：為保證漿液質量，配料時制漿材料計量準確，水泥、緩凝劑、速凝劑等固相材料可采用重量稱量法，水、水玻璃可采用體積稱量法。其中水、水泥、水玻璃稱量誤差不大于±2%，外加劑稱量誤差不大于±1%；嚴格按順序加料，有外加劑的漿液中，外加劑未完全溶解，不得加入水泥。攪拌時不得將繩頭、紙片等雜物帶入攪拌機內，攪拌后的漿液經篩網過濾后方可進入注漿機。攪拌時間不得少于規定值，以免漿液攪拌不勻。

(四)注漿準備工作

開始注漿前，首先根據預計的注漿量，檢查注漿材料數量能否滿足連續注漿要求，如不能保證連續注漿要求，則要等補足數量后才能注漿。

其次，要對注漿系統進行壓水檢查，壓水壓力一般為設計注漿壓力的1.2倍，以檢查各注漿機具的密封性和完好性，同時檢查攪拌機運行狀況，以避免在注漿過程中因機械故障而造成注漿中斷。

檢查止漿塞的磨損程度，若發現止漿塞不能有效密封止漿，立即更換，以免從止漿塞返漿，凝固后使注漿芯管無法拔出，影響正常施工。注漿栓塞采用機械膨脹式栓塞。

(五)注水試驗

注漿系統檢查合格后，立即轉入注水試驗。利用注漿泵，采用50L/min的注漿速度注水，觀察地層的吸水能力和壓力值，以及注漿泵的運轉情況以確定地層的吸漿能力，確定注漿漿液配合比。

(六)注漿

將注漿芯管焊在法蘭盤上，再安裝在孔口管法蘭盤上，進行注漿。

注漿壓力的控制：開泵前旋轉壓力調節旋鈕將油壓調在要求的油壓刻度上，隨注漿阻力的增大，泵壓隨之升高，當達到調定值時，會自動停機，不致于產生超壓注漿的危險；終壓為測試水頭壓力的2～3倍。

注漿泵流量的控制：注漿泵流量大小由注漿泵的排量調節控制按鈕和排量記錄儀方便地加以控制。

單孔注漿量：由于是在巖溶裂隙發育地區注漿，單孔注漿量應以注漿過程中滿足注漿壓力達到設計值為準。

注漿方式：根據鉆孔深度及成孔情況確定采用孔口一次性注漿或后退式注漿。

(七)注漿結束標準

注漿結束標準根據注漿壓力和注漿量來控制。一般采用定壓注漿。當注漿壓力逐步升高，達到設計終壓并繼續注漿10min以上，可結束本孔注漿；單孔注漿量與設計注漿量大致相同，超前注漿時的進漿量在20～30L/min以下，可結束本孔注漿。

(八)注漿效果檢查

每循環注漿設2～3個檢查孔，以檢查注漿充填情況。

注漿效果判斷標準：

檢查孔采取巖芯，觀察注漿的充填情況：漿液固結體應充填密實，固結良好。同時檢查孔內涌水量不應大于0.2L/min·m，且某一處的漏水量不大于10L/min。或利用地質鉆機鉆孔采取巖芯并作壓水試驗，判斷注漿效果；檢查孔無股狀涌水涌出時為合格。

如不能達到上述要求，則要根據情況進行補孔注漿，直到滿足上述要求為止。

三、施工注意事項

堆碼砂袋圍堰(模型)、清理圍堰內泥漿和施做止漿巖盤，機械設備不得放置于出水口正前方、施工人員不得在出水口正前方作業，如確需在出水口前方作業必須快速完成，并安排專人在旁觀察出水口情況，防止巖溶管道在壓力累積到一定程度后突然釋放形成涌水涌泥而造成人員傷亡、設備損壞。

鉆進過程中遇涌水或因巖層破碎造成卡鉆時,應停止鉆進,進行注漿、掃孔后再行鉆進。