隧道白云巖砂化段帷幕注漿處理技術(shù)

羅 昊, 鄧 飛, 何 剛, 陳宇波

(1. 四川金通工程試驗(yàn)檢測有限公司，成都 610041；2. 中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司，重慶 400039；3. 中建隧道建設(shè)有限公司，重慶 401320)

目前隧道工程進(jìn)入了高速建設(shè)期，隨著大、長隧道、深埋隧道修建的越來越多，各項(xiàng)建設(shè)中遇到的復(fù)雜地質(zhì)問題也越來越多[1-2]。不良地質(zhì)現(xiàn)象處理技術(shù)的研究是解決隧道工程安全、快速施工和順利運(yùn)營問題的關(guān)鍵。在中國中南、西南地區(qū)，分布有大量的白云巖地層，而隨著這些地區(qū)大量隧道的修建，遇到白云巖砂化這類特殊不良地質(zhì)現(xiàn)象的概率大大增加，存在此類問題的地層穩(wěn)定性極差，并有嚴(yán)重突水、突泥的風(fēng)險(xiǎn)，故越來越引起學(xué)者和工程人員的重視。

目前，中外關(guān)于白云巖砂化的研究文獻(xiàn)較少。研究表明白云巖砂化是化學(xué)和物理綜合作用過程，本質(zhì)是一種特殊的巖溶現(xiàn)象，影響主要因素涉及巖性、體內(nèi)部顆粒的大小和節(jié)理面裂隙、地下水及其運(yùn)動(dòng)特征等，主要產(chǎn)物為白云巖砂，即以SiO2與一些Fe和Al元素結(jié)合生成的黏土礦物[3-6]。白云巖砂化物質(zhì)結(jié)構(gòu)具有明顯的垂直分層特征，自上而下主要依次分為粉質(zhì)黏土、白云巖粉、白云巖砂。各層物質(zhì)自上而下呈現(xiàn)顏色由深到淺、粒徑由小到大、發(fā)育厚度由厚到薄、強(qiáng)度由強(qiáng)到弱的變化規(guī)律。白云巖砂化導(dǎo)致巖體質(zhì)量降低，輕微砂化階段白云巖圍巖類別為Ⅱ～Ⅲ類；微弱砂化階段白云巖圍巖類別以Ⅲ類為主；中等砂化階段白云巖圍巖類別為Ⅲ～Ⅳ類；強(qiáng)烈砂化階段白云巖圍巖類別為Ⅳ～Ⅴ類；全強(qiáng)砂化階段白云巖圍巖類別為Ⅴ類。前人對(duì)白云巖砂化的機(jī)理以及工程性質(zhì)已經(jīng)有了較為深入的研究，但尚未有針對(duì)這一工程地質(zhì)災(zāi)害治理措施的系統(tǒng)性研究，關(guān)于工程處治的研究還有待補(bǔ)充。

帷幕注漿是目前應(yīng)用較多的一種軟弱巖體處理技術(shù)，可以用于防滲堵漏，增加巖體強(qiáng)度和穩(wěn)定性，同時(shí)也可減少壓縮性。在隧道中應(yīng)用中，帷幕注漿具有設(shè)備配套簡單、注漿效果較好、成本低等優(yōu)點(diǎn)[7]。現(xiàn)階段，帷幕注漿的巖體注漿演化規(guī)律[8]，注漿室內(nèi)和現(xiàn)場試驗(yàn)方法[9]均有了豐富成果。在大量理論和實(shí)踐工作證明下，確定了影響注漿效果的主要因素為注漿壓力、注漿材料、帷幕厚度和施工工藝[10]。工程人員在大型溶洞、大斷層和高壓富水巖層這些重、難點(diǎn)帷幕注漿工程中取得了顯著的成績[11-12]，但針對(duì)諸如白云巖砂化這類特殊地質(zhì)災(zāi)害還缺少有針對(duì)性的研究資料，值得進(jìn)一步探索。

重慶市市郊鐵路尖璧段縉云山2#隧道K2+138～K1+946穿越梨樹坪斷裂帶核心區(qū)，圍巖為V級(jí)。根據(jù)綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)顯示掌子面K1+999前方約12～22 m，即K1+987～K1+977為白云巖砂化段，存在大型腔體，填充物為粉細(xì)砂和水，介質(zhì)表觀密度2 680 kg/m3，細(xì)度模數(shù)為0.9，水量豐富，超前鉆探出水量297 L/min，即423.4 m/d，水壓1.5 MPa，存在涌水、涌砂風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)專家會(huì)議確定了K2+003～K1+973段采取超前帷幕注漿，共經(jīng)歷兩次注漿，按施工圖設(shè)計(jì)注漿失敗，調(diào)整方案后獲得了成果。以此工程為研究背景，對(duì)帷幕注漿處理技術(shù)在白云巖砂化段應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)加以研究，首先檢驗(yàn)帷幕注漿手段對(duì)白云巖砂化治理的有效性，其次研究白云巖砂化段帷幕注漿各關(guān)鍵影響因子的選定，補(bǔ)充現(xiàn)有研究的不足，以期為今后類似不良地質(zhì)段的處理提供借鑒，獲取更好的安全保障和經(jīng)濟(jì)效益。

1 研究方法和技術(shù)路線

通過查閱文獻(xiàn)資料，查明縉云山白云巖砂化產(chǎn)生的原因、砂化白云巖的工程特性和帷幕注漿工程的關(guān)鍵控制因素及一般選取方法；通過專家法和試驗(yàn)分析第一次失敗原因和需要調(diào)整的注漿參數(shù)；利用數(shù)據(jù)分析和對(duì)比分析，對(duì)比、分析公式計(jì)算、數(shù)值模擬結(jié)果，確定調(diào)整方案中各關(guān)鍵影響因子的合理選用方法和數(shù)值，另一方面通過對(duì)比分析失敗的最初方案和成功的修正方案的處治效果和工程參數(shù)，驗(yàn)證新方案工程參數(shù)選用的合理性；最后通過信息分析法，總結(jié)工程經(jīng)驗(yàn)，提煉研究成果。具體技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 技術(shù)流程Fig.1 Technical flowchart

2 最初注漿方案

2.1 工程情況

2016年12月12日—2017年1月10日，按施工圖設(shè)計(jì)方案施工，完成注漿孔62個(gè)，孔口管長度 310 m，鉆孔長度3 167 m，累計(jì)注漿量732.7 m3，其中硫鋁酸鹽水泥漿465.05 m3，普通水泥漿167.18 m3，超細(xì)水泥漿100.47 m3。但注漿效果較差，存在如下問題。

(1)鉆孔易塌孔，無法形成完整的孔壁。采用前進(jìn)式分段注漿方法，按仰角和水平方向鉆孔，填充物極易堵塞孔口；按俯角方向鉆孔，又易發(fā)生孔尾堵塞。鑒于此，在注漿過程中嘗試采用了鉆桿注漿方法，但未取得成功，先后有兩套進(jìn)口專用鉆桿被握裹死，無法取出。

(2)漿體在砂化巖層內(nèi)滲透性差，擴(kuò)散半徑小。初期使用普通水泥單液漿出現(xiàn)了嚴(yán)重返漿。后嘗試采用800型超細(xì)水泥漿，可注性好，但固結(jié)效果差，水泥流失嚴(yán)重。

2.2 效果分析

經(jīng)注漿后，流砂、涌水現(xiàn)象沒有明顯改觀，具體如圖2所示。

圖2 砂化段填充物Fig.2 Filling of sandification section

在原方案失敗后，通過查閱文獻(xiàn)資料和取樣分析，并組織各方專家和技術(shù)人員進(jìn)一步討論，總結(jié)失敗原因如下。

(1)沒有充分認(rèn)識(shí)砂化白云巖的工程特性。由于大型正斷層形成了良好的導(dǎo)水通道，圍巖破碎程度高，縉云山隧道白云巖砂化段為全強(qiáng)砂化階段，腔體發(fā)育規(guī)模大，白云巖砂顆粒細(xì)密、巖層富水性較強(qiáng)，填充物質(zhì)具有流動(dòng)性，常規(guī)帷幕注漿加固手段難以進(jìn)行有效處理，工藝需調(diào)整。

(2)注漿壓力不合適，需調(diào)整。注漿壓力與漿液在巖體裂隙中擴(kuò)散的深度成正比，為保證漿液在巖層內(nèi)的滲透性和擴(kuò)散半徑，需適當(dāng)增加壓力。而壓力過大也會(huì)造成巖體塑性變形、漿液流失等不良反應(yīng)。故需選擇更合適的注漿壓力。

(3)注漿材料不合適，需調(diào)整。為保護(hù)生態(tài)環(huán)境，帷幕注漿仍需以水泥注漿材料為主，但具體種類、配比需調(diào)整，以解決漿液返漿、流失問題。

3 方案調(diào)整過程

根據(jù)分析結(jié)果，縉云山白云巖砂化段帷幕注漿工程需對(duì)注漿壓力、注漿材料(種類和配比)和注漿工藝進(jìn)行調(diào)整。另外，為保證注漿效果，帷幕注漿半徑，即注漿厚度也需進(jìn)一步確定。故對(duì)帷幕注漿的壓力、材料、厚度和工藝進(jìn)行進(jìn)一步分析討論，以得到更科學(xué)合理的注漿參數(shù)和工藝方法。

3.1 注漿壓力

對(duì)比分析了大量文獻(xiàn)中的注漿壓力計(jì)算公式，結(jié)合本帷幕注漿工程的實(shí)際地質(zhì)情況，參考高東波等[12]在重慶中梁山巖溶富水段帷幕注漿工程中成功運(yùn)用的計(jì)算公式：

P=2Pw+(1～2)MPa

(1)

式(1)中：P為注漿壓力；Pw為測定水壓；1～2 MPa為調(diào)控值。注漿段實(shí)測水壓為1.5 MPa，故計(jì)算值為4～5 MPa，經(jīng)現(xiàn)場試注漿檢驗(yàn)，該值合理。

3.2 注漿材料

出于環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性的考慮，帷幕注漿工程漿液主要有：普通水泥單液漿、雙液漿和超細(xì)水泥類漿液。為找出適用于白云巖砂化段的最佳材料，研究采用ANSYS軟件對(duì)注漿材料因素進(jìn)行數(shù)值模擬。因超細(xì)水泥價(jià)格昂貴，通常只用于配合性補(bǔ)注或微小裂隙注漿，故只對(duì)單液水泥漿和雙液漿進(jìn)行分析，配置漿液水灰比均取1∶1。

模擬采用縉云山隧道巖溶段V級(jí)圍巖的各項(xiàng)地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行模型建立，考慮到地下水及其壓力對(duì)圍巖的影響，圍巖參數(shù)乘以相應(yīng)的折減系數(shù)，相關(guān)參數(shù)如表1所示。

表1 材料選擇數(shù)值模擬材料參數(shù)Table 1 Material parameters in numerical simulation of material selection

隧道平面線型模型高度方向取5倍隧道高度，水平方向取5倍隧道跨徑。建立的CAD模型和ANSYS模型如圖3所示。圖3(a)中隧道外圍的圓環(huán)為注漿加固圈，厚度6 m。取掘進(jìn)10 m后的結(jié)果進(jìn)行分析。

圖3 材料選取平面和三維網(wǎng)格模型圖Fig.3 Plane and 3D mesh model of material selection

通過比較不同注漿材料下的圍巖位移、初支的第一主應(yīng)力和第三主應(yīng)力的大小，以確定何種注漿材料更適用于巖溶地區(qū)注漿工程。

分別模擬在不注漿、注單液漿和注雙液漿的情況下的圍巖位移情況，得到了隧道開挖之后位移變形(圖4)。

圖4 開挖后變形云圖Fig.4 Deformation cloud picture after excavation

由圖4可知，不注漿情況下，開挖后隧道圍巖X方向最大的位移為X1=0.197 mm，Y方向最大位移最大位移為Y1=1.546 mm；對(duì)于注單液漿，X方向最大位移為X2=0.171 mm，Y方向最大位移為Y2=1.375 mm；對(duì)于注雙液漿，X方向最大位移為X2=0.107 mm，發(fā)生在隧道左右拱腳位置，Y方向最大位移為Y2=0.78 mm。X方向最大的位移發(fā)生在隧道的左右兩側(cè)拱腳位置，左側(cè)為正右側(cè)為負(fù)，表明隧道兩側(cè)向內(nèi)收斂；Y向最大位移發(fā)生在仰拱底部，變形為正，表明仰拱隆起。

分別模擬在不注漿、注單液漿和注雙液漿的情況下的初支受力情況，得到隧道開挖之后初支主應(yīng)力圖(圖5)。在不注漿的情況下，隧道周圍最大第一主應(yīng)力為1.62 MPa，出現(xiàn)在開挖面拱頂位置，最大第三主應(yīng)力為12.5 MPa，出現(xiàn)在拱腳位置。隧道周圍最大第一主應(yīng)力為0.846 MPa，出現(xiàn)在拱腳位置，最大第三主應(yīng)力為6.15 MPa，出現(xiàn)在拱腳位置。隧道周圍最大第一主應(yīng)力為0.506 MPa，出現(xiàn)在拱腳位置，最大第三主應(yīng)力為4.17 MPa，出現(xiàn)在拱腳位置。

圖5 開挖后初支主應(yīng)力圖Fig.5 Stress diagram of primary branch after excavation

綜上可知，單液漿和雙液漿對(duì)圍巖均有一定的加固作用，其中雙液漿的加固作用更加明顯。因此，可初步得出結(jié)論：對(duì)比單液水泥漿而言，無論是在限制圍巖變形還是受力方面，雙液漿均表現(xiàn)出更好的性能，故雙液漿材料更適用于縉云山隧道白云巖砂化段帷幕注漿工程。

3.3 注漿厚度

合適的帷幕厚度可使加固圈有較好的防水效果，既能抵抗隧道圍巖中的水壓力，又能具有經(jīng)濟(jì)性，故注漿厚度需進(jìn)行科學(xué)合理的確定。

3.3.1 公式計(jì)算

目前關(guān)于帷幕注漿厚度的計(jì)算方法有理論公式法、經(jīng)驗(yàn)公式法、模型分析等多種方法，選取了具有代表性的3種方法計(jì)算縉云山隧道帷幕注漿的厚度。

(1)模型分析法?？N云山隧道屬于深埋高水位隧道，四季雨水量充足，對(duì)于這一類隧道模型，按照以往工程經(jīng)驗(yàn)[13]可以采取模型簡化，將其簡化為對(duì)稱的圓形模型進(jìn)行分析。

李立新等[14]通過水流耦合和滲流耦合原理，給出了注漿加固圈B的計(jì)算公式，如式(2)所示：

(2)

式(2)中：B為注漿圈半徑;rc為隧道襯砌內(nèi)輪廓線半徑；kg為圍巖注漿后滲透系數(shù)；γw為地下水的重度；Q為注漿加固圈中滲流量；pg為地下水作用在注漿加固圈上的壓力，由現(xiàn)場實(shí)測值得到；h1為隧道中心到水平面的豎直距離；θ為極坐標(biāo)夾角。

隧道段水壓力pg取值為1.5 MPa，隧道中心到水平面的垂直距離h1=200 m。水的重度γw=1×103kg/m3，注漿后滲透系數(shù)kg=2×10-8m/s，超前地質(zhì)鉆探30 m出水量423.4 m3/d，故Q取 14.11 m3/(m·d)，θ取90°。隧道為單洞雙線，隧道內(nèi)輪廓半徑rc=6 m。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，利用式(2)，得到注漿半徑B約為6.000 m。

(2)理論公式法

帷幕注漿加固圈外部承受的水壓力可視為靜水壓力，根據(jù)強(qiáng)度理論，何兵[15]提出了加固圈厚度B計(jì)算公式，如式(3)所示：

(3)

式(3)中：r為隧道開挖半徑；σ為圍巖加固體允許抗壓強(qiáng)度；Pw為加固圈外側(cè)靜水壓力。

根據(jù)縉云山隧道現(xiàn)場施工情況，選定計(jì)算參數(shù)為：隧道開挖半徑r=6 m，加固圈外水壓力Pw=1.5 MPa，圍巖體加固允許抗壓強(qiáng)度σ=3.5 MPa。計(jì)算注漿半徑B為5.820 m。

(3)經(jīng)驗(yàn)公式法

根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)[16]，有：

B1=(4～6)r′

(4)

B=(B1-2r)/2

(5)

式中：B1為加固范圍半徑；系數(shù)4～6取值根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況確定，當(dāng)水流量較大，水壓力大時(shí)，取上限，反之取下限?？N云山隧道出水量、壓力可控，故系數(shù)可取4。

由經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式[式(4)、式(5)]可得注漿半徑B為6.000 m。

根據(jù)式(2)、式(3)、式(5)的計(jì)算結(jié)果，3個(gè)厚度數(shù)值差距不大，最大值和最小值僅差0.18 m，表明這組計(jì)算結(jié)果是可靠的。故縉云山隧道帷幕注漿的最佳厚度取6 m，運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算簡單、可靠。

為了在正式注漿前，進(jìn)一步確認(rèn)厚度計(jì)算結(jié)果，運(yùn)用了有限元分析進(jìn)行驗(yàn)證。

3.3.2 數(shù)值模擬

根據(jù)2.2節(jié)的模擬結(jié)果可知，雙液漿相對(duì)于其他注漿材料來說，更適用于砂化白云巖溶地段，故模擬選用雙液漿作為注漿材料，相關(guān)參數(shù)如表2所示。模擬以1 m為梯度，從1 m開始逐步增大注漿厚度。采用同一個(gè)隧道模型進(jìn)行計(jì)算，每一個(gè)計(jì)算步比前一步的注漿圈厚度增加1 m，這樣便于后續(xù)進(jìn)行對(duì)比。

表2 新老注漿方案參數(shù)對(duì)比Table 2 Comparison of parameters between the new and the old grouting scheme

建模過程類似2.2節(jié)，具體模型如圖6所示。

圖6 厚度平面模型Fig.6 Plane mesh model of thickness selection

模擬共7個(gè)結(jié)果，分別提取出每一注漿厚度條件下襯砌結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，注漿加固圈厚度為1 m時(shí)初支結(jié)構(gòu)最大第一主應(yīng)力為S11=0.539 MPa，最大第三主應(yīng)力為S31=-9.43 MPa，Sij中第一個(gè)下標(biāo)i表示主應(yīng)力序號(hào)，第二個(gè)下標(biāo)j表示注漿加固圈厚度。厚度增加后，最大第一主應(yīng)力持續(xù)小幅下降，最小值為在7 m厚度下的S17=0.524 MPa，而最大第三主應(yīng)力變化不明顯，小幅波動(dòng)。具體變化趨勢圖如圖7所示。

圖7 不同注漿加固圈厚度下的主應(yīng)力Fig.7 Principal stress under different thickness of grouting reinforcement ring

結(jié)合圖7可知，帷幕注漿加固圈厚度的主要作用是防水作用，即阻斷地下水向隧道內(nèi)部浸入，而對(duì)改善隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力作用甚微。故確定注漿厚度時(shí)應(yīng)該以滲水量為主要參考依據(jù)，最佳注漿厚度宜采用公式計(jì)算所確定的6 m，即可以達(dá)到預(yù)期的注漿堵水效果，并有限地改善支護(hù)受力條件。

3.4 注漿工藝

通過現(xiàn)場試注漿和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)確定注漿工藝。

3.4.1 注漿順序

為了防止?jié){液流失，達(dá)到固結(jié)效果。確定調(diào)整后注漿順序原則為：由外到內(nèi)、由下到上、間隔跳孔，分三序孔施工。先灌注開挖線以外的部分，以期形成完整的封閉空間和加固體系；之后灌注開外線以內(nèi)的部分，以保證開挖過程中固砂效果。具體注漿步驟為：鉆孔注漿施工過程，先進(jìn)行外圈A循環(huán)開孔固結(jié)，再進(jìn)行外圈間隔孔的B循環(huán)開孔固結(jié)，然后依次由外向內(nèi)、由下到上、間隔跳孔的次序進(jìn)行C、D、E、F、G循環(huán)開孔固結(jié)，待達(dá)到注漿壓力4～5 MPa后結(jié)束注漿。

3.4.2 注漿方式

針對(duì)砂化段鉆孔時(shí)易塌孔，堵塞注漿管道的問題。采用設(shè)置一個(gè)變徑接頭的方法，以便流砂流出，解決水平方向鉆孔孔口堵塞；針對(duì)下俯角方向鉆孔，易發(fā)生孔尾堵塞的問題，仍采取前進(jìn)式分段注漿工藝，將砂化段分段長度縮短至0.5～1 m，其他注漿段則為3～5 m。

4 修改后注漿方案

4.1 注漿參數(shù)

原、調(diào)整后注漿方案注漿參數(shù)對(duì)比如表2所示，重點(diǎn)是增大了注漿壓力，使用4～5 MPa的高壓注漿；材料調(diào)整以雙液漿為主，局部超細(xì)水泥補(bǔ)強(qiáng)，水灰比1∶1，質(zhì)量比水泥∶水玻璃∶水=532∶396∶532。復(fù)合硅酸鹽水泥為P.C32.5R，超細(xì)水泥為DN800型，水玻璃濃度為30～40 Be；擴(kuò)大徑向加固范圍為6 m，注漿孔增加到了137個(gè)，采用1.0 m×1.0 m梅花形布置；采取先外圈后內(nèi)圈、先下后上、間隔跳孔的注漿順序，縮短了砂化段的分段注漿長度；具體注漿設(shè)計(jì)如圖8所示。工程從2017年2月 24日開始至4月18日完成，注漿歷時(shí)54 d，完成孔口管長度695 m，鉆孔長度 17 182 m，累計(jì)注漿量 1 206.72 m3，其中超細(xì)水泥漿193.46 m3，水泥-水玻璃雙液漿 1 013.26 m3。

圖8 調(diào)整后設(shè)計(jì)帷幕注漿示意圖Fig.8 Adjusted design diagram of curtain grouting

4.2 效果評(píng)價(jià)

4.2.1 水質(zhì)對(duì)比

通過注漿施工，水量逐漸較小，涌砂通道和出水裂隙得到了封堵。孔內(nèi)出水的含砂量明顯較小，如圖9所示。由圖9可知，注漿后地下出水變清澈，說明注漿堵砂效果明顯。

圖9 地下水含砂量對(duì)比Fig.9 Comparison of sand content in groundwater

4.2.2 檢查孔法

注漿結(jié)束后，均勻設(shè)檢查孔17個(gè)，占注漿孔比例為12%。結(jié)果表明15 m范圍內(nèi)的檢查孔孔內(nèi)已無流砂流出，15～25 m有少量水夾砂流出，孔內(nèi)出水量最大9 L/min，17個(gè)孔總出水量為68.9 L/min，具體數(shù)據(jù)如表3所示。從設(shè)計(jì)的17個(gè)檢查孔出水情況分析，多數(shù)檢查孔內(nèi)水量小于 0.2 L/min·m，合格率82%，檢查孔鉆進(jìn)過程中無卡鉆現(xiàn)象，終孔無塌孔。另檢查孔注漿施工時(shí)，檢查孔單孔吸漿量都較小，說明地層的裂隙得到封堵。

表3 檢查孔出水情況Table 3 Effluent situation of check holes

4.2.3 揭露巖體

在帷幕注漿結(jié)束后，設(shè)計(jì)超前大管棚支護(hù)+超前小導(dǎo)管進(jìn)一步加固，并采用CRD(center cross diagram)法機(jī)械開挖，以保證此段安全穿越。

從圖10可以看出，揭露的圍巖密實(shí)度高，可見明顯的漿脈，圍巖成塊體說明帷幕注漿效果較好，取得了注漿工程預(yù)期的目的。

綜上所述，經(jīng)分析可知，根據(jù)新方案施工后，達(dá)到了注漿預(yù)期效果，流砂得到有效穩(wěn)定，出水量減少77%，揭露巖體成塊狀，較密實(shí)。這說明新方案選取的各項(xiàng)參數(shù)基本合適。由新、老方案比較可知，新方案縮短了砂化段中前進(jìn)式分段注漿的長度，防止塌孔和堵孔，保證了注漿效果；先外后內(nèi)和先下后上的注漿順序，有利于注漿殼體封閉空間的形成；顯著增大了注漿壓力，使得漿液可劈裂進(jìn)入致密的粉細(xì)砂層中，不致出現(xiàn)大量返漿；改用雙液漿為主，加快了凝結(jié)速度，提高了早期巖體強(qiáng)度和堵水效果；增加了帷幕厚度，保證了堵水固砂效果和圍巖穩(wěn)定性。加密了注漿孔數(shù)量，保障注漿范圍和效果，增加了超前大管棚，提高掘進(jìn)的安全性。

5 結(jié)論

以重慶市郊鐵路縉云山隧道工程為背景，闡述白云巖砂化段帷幕注漿處理技術(shù)的要點(diǎn)和工程經(jīng)驗(yàn)，補(bǔ)充了白云巖砂化工程處治研究成果，可為類似地質(zhì)災(zāi)害處理提供參考。得出如下結(jié)論。

(1)全強(qiáng)砂化白云巖地層填充粉細(xì)砂致密、富水性較強(qiáng)，填充物具有流動(dòng)性，常規(guī)壓力無法注入。為保證漿液的滲透率和擴(kuò)散半徑，應(yīng)采用高壓劈裂注漿，注漿終壓為4～5 MPa。

(2)雙液漿更適合白云巖砂化段帷幕注漿，配合比則需要通過試驗(yàn)確定。為形成良好的固結(jié)體帷幕，可先用雙液漿灌注形成維護(hù)圈，再進(jìn)行超細(xì)水泥的局部補(bǔ)強(qiáng)。

(3)白云巖砂化段帷幕厚度可按經(jīng)驗(yàn)公式取開挖半徑值，方便簡單。

(4)白云巖砂化段注漿順序原則：由外到內(nèi)、由下到上、間隔跳孔，分三序孔施工。先灌注開挖線以外的部分，以形成完整的封閉空間和加固體系；后灌注開外線以內(nèi)的部分，保證開挖過程中堵水固砂效果。

(5)可采取前進(jìn)式分段注漿以解決砂化段成孔質(zhì)量問題，分段長度以0.5～1 m為宜。