注浆工艺在不良地质隧道施工中的应用

注浆工艺在不良地质隧道施工中的应用

李宗意

重庆交通大学 土木工程学院 重庆市 400074

摘要：我国城市的快速发展，促进了城市地铁、城际铁路等城市轨道交通的建设。鉴于城市轨道交通工程自身特点，浅埋隧道是车站、区间修建过程中常遇到的结构形式，暗挖法是浅埋隧道广泛采用的施工方法基于此，本篇文章对注浆工艺在不良地质隧道施工中的应用进行研究，以供参考。

关键词：注浆；不良地质；围岩应力；补强加固

引言

浅埋暗挖隧道施工受动水砂层影响，搅拌桩、掌子面帷幕注浆和二重管、三重管旋喷桩等常规工艺对这种复杂地层的适应性较差，尤其是在软硬岩交界面，因加固不到位，易形成动水通道，施工时不及时封闭涌水、涌砂点，易导致地层失稳，引起地表坍塌。

1注浆工艺在软弱岩层隧道施工过程中的应用

1.1工程概况该隧道的软弱地层段起始桩号为K82+080～K82+600，全长520m，隧道中部的K82+080处发育一条中落鱼断裂，属于压性非活动断裂，断裂带宽度（10～20）m；该断裂富含地下水。同时在隧道的K82+540处发育一条冲江河断裂，属于活动断裂，属于压性质断裂，破碎带宽度（80～100）m。

1.2注浆参数的确定

注浆方法的选择常用的注浆方法有地面预注浆和工作面预注浆两种方式可供选择，结合该隧道而言，首先隧道埋深达363.6m，若采用地面预注浆工作，即有设备选择的局限性，也面临地层可注性的未知因素，同时亦存在操作技术、效果检验困难的问题，综合考虑采用掌子面超前预注浆较为合理。

1.3钻孔及注浆参数确定在确定实施注浆前，应在YCS-2000A瞬变电磁仪或TSP203地质探测仪等超前水文地质预报的指引下钻6～7个钻孔，以探明断层或地下水发育情况和溶洞、孔穴、裂隙的方位、规模等地质情况。并采用长短孔相结合，以达到注浆充分、不留死角为目的，来确定钻孔参数。

1.4做好前期准备工作

隧道工程建设期间，应用灌浆法加固技术就是为了解决隧道内产生裂缝引发的危险，灌注浆液前需要先确定隧道裂缝的位置，将其做好标记，然后请现场的有关工作人员深入分析隧道中出现裂缝的原因，确定原因之后，编制有效的灌注方案计划。施工前，需要详细勘察工程的实地情况，对工程施工的要求有足够的了解，经过全方位收集资料信息，请设计部门人员以及施工人员协商施工方式，编制施工方案，通过科学的方式准确计算出应用灌浆加固技术的详细参数、灌浆加固技术的可行性范围。参考现场的地质水文条件、地质环境、周边环境，选择使用的灌浆方式以及材料，如果施工周边的涂层较硬，采用应用劈裂灌浆加固法加固裂缝，如果是砂土质地可以应用渗透灌浆法加固技术。决策灌浆操作之前，现在实验室内检测应用的技术方案是否科学有效，保证各项参数的准确度，在试验中可以确定浆液的配比是否达到要求，是否有效，假如在试验中存在问题，需要及时做出相应的调整，为正式灌浆操作时的浆液有效奠定基础，将其加固作用发挥出来。针对应用该技术需要的设备以及提前到相关部门对材料进行抽检，务必要保证材料以及仪器设备的良好性能，切实可以满足施工的需求，避免因为设备因素或者材料因素在施工途中突然停工。施工单位组建一支工作经验丰富、专业能力强的队伍，在施工前做好技术交底工作，定期培训、考核施工人员的能力。

1.5确定技术应用准则

必须确定灌浆压力数值，保证注浆过程的顺利，将注浆操作的价值以及作用充分凸显出来，确定灌浆压力时，还要与现场的地质、水文环境、周围环境结合起来，经过详细的计算确定灌浆的压力。但是，需要注意的是确定灌浆压力后要先试验，查看压力是否在合适的范畴，提前规避可能发生的事情，编制可行性预案解决突发事件，根据试验结果调整压力数值，避免压力出现波动对注浆效果产生一定的影响。

1.5开挖与支护

隧道出口前的30m位置选择用明挖的方式施工，建立三维模型，与干挖、钻孔技术相结合，严格控制基坑中存在的水分数量。杜绝过度开挖洞身，事先还要科学检测实际地质情况，特别是在处理爆破时，要进行测量放线，确定位置，避免震动幅度过大，对结构的安全产生负面影响，选择应用台阶法以及断面开挖进行处理，先确定断面的大小，还要检查地质中包含的矿渣含量，确保科学、合理开挖。建立支护就是应用锚杆以及混凝土、钢筋网等处理技术在洞口出处的位置，应用水泥挤密桩体完成加固处理，保证地基的稳定，严格遵守建立超前支护的工作原则，加强管理各个灌浆工艺的具体操作，实行分段式开挖，杜绝爆破处理，加强监督施工过程，保证施工质量，应用衬砌技术时，保证结构的稳定性以及完整性，提前预测可能出现裂缝的位置，对其提前进行加固处理

2二次衬砌混凝土防脱空注浆工艺施工技术分析

2.1衬砌台车定位

工作人员对初期支护断面尺寸进行测量，并将所得数据上报给监理工程师。由监理工程师对其尺寸进行核对，同时对浇筑厚度进行核验，确保数据符合规范，监理工程师确保无误签字后再进行施工。为了确保断面尺寸数据更为精准，由工作人员使用全站仪对衬砌台车的位置进行定位。

2.2混凝土施工

在进行混凝土施工时，需采用集中生产的方式，通过拌合站对其进行搅拌。坍落度保持在13～18cm之间，在生产混凝土的过程中可加入缓凝减水剂来提高其强度。针对局部掉块的部位，可通过挂网处理的方式来解决。在喷射混凝土时，按从下往上的顺序，同时在这一过程中注意喷射角度与受喷面垂直。另外，在喷射时需控制喷射的距离，将其控制在0.6～1.8m之间，根据工程具体情况，对喷射距离进行调整。在运输混凝土时可使用专用车辆，也可使用输送泵，避免对坍落度产生较大影响。

2.3联合注浆设计

联合注浆原理结合注浆加固试验，采用“超前高压水平旋喷桩+超高压竖向端头封堵旋喷桩+掌子面上半断面帷幕注浆”联合注浆方法，各类桩形成闭合加固圈，以截断高压流动水，同时起到加固围岩的作用，提高围岩力学性能。

2.5浆液浓度

应根据空洞特征选用，并应符合下列规定：①当注浆流量大时，应采用浓浆液或双液浆，当注浆流量小时，应采用稀浆液；②对于无充填物的空洞，可先注水泥砂浆或超流态混凝土，当砂浆无法注入时，采用纯水泥浆

2.6钻孔孔径

不得小于91mm；钻孔孔斜率应小于1/100；注浆施工应先边缘孔，后中间孔；当场地存在高差时，应先注孔底标高低的孔，孔底标高的孔注浆完成后，封闭孔口，再注孔底标高高的孔；

2.7注浆工艺在隧道工程中水害治理的应用

注浆孔间距宜为有效扩散半径的1.5倍，当采用多排孔布设时，钻孔排距不宜大于孔间距。帷幕注浆终压宜为静水压力的1.6～3.0倍，三序孔注浆压力应高于一序孔和二序孔。松散地层或裂隙较发育的岩体帷幕注浆压力宜取小值，其他岩体帷幕注浆压力宜取大值，帷幕注浆质量检验孔数量不应少于注浆孔总数的10%，且不应少于5个，帷幕轴线上检验孔中压水试验孔不少于检验孔总数的60%。检验孔应采取岩芯，并绘制钻孔柱状图，岩芯采取率不应小于75%。

结束语

在隧道节理裂隙发育、地下水流速较慢的围岩中采用注浆技术进行加固能取到很好效果，可防止隧道施工时的顶部坍塌和边墙片邦，更好地为作业人员的提供安全保障，在降低隧道穿过不良地层处治成本的同时也能快速通过隧道围岩不稳定段
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