淺談導管注漿在雙連拱隧道中的應(yīng)用

劉瑞濤

雙連拱隧道是相對于分離式隧道而言的，是上行線路與下行線路閭采用中隔墻分開的體連拱隧道。中隔墻的施做可以減小在開挖過程中產(chǎn)生的沉降，且該工藝的隧道可減小土地使用，可以減小對自然的擾動，一定程度的保護生態(tài)環(huán)境。但雙連拱隧道施工工序較為復雜，施工難度較大，而導管注漿技術(shù)是新奧法施工的重要環(huán)節(jié)。文章就結(jié)合戴峪嶺1號隧道施工實際，論述了導管注漿在雙連拱隧道中的應(yīng)用。

1工程概況

戴峪嶺1號隧道位于蓋州市小石棚境內(nèi)，屬短隧道，其工程測區(qū)范圍內(nèi)基巖出露情況較好，局部地表由于開采石料遭到人為破壞，大部分地區(qū)被壘風化，強風化巖層覆蓋，主要為燕山早期浸入花崗巖，隧道區(qū)中風化花崗巖地層較穩(wěn)定，呈塊狀構(gòu)造，淺部以風化裂隙為主，深部以構(gòu)造節(jié)理裂隙為主，探測資料顯示隧道各鉆孔均未見地下水，經(jīng)現(xiàn)場注水試驗得出各鉆孔未發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，隧道洞口部位圍巖較破碎，鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)。屬Ⅳ級圍巖，隧道開挖過程中易發(fā)生掉塊。甚至塌落；因此為保證施工安壘應(yīng)在洞口施工時進行必要的防護，經(jīng)設(shè)計確定在明洞段采用明挖法施工，暗挖段按照新奧法原理進行隧道襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計，主洞初期支護采用小導管注漿加固。

2雙連拱隧道及注漿技術(shù)

2.1雙連拱隧道

雙聯(lián)拱隧道一般長度較短，所在區(qū)域的地形起伏比較大，埋深比較淺，且不同程度的存在偏壓問題。施工工藝較為復雜。要中隔墻先行貫通，探明隧道的圍巖狀況。施做中隔墻結(jié)束后，保證墻頂注漿密實，且達到設(shè)計強度后進行主洞的施做。主洞的施做中要盡可能的減小對中墻的擾動。雙聯(lián)拱隧道的這些特點決定了其施工中各部位若處理不當則極易導致塌方事故。

2.2注漿技術(shù)

注漿是為了加固地層或防滲堵水，一般通過鉆孔對含有水裂隙或空洞以及不穩(wěn)定地層內(nèi)注入水泥漿或其他漿液的施工技術(shù)。在雙連拱隧道中采用注漿技術(shù)其主要目的除防滲堵水和加固地層外，還可防止滑坡，提高地基的承載力，采用注漿施工應(yīng)首先對圍巖特性進行施工調(diào)查，以確定需注漿的范圍，應(yīng)充分了解巖體的滲透性以更準確的確定需要注漿的巖體的部位、深度和注漿排數(shù)，之后則可根據(jù)實際情況進行必要的設(shè)計以確定注漿采用的材料和壓力。合理的利用注漿技術(shù)可有效地將圍巖連接成一個整體，提高其自穩(wěn)能力。以有效的避免塌方事故的發(fā)生。

3導管注漿施工工藝

3.1超前大管棚

大管棚設(shè)置于主洞隧道出口，導管采用熱軋無縫鋼管，尺寸為直徑89mm，壁厚6mm，長度為30m，鋼管前端加工成尖錐狀，鋼管尾端1m外的管壁四周鉆有直徑為10mm的壓漿孔，并呈梅花型分布，鋼管通過套拱預(yù)埋的導向管沿隧道周邊以5°～10°的外插角打入圍巖，其環(huán)向間距控制在400mm。

3.2注漿漿液

施工中采用的注漿漿液為雙液漿，即水泥水玻璃漿液，漿液的參量人下表所示：水泥水灰比為1：1，水泥漿與水玻璃體積比為1：0.5，水玻璃濃度為35渡美度，水泥強度等級為42.5級。注漿壓力為1.0MPa～1.5MPa，待注漿結(jié)束后應(yīng)將管內(nèi)漿液及時清除，后用M20水泥砂漿將導管內(nèi)填充密實以保證導管的剛度和強度。

3.3洞口地表加固

洞口屬強風化花崗巖，整體性較差。采用導管注漿方案對洞口地表進行預(yù)加固。采用熱軋無縫鋼管，呈梅花狀布置，其注漿方式及使用的漿液與超前管棚相同。

3.4超前小導管注漿

施工中采用的小導管直徑為42mm，壁厚為3.5mm。長度為3m～3.5m的熱軋無縫鋼管，鋼管前端也應(yīng)加工成為尖錐狀，在管壁四周鉆直徑為8mm的壓漿孔，并在后端留有1m長度不設(shè)壓漿孔。鋼管與襯砌中線平行并呈5°～100°的仰角打入圍巖，其環(huán)向間距為300mm-400mm。超前支護與鋼架配合使用，尾端焊接在支立好的剛拱架上，在注漿漿液達到設(shè)計強度后進行公布開挖，之后及時進行噴射混凝土、架設(shè)鋼拱架并鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，最后再復噴混凝土。一次支護完成后間隔2m或2.4m另一排鋼管注漿，注漿壓力為0.5MPa～1.0MPa，其中每排孔的注漿量應(yīng)達到設(shè)計量時方可結(jié)束。

3.5中隔墻頂部注漿

中隔墻施工過程中在頂部預(yù)埋直徑42mm，壁厚3.5mm的注漿管，對中隔墻頂部的空洞進行注漿加固，以保證主洞開挖過程中中隔墻能夠很好的承受壓力。

3.6導管注漿加固圍巖

小導管注漿是超前支護的措施，其在軟弱、破碎地層內(nèi)鑿孔后易形成塌孔，且超前錨桿施工難度較大，或當結(jié)構(gòu)斷面較大時易采取該種技術(shù)措施，且該種施工工藝易與鋼拱架配合使用，若條件允許也可在地面進行超前注漿加固，若有導洞則可在導洞內(nèi)對隧道周邊進行徑向注漿加固。

施工中采用的小導管直徑一般在30mm～50mm，長度為3m～5m，鋼管上鉆設(shè)注漿孔的間距為lOOmm～150mm，鋼管沿拱的環(huán)向布置間距一般在300mm～500mm，沿拱方向的環(huán)向外插角為5°～150°，由干小導管為受力桿件，因此施工中應(yīng)保證兩排小導管在縱向存在一定的搭接長度，該段長度一般不小于1m。

施工中為保證工作面穩(wěn)定和掘進安全，應(yīng)確保小導管的安裝位置正確且有足夠的有效長度，并應(yīng)嚴格控制好小導管的鉆設(shè)角度，應(yīng)在導管上按照要求鉆設(shè)注漿孔以便于向巖體進行注漿加固，以保證導管自身剛度和強度。

施工中若圍巖為砂卵石地層則宜采用滲透注漿法，在砂層中則宜采用劈裂注漿法，若為黏土層則宜采用劈裂或電動硅化注漿法，若為淤泥質(zhì)軟土層則宜采用高壓噴射注漿法施工。

加固過程中對于Ⅳ、V級圍巖則應(yīng)采用地基加固導管注漿方式，一般以熱軋無縫鋼管傲為導管，施工中要求鋼管末端與基礎(chǔ)鋼筋焊接牢固，鋼管頭部埋入基礎(chǔ)混凝土內(nèi)深度不小于300mm，在鋼管打入圍巖后方可壓注42.5水泥和水玻璃組成的雙液漿，施工過程中應(yīng)嚴格控制注漿壓力，施工中所選擇的加固地點一般為兩側(cè)的邊墻地基和仰拱部位，或帶有中隔墻的地基t對圍巖的破碎帶仍可采用小導管注漿技術(shù)，其加固方式與超前小導管的注漿加固方式基本相同。

施工中為防止超挖應(yīng)減小小導管仰角的措施，即要求小導管成孔的施工工人具有嫻熟的施工技術(shù)，盡量把孔打平，但又不可造成小導管侵入以后幾榀拱架的初襯凈空而導致欠挖，并應(yīng)合理選擇超前小導管的長度，以便于盡量減少超挖又可避免由于導管過短而影響搭接，并可保證超前支護的質(zhì)量。

4結(jié)語

雙連拱隧道一般地質(zhì)條件較差。施工中采用導管注漿加固技術(shù)既可對圍巖進行有效加固，又可保證施工安全，因此其在特殊地段進行加固時具有廣泛的應(yīng)用前景。