新時期道橋隧道超前預注漿施工技術研究

楊俏梅

摘要：超前預注漿是指在工程開挖之前通過注漿填充圍巖縫隙的施工技術，應用超前預注漿施工技術能夠起到加固圍巖以及阻塞水流的作用，在道橋隧道工程中的應用十分廣泛，對于提升道橋隧道工程的建設質量具有十分重要的作用。本文結合相關案例對道橋隧道超前預注漿施工技術進行分析，希望對提升道橋隧道工程的建設質量有所幫助。

關鍵詞：新時期;道橋隧道工程;超前期預注漿;應用

引言：在道橋隧道施工過程中，對超前預注漿施工技術的應用比較廣泛，該技術不僅能夠在加固圍巖方面發揮重要作用，而且還有助于防范地表沉降，同時還能對地層的位移起到有效的抑制作用。道橋隧道工程的施工難度高，因此在應用超前預注漿施工技術的過程中，為了提升注漿效果，需要做好施工準備以及安全防護工作，并注重對注漿方案以及注漿工藝等方面的把控，這樣才能充分發揮出超前預注漿施工技術的作用。

一、工程案例和施工設計方案

（一）工程概述

以某道橋隧道工程建設為例，該隧道為雙線特長隧道，隧道全長為3510.5m，隧洞頂高程為536.605m，其中里程K2+940-K3+296m段洞頂存在積水，積水的長度為356m。在積水影響的范圍內，洞身穿越寒武系中統高臺組白云巖，圍巖的質地較硬，并且完整性相對較差。洞身不僅會受到洞頂積水的影響，而且還會受到地下水的影響。地下水主要為巖溶裂隙水以及基巖風化裂隙水，同時還存在地下水分布不均勻的情況。圍巖的透水性較強，并且存在著比較嚴重的突水隱患，給道橋隧道施工帶來了巨大的安全風險。

（二）施工設計方案

根據工程的實際情況，制定具體的施工方案，針對K2+940-K3+296m段影響約200m范圍內，應用TSP超前地質預報技術，同時配合應用紅外探水儀等進行動態監測。而對于斷層破碎帶位置，在開挖的過程中應用臺階法，同時配合應用全斷面短尺寸掘進法進行開挖。應用多功能鉆機與注漿泵進行超前預注漿施工。

二、制漿系統的建設分析

由于注漿施工需要應用到的漿液數量較大，因此首先要建立洞外注漿站，這樣才能滿足注漿施工的要求，同時還要在施工段配設注漿站，這樣可以滿足較少注漿量的需求。對于洞外注漿站而言，通過攪拌站進行加工，并且應用混凝土罐車負責運輸工作。對于洞內注漿站而言，主要由袋裝水泥平臺、二次攪拌儲漿池、水玻璃注漿泵、立式攪拌機以及供水和配電系統構成。在注漿系統建設完成后，應用清水對相關的管路以及機械進行調試，在確保設備運行穩定之后再投入使用，并且要在每次注漿施工前對設備進行檢驗。同時還要準備廢液和廢水處理設備，對于施工中產生的廢液和廢水進行處理。除此之外，還要確保供水、供電以及供風正常，并且確保交通暢通，切忌在施工過程中出現中斷現象。

三、道橋隧道超前預注漿施工技術

（一）鉆孔結構及孔口止漿管的安裝

開孔的深度為3-5m，孔徑為Φ153mm。應用高壓帷幕預注漿加固技術，則應先打孔泄壓，這樣可以避免出現鉆孔被壓力頂出的問題。同時還要在鉆孔中安裝注漿套管，將注漿套管作為空口管。應用Φ146mm鋼管作為孔口管，并且應用速凝水泥進行封固[1]，在此基礎上進行打壓檢測。如果在在6MPa壓力作用下孔口管沒有出現松動，或者沒有出現泄漏等狀況，則表明止漿合格。在確保孔口管注漿固結合格之后，需要進一步固定孔口管，并且在孔口管上安裝閥門。完成以上工序之后在進行鉆孔施工，孔鉆的規格為Φ80mm，鉆孔需要鉆至終孔位置。

（二）鉆孔防突裝置

在鉆孔的過程中，經常會出現鉆孔內涌出泥水的問題，即涌水與突泥的問題。這會影響到超前預注漿施工的安全性，為避免出現這種問題，在鉆孔注漿的過程中，應注重加強孔管的封固質量，使其達到耐壓的要求。鉆孔在注漿時，必然會產生注漿壓力，在注漿壓力的作用下，會對套管產生作用力，進而會導致套管被拔出，出現涌水以及突泥的問題。要了提升孔管的封固質量，不僅要確保套管固結的牢固度，而且還要安裝上注漿高壓閥門，這樣才能更好的控制涌水和突泥的現象。

（三）注漿材料及設備的選擇

結合注漿方案與注漿技術要求來合理選擇注漿材料，通常，注漿材料主要包括水泥漿以及凝結材料等，凝結材料主要是指水玻璃。同時在注漿材料的選擇過程中，還要以加固體的強度以及漿液的擴散范圍為參考依據。而對于注漿設備的選擇，需要滿足注漿壓力以及注漿量的調控，主要考慮漿液的種類、使用的場合以及額定泵量的大小等方面因素。

（四）注漿勞動力組織及施工安排

注漿施工的復雜性較高，尤其特殊材料注漿以及雙液注漿對技術的要求更高，因此要做好注漿勞動力組織工作，這是確保注漿施工順利開展的重要前提。每班需要配備1名現場班長，1名技術副班長，1名管路連接工，4名材料倒運工、制漿工以及機修工。對于施工安排而言，需要應用交接班作業方式，這種作業方式是指在班前洞內技術交底，在班后進行技術總結，同時還要詳細的記錄現場注漿施工參數。

四、注漿效果評價

（一）分析法

應用分析法，需要全面收集注漿孔參數信息，然后結合參數信息進行分類對比，進而對注漿效果做出科學、客觀的評價。應用分析法對注漿效果進行評價，具有評價效率高以及評價結果科學性強的特點。在應用分析法對注漿效果進行評價的過程中，應結合注漿孔參數信息繪制P-Q-t 曲線，通過觀察可知，在注漿之初，壓力處于0.3-0.5MPa范圍內，而注漿的速度則處于30-45L/min范圍內，隨著注漿施工的持續，注漿壓力也會隨之提升，而注漿的速度則會隨之降低。當注漿壓力達到設計注漿終壓值時，注漿的速度會出現明顯的下降趨勢。

（二）檢查孔法

在注漿作業完成之后，結合開挖輪廓線范圍，圍繞所選取的斷面打檢查孔，檢查孔的數量通常為5個左右。要合理控制檢查孔的位置以及孔徑，在拱頂應打2個檢查孔，孔徑為110mm，長度控制在27m左右。然后對檢查孔的出水量進行檢查，結合檢查孔的P-Q-t 曲線，我們能夠看出在注漿之初，壓力為0.3MPa，注漿的速度為17L/min，隨著注漿工作的開展，注漿壓力以及注漿的速度變化不明顯。6min之內，注漿的壓力與注漿的速度均比較穩定，待6min之后，注漿壓力上升速度加快，在23min之后，達到設計注漿終壓，并且注漿速度會明顯下降。在注漿壓力達到1.2MPa時，地層便不再吸漿。根據這種情況可以判斷該檢查孔已經達到了飽和密實程度，達到了設計的預期效果，能夠起到阻塞水流以及加固圍巖的作用，說明注漿效果比較顯著。應用檢查孔法對注漿效果進行檢查之后，還要應用M10水泥砂漿對檢查孔進行封堵。除了要在拱頂打2個檢查孔進行檢查之外，還需要在左右邊墻各大1個檢查孔進行檢查，同時在底部也需要打1個檢查孔進行檢查。這樣才能確保對注漿效果的評價更加準確、更加客觀。

（三）針對異常情況的處理分析

由于道橋隧道超前預注漿施工比較復雜，施工過程中會受到多方面因素的影響，導致注漿時經常會發生一些異常現象。為保障道橋隧道超前預注漿施工的質量與效果，需要做好異常情況的處理工作。例如，在注漿過程中如果出現了突泥的情況，需要及時停止鉆進，進行注漿處理。再比如，針對地層吸漿量大，導致注漿壓力難以提升的情況，需要對漿液的配比進行調節，通過調節漿液的配合比，可以起到緩解凝膠時間的作用，有助于提升注漿壓力。如果在注漿的過程中，注漿壓力出現明顯上升的情況，需要及時停止注漿，同時還要將泄漿伐開啟，及時泄壓，避免壓力過大引發嚴重的安全事故。除此之外，還要對出現壓力明顯上升的原因進行分析，待查明原因之后再對是否繼續注漿做出判斷。如果注漿壓力明顯上升是由于費管路堵塞導致的，則不能繼續對該注漿孔注漿。而在注漿的過程中如果出現了串漿的現象，則應及時關閉串漿孔，提升注漿孔與鉆孔之間的間隔。這種方式能夠有效解決串漿的問題。針對注漿過程中出現的漏漿以及跑漿等問題，則可以應用間歇注漿法來進行封堵。總之，在注漿過程中很容易出現多種異常情況，因此需要確保管路的暢通，針對注漿過程中出現的管路堵塞問題，要在第一時間進行處理，這樣才能保障注漿施工的順利開展，才能確保注漿施工的質量與效果。

結束語：隧道施工質量會直接受到圍巖穩定性的影響，在道橋隧道超前預注漿施工技術的應用過程中，能夠實現對圍巖縫隙的充填，不僅可以起到加固圍巖的作用，而且能夠阻塞水流，對于保障隧道施工質量具有十分重要的作用。因此，新時期道橋隧道施工過程中，應加強對超前預注漿施工技術的應用。

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