芻議斷層富水隧道施工中的雙液注漿技術(shù)

汪獻(xiàn)強(qiáng)

摘 要：針對隧道施工過程中下穿斷層地段，巖體破碎，且隧道巖溶水發(fā)育，為確保施工安全，減少對地表的影響，文章提出了采用水泥-水玻璃漿液的方法對隧道圍巖進(jìn)行堵水和加固，并通過工程實例滬昆客專（貴州段）茅坪山隧道施工為例，對水泥-水玻璃注漿技術(shù)施工方法及施工步驟進(jìn)行了詳細(xì)的說明描述。

關(guān)鍵詞：隧道 水泥-水玻璃 注漿技術(shù)

中圖分類號：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05 （a）-0043-02

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展進(jìn)步，我國的基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模正在變得越來越大，國家對于工程的質(zhì)量也提出了越來越高的要求。但是由于施工外界自然環(huán)境和工程地質(zhì)的多樣性、局限性以及復(fù)雜性等特點，再加上可預(yù)測以及不可預(yù)測外在條件對工程施工和工程質(zhì)量都會產(chǎn)生重要影響，使得在基礎(chǔ)工程施工中會出現(xiàn)這樣或者那樣的質(zhì)量問題、安全隱患和環(huán)境破壞等問題。通過對工程設(shè)施采取可行科學(xué)的施工技術(shù)，可以滿足施工安全、環(huán)境保護(hù)、工程質(zhì)量的要求。目前采取的堵水加固措施有很多種，但是與其他措施相比，注漿施工技術(shù)具有操作簡便、快速有效等特點，因此被廣泛的應(yīng)用于危房糾偏、隧道施工以及大壩加固等方面。該文以滬昆客專（貴州段）茅坪山隧道工程施工為例，對注漿技術(shù)施工方法進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

1 項目概況

茅坪山隧道起訖里程為DK593+867 ～DK601+580，全長7713 m。不良地質(zhì)有巖溶及巖溶水、斷層破碎帶、頁巖風(fēng)化剝落及軟質(zhì)巖、軟弱夾層等，隧址區(qū)發(fā)育4條斷層，隆昌斷層、后山斷裂、茅坪山斷層及魚沖斷裂，區(qū)內(nèi)山體巖體大部分出露，且可溶巖出露長度已占隧道總長度達(dá)96%，由于巖溶裂隙發(fā)育，隧道開挖易引起地表水（村寨井、泉）漏失的可能性極大，尤其隧道DK597+680～DK598+800段地表有茅坪山村寨分布，對居民生活生產(chǎn)用水有較大影響。針對隧道洞身穿越斷層破碎帶、可溶巖與非可溶巖接觸界面時的突水、突泥風(fēng)險，同時為保護(hù)維持地表水文環(huán)境，盡量減小隧道施工對地表居民生活、生產(chǎn)用水的影響，采取加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)報，并根據(jù)超前預(yù)報的情況對DK595+890～DK595+940、 DK597+020～DK597+090、 DK599+820～DK599+880、 DK599+955～DK600+020四段進(jìn)行超前帷幕注漿及超前周邊注漿。

隧道在施工過程中，在對DK596+982掌子面用TSP203超前地質(zhì)預(yù)報儀檢查發(fā)現(xiàn)前方圍巖破碎、整體性較差，掌子面裂隙水增大，基本掌握在前方40 m后為斷層或軟巖大變形地段。繼續(xù)開挖至DK597+002掌子面，采用超前水平地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行超前鉆孔，鉆孔揭示前方20 m以后巖層破碎，有斷層內(nèi)充填物，水壓較大，水從鉆孔中噴出，存在涌水的可能性。針對這種現(xiàn)象，需要對其進(jìn)行相應(yīng)的處理，根據(jù)合同要求，業(yè)主、設(shè)計院、監(jiān)理、施工單位四方到現(xiàn)場勘查，為了防止圍巖發(fā)生變形，保證圍巖形體的穩(wěn)定性，防止地表嚴(yán)重失水，確保施工過程中人員的安全，需要采用水泥-水玻璃雙液注漿技術(shù)對其進(jìn)行超前周邊注漿。

2 水泥-水玻璃漿液特點

水泥水玻璃漿液也簡稱為CS漿液，其中C代表水泥，S代表水玻璃，該漿液是以水玻璃和水泥作為主劑，兩者按照一定的配合比進(jìn)行融合并注入對象中，根據(jù)不同的情況，有時候需要向漿液中加入附加劑。水泥-水玻璃漿液是一種使用效果非常好的一種注漿材料，由于優(yōu)越的性能，它被廣泛的應(yīng)與工程項目中。水泥-水玻璃的特點主要有以下幾個。

（1）凝固時間短。水泥-水玻璃及漿液的凝固時間與水泥漿的水灰比、水混品種以及水玻璃間的濃度、水泥漿與水玻璃的體積比以及將夜溫度等因素有關(guān)，其膠凝時間多，可以根據(jù)實際需要，在幾秒鐘到幾分鐘內(nèi)對其進(jìn)行準(zhǔn)確控制。根據(jù)多年的實際工程經(jīng)驗以及理論研究發(fā)現(xiàn)，漿液中所含的硅酸酸鈣越多，水泥漿水灰比越低以及水玻璃漿液濃度越低都會使得膠凝的時間縮短，并且水玻璃漿液和水泥漿的比例越小以及溫度的提高都會有助于膠凝時間的縮短。

（2）結(jié)實率高。與其他漿液的結(jié)石率相比不同，水泥-水玻璃漿液一旦發(fā)生凝固后，漿液的結(jié)石率可以達(dá)到98%以上。并且在膠凝初期，水泥-水玻璃漿液的結(jié)石體的強(qiáng)度增長速度很快，具有一定較高的抗壓強(qiáng)度。

（3）漿液的膠凝后的強(qiáng)度的峰值受到水玻璃與水泥漿的配合比的影響，根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水泥漿與水玻璃的配合比恰當(dāng)合適的時候，在這種的配合比下，漿液的強(qiáng)度達(dá)到了一個峰值，強(qiáng)度最大。

3 施工技術(shù)

本項目工程中采用的是水泥-水玻璃注漿材料，它是一種特殊的材料。與普通的注漿材料相比，該材料具有普通注漿材料一樣的滲透能力，而且在松散的堆積層中能夠均勻的加固圍巖，是松散體固結(jié)。利用水玻璃和水泥配置的雙漿液，一方面可以便于凝膠時間的調(diào)節(jié)，減少凝膠性能受水影響的改變，另一方面凝膠結(jié)石率高，具有輕微的膨脹性，耐久性高。同時采用雙液注漿技術(shù)的實施工藝相對簡單，能夠在均勻的擴(kuò)散，不會發(fā)生擠壓、大量劈裂等情況，能夠較好均勻的加固巖層，形成較好的防水帳幕。本項目隧道施工雙液注漿技術(shù)的實施步驟如下：

（1）施工前的準(zhǔn)備工作

在注漿正式開始前，為了防止在注漿過程中，發(fā)生工作面冒漿的現(xiàn)象，首先需要封閉掌子面，對于各種注漿管采用間斷性的注漿方法。同時需要注意并做好各類機(jī)具設(shè)備的維修性工作，對使用的機(jī)械器具，包括注漿泵、攪拌機(jī)以及鉆機(jī)等，進(jìn)行定期的檢查、保養(yǎng)等工作，使其保持良好的工作狀態(tài)。同時施工前需要充分的準(zhǔn)備好材料，包括超細(xì)水泥、緩凝劑、水玻璃等材料，避免在施工過程中因材料短缺而影響施工的進(jìn)程。

（2）配制過程

水泥與水玻璃的配合比對注漿的效果有重要影響，本工程采用的水灰比=0.8～1∶1。首先根據(jù)配制的水泥漿的體積，根據(jù)緩凝劑摻量和水灰比計算出所需要的水的用量和超細(xì)水泥量，然后攪拌好水泥以及配制好水玻璃后，向濃度較高的水玻璃中注入水，然后邊加水邊攪拌，攪拌好后用玻美計測試其濃度，本項目水玻璃：波美度Be=40。當(dāng)準(zhǔn)備工作和材料都配制好后，就準(zhǔn)備開始施工。

（3）施工作業(yè)

在隧道注漿施工過程中，施工的步驟包括鉆孔、注漿作業(yè)兩個步驟。

鉆孔：漿液有效注入范圍為開挖輪廓線外5 m，每一循環(huán)長度30 m，開挖25 m，留5 m作為止?jié){巖盤；注漿孔孔底間距按3 m控制，設(shè)5環(huán)，共154個孔；隧道周邊注漿縱斷面圖見圖1，孔口布置圖見圖2。周邊注漿采用RPD多功能鉆機(jī)。

注漿作業(yè)：注漿順序為先內(nèi)圈后外圈，同一圈孔間隔施工，此段巖層較破碎，5、6、7、8環(huán)各孔應(yīng)采取后退式注漿，其注漿范圍為孔底至開孔方向5 m；1、2、3、4各孔環(huán)采用前進(jìn)式注漿。配合比的選擇一般都是先稀后濃，逐級變換的，通過控制漿液的流量系數(shù)來達(dá)到對凝膠時間的控制。注漿結(jié)束時，應(yīng)繼續(xù)壓注清水將管路及漿塞芯管中的漿液沖洗干凈后，再停機(jī)，泄下止?jié){塞，換上孔口注漿裝置進(jìn)行封孔注漿。單孔結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：①注漿壓力逐步升高至設(shè)計終壓，并繼續(xù)注漿10 min以上；②注漿結(jié)束時的進(jìn)漿量小于20 L/min；③檢查孔涌水量小于0.2 L/m·min；④檢查孔鉆取巖芯，漿液充填飽滿。全段結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：①所有注漿孔均已符合單孔結(jié)束條件，無漏注現(xiàn)象；②注漿后預(yù)測涌水量小于3 m3/m·d；③漿液有效注入范圍大于設(shè)計值。

4 結(jié)語

在隧道施工中，水泥-水玻璃雙漿注漿技術(shù)的采用，保證了施工安全和施工質(zhì)量，減少了地表失水對生態(tài)系統(tǒng)的破壞。實際工程研究表明，雙液注漿方法的采用不僅在圍巖堵水和圍巖加固方面取得了良好的效果，而且安全順利的通過巖溶富水區(qū)和斷層破碎帶，保證了項目工程進(jìn)度的順利進(jìn)行。在采用該方法時，為了確保工程的質(zhì)量，需要對注漿管防堵塞以及工程材料控制等方面保持密切關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

[1] 高速鐵路隧道工程施工技術(shù)指南[M].鐵建設(shè)（2010）241號.

[2] 王赫.建筑工程事故處理手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1988.

[3] 中國建筑科學(xué)研究院.即有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.endprint

摘 要：針對隧道施工過程中下穿斷層地段，巖體破碎，且隧道巖溶水發(fā)育，為確保施工安全，減少對地表的影響，文章提出了采用水泥-水玻璃漿液的方法對隧道圍巖進(jìn)行堵水和加固，并通過工程實例滬昆客專（貴州段）茅坪山隧道施工為例，對水泥-水玻璃注漿技術(shù)施工方法及施工步驟進(jìn)行了詳細(xì)的說明描述。

關(guān)鍵詞：隧道 水泥-水玻璃 注漿技術(shù)

中圖分類號：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05 （a）-0043-02

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展進(jìn)步，我國的基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模正在變得越來越大，國家對于工程的質(zhì)量也提出了越來越高的要求。但是由于施工外界自然環(huán)境和工程地質(zhì)的多樣性、局限性以及復(fù)雜性等特點，再加上可預(yù)測以及不可預(yù)測外在條件對工程施工和工程質(zhì)量都會產(chǎn)生重要影響，使得在基礎(chǔ)工程施工中會出現(xiàn)這樣或者那樣的質(zhì)量問題、安全隱患和環(huán)境破壞等問題。通過對工程設(shè)施采取可行科學(xué)的施工技術(shù)，可以滿足施工安全、環(huán)境保護(hù)、工程質(zhì)量的要求。目前采取的堵水加固措施有很多種，但是與其他措施相比，注漿施工技術(shù)具有操作簡便、快速有效等特點，因此被廣泛的應(yīng)用于危房糾偏、隧道施工以及大壩加固等方面。該文以滬昆客專（貴州段）茅坪山隧道工程施工為例，對注漿技術(shù)施工方法進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

1 項目概況

茅坪山隧道起訖里程為DK593+867 ～DK601+580，全長7713 m。不良地質(zhì)有巖溶及巖溶水、斷層破碎帶、頁巖風(fēng)化剝落及軟質(zhì)巖、軟弱夾層等，隧址區(qū)發(fā)育4條斷層，隆昌斷層、后山斷裂、茅坪山斷層及魚沖斷裂，區(qū)內(nèi)山體巖體大部分出露，且可溶巖出露長度已占隧道總長度達(dá)96%，由于巖溶裂隙發(fā)育，隧道開挖易引起地表水（村寨井、泉）漏失的可能性極大，尤其隧道DK597+680～DK598+800段地表有茅坪山村寨分布，對居民生活生產(chǎn)用水有較大影響。針對隧道洞身穿越斷層破碎帶、可溶巖與非可溶巖接觸界面時的突水、突泥風(fēng)險，同時為保護(hù)維持地表水文環(huán)境，盡量減小隧道施工對地表居民生活、生產(chǎn)用水的影響，采取加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)報，并根據(jù)超前預(yù)報的情況對DK595+890～DK595+940、 DK597+020～DK597+090、 DK599+820～DK599+880、 DK599+955～DK600+020四段進(jìn)行超前帷幕注漿及超前周邊注漿。

隧道在施工過程中，在對DK596+982掌子面用TSP203超前地質(zhì)預(yù)報儀檢查發(fā)現(xiàn)前方圍巖破碎、整體性較差，掌子面裂隙水增大，基本掌握在前方40 m后為斷層或軟巖大變形地段。繼續(xù)開挖至DK597+002掌子面，采用超前水平地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行超前鉆孔，鉆孔揭示前方20 m以后巖層破碎，有斷層內(nèi)充填物，水壓較大，水從鉆孔中噴出，存在涌水的可能性。針對這種現(xiàn)象，需要對其進(jìn)行相應(yīng)的處理，根據(jù)合同要求，業(yè)主、設(shè)計院、監(jiān)理、施工單位四方到現(xiàn)場勘查，為了防止圍巖發(fā)生變形，保證圍巖形體的穩(wěn)定性，防止地表嚴(yán)重失水，確保施工過程中人員的安全，需要采用水泥-水玻璃雙液注漿技術(shù)對其進(jìn)行超前周邊注漿。

2 水泥-水玻璃漿液特點

水泥水玻璃漿液也簡稱為CS漿液，其中C代表水泥，S代表水玻璃，該漿液是以水玻璃和水泥作為主劑，兩者按照一定的配合比進(jìn)行融合并注入對象中，根據(jù)不同的情況，有時候需要向漿液中加入附加劑。水泥-水玻璃漿液是一種使用效果非常好的一種注漿材料，由于優(yōu)越的性能，它被廣泛的應(yīng)與工程項目中。水泥-水玻璃的特點主要有以下幾個。

（1）凝固時間短。水泥-水玻璃及漿液的凝固時間與水泥漿的水灰比、水混品種以及水玻璃間的濃度、水泥漿與水玻璃的體積比以及將夜溫度等因素有關(guān)，其膠凝時間多，可以根據(jù)實際需要，在幾秒鐘到幾分鐘內(nèi)對其進(jìn)行準(zhǔn)確控制。根據(jù)多年的實際工程經(jīng)驗以及理論研究發(fā)現(xiàn)，漿液中所含的硅酸酸鈣越多，水泥漿水灰比越低以及水玻璃漿液濃度越低都會使得膠凝的時間縮短，并且水玻璃漿液和水泥漿的比例越小以及溫度的提高都會有助于膠凝時間的縮短。

（2）結(jié)實率高。與其他漿液的結(jié)石率相比不同，水泥-水玻璃漿液一旦發(fā)生凝固后，漿液的結(jié)石率可以達(dá)到98%以上。并且在膠凝初期，水泥-水玻璃漿液的結(jié)石體的強(qiáng)度增長速度很快，具有一定較高的抗壓強(qiáng)度。

（3）漿液的膠凝后的強(qiáng)度的峰值受到水玻璃與水泥漿的配合比的影響，根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水泥漿與水玻璃的配合比恰當(dāng)合適的時候，在這種的配合比下，漿液的強(qiáng)度達(dá)到了一個峰值，強(qiáng)度最大。

3 施工技術(shù)

本項目工程中采用的是水泥-水玻璃注漿材料，它是一種特殊的材料。與普通的注漿材料相比，該材料具有普通注漿材料一樣的滲透能力，而且在松散的堆積層中能夠均勻的加固圍巖，是松散體固結(jié)。利用水玻璃和水泥配置的雙漿液，一方面可以便于凝膠時間的調(diào)節(jié)，減少凝膠性能受水影響的改變，另一方面凝膠結(jié)石率高，具有輕微的膨脹性，耐久性高。同時采用雙液注漿技術(shù)的實施工藝相對簡單，能夠在均勻的擴(kuò)散，不會發(fā)生擠壓、大量劈裂等情況，能夠較好均勻的加固巖層，形成較好的防水帳幕。本項目隧道施工雙液注漿技術(shù)的實施步驟如下：

（1）施工前的準(zhǔn)備工作

在注漿正式開始前，為了防止在注漿過程中，發(fā)生工作面冒漿的現(xiàn)象，首先需要封閉掌子面，對于各種注漿管采用間斷性的注漿方法。同時需要注意并做好各類機(jī)具設(shè)備的維修性工作，對使用的機(jī)械器具，包括注漿泵、攪拌機(jī)以及鉆機(jī)等，進(jìn)行定期的檢查、保養(yǎng)等工作，使其保持良好的工作狀態(tài)。同時施工前需要充分的準(zhǔn)備好材料，包括超細(xì)水泥、緩凝劑、水玻璃等材料，避免在施工過程中因材料短缺而影響施工的進(jìn)程。

（2）配制過程

水泥與水玻璃的配合比對注漿的效果有重要影響，本工程采用的水灰比=0.8～1∶1。首先根據(jù)配制的水泥漿的體積，根據(jù)緩凝劑摻量和水灰比計算出所需要的水的用量和超細(xì)水泥量，然后攪拌好水泥以及配制好水玻璃后，向濃度較高的水玻璃中注入水，然后邊加水邊攪拌，攪拌好后用玻美計測試其濃度，本項目水玻璃：波美度Be=40。當(dāng)準(zhǔn)備工作和材料都配制好后，就準(zhǔn)備開始施工。

（3）施工作業(yè)

在隧道注漿施工過程中，施工的步驟包括鉆孔、注漿作業(yè)兩個步驟。

鉆孔：漿液有效注入范圍為開挖輪廓線外5 m，每一循環(huán)長度30 m，開挖25 m，留5 m作為止?jié){巖盤；注漿孔孔底間距按3 m控制，設(shè)5環(huán)，共154個孔；隧道周邊注漿縱斷面圖見圖1，孔口布置圖見圖2。周邊注漿采用RPD多功能鉆機(jī)。

注漿作業(yè)：注漿順序為先內(nèi)圈后外圈，同一圈孔間隔施工，此段巖層較破碎，5、6、7、8環(huán)各孔應(yīng)采取后退式注漿，其注漿范圍為孔底至開孔方向5 m；1、2、3、4各孔環(huán)采用前進(jìn)式注漿。配合比的選擇一般都是先稀后濃，逐級變換的，通過控制漿液的流量系數(shù)來達(dá)到對凝膠時間的控制。注漿結(jié)束時，應(yīng)繼續(xù)壓注清水將管路及漿塞芯管中的漿液沖洗干凈后，再停機(jī)，泄下止?jié){塞，換上孔口注漿裝置進(jìn)行封孔注漿。單孔結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：①注漿壓力逐步升高至設(shè)計終壓，并繼續(xù)注漿10 min以上；②注漿結(jié)束時的進(jìn)漿量小于20 L/min；③檢查孔涌水量小于0.2 L/m·min；④檢查孔鉆取巖芯，漿液充填飽滿。全段結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：①所有注漿孔均已符合單孔結(jié)束條件，無漏注現(xiàn)象；②注漿后預(yù)測涌水量小于3 m3/m·d；③漿液有效注入范圍大于設(shè)計值。

4 結(jié)語

在隧道施工中，水泥-水玻璃雙漿注漿技術(shù)的采用，保證了施工安全和施工質(zhì)量，減少了地表失水對生態(tài)系統(tǒng)的破壞。實際工程研究表明，雙液注漿方法的采用不僅在圍巖堵水和圍巖加固方面取得了良好的效果，而且安全順利的通過巖溶富水區(qū)和斷層破碎帶，保證了項目工程進(jìn)度的順利進(jìn)行。在采用該方法時，為了確保工程的質(zhì)量，需要對注漿管防堵塞以及工程材料控制等方面保持密切關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

[1] 高速鐵路隧道工程施工技術(shù)指南[M].鐵建設(shè)（2010）241號.

[2] 王赫.建筑工程事故處理手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1988.

[3] 中國建筑科學(xué)研究院.即有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.endprint

摘 要：針對隧道施工過程中下穿斷層地段，巖體破碎，且隧道巖溶水發(fā)育，為確保施工安全，減少對地表的影響，文章提出了采用水泥-水玻璃漿液的方法對隧道圍巖進(jìn)行堵水和加固，并通過工程實例滬昆客專（貴州段）茅坪山隧道施工為例，對水泥-水玻璃注漿技術(shù)施工方法及施工步驟進(jìn)行了詳細(xì)的說明描述。

關(guān)鍵詞：隧道 水泥-水玻璃 注漿技術(shù)

中圖分類號：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05 （a）-0043-02

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展進(jìn)步，我國的基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模正在變得越來越大，國家對于工程的質(zhì)量也提出了越來越高的要求。但是由于施工外界自然環(huán)境和工程地質(zhì)的多樣性、局限性以及復(fù)雜性等特點，再加上可預(yù)測以及不可預(yù)測外在條件對工程施工和工程質(zhì)量都會產(chǎn)生重要影響，使得在基礎(chǔ)工程施工中會出現(xiàn)這樣或者那樣的質(zhì)量問題、安全隱患和環(huán)境破壞等問題。通過對工程設(shè)施采取可行科學(xué)的施工技術(shù)，可以滿足施工安全、環(huán)境保護(hù)、工程質(zhì)量的要求。目前采取的堵水加固措施有很多種，但是與其他措施相比，注漿施工技術(shù)具有操作簡便、快速有效等特點，因此被廣泛的應(yīng)用于危房糾偏、隧道施工以及大壩加固等方面。該文以滬昆客專（貴州段）茅坪山隧道工程施工為例，對注漿技術(shù)施工方法進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

1 項目概況

茅坪山隧道起訖里程為DK593+867 ～DK601+580，全長7713 m。不良地質(zhì)有巖溶及巖溶水、斷層破碎帶、頁巖風(fēng)化剝落及軟質(zhì)巖、軟弱夾層等，隧址區(qū)發(fā)育4條斷層，隆昌斷層、后山斷裂、茅坪山斷層及魚沖斷裂，區(qū)內(nèi)山體巖體大部分出露，且可溶巖出露長度已占隧道總長度達(dá)96%，由于巖溶裂隙發(fā)育，隧道開挖易引起地表水（村寨井、泉）漏失的可能性極大，尤其隧道DK597+680～DK598+800段地表有茅坪山村寨分布，對居民生活生產(chǎn)用水有較大影響。針對隧道洞身穿越斷層破碎帶、可溶巖與非可溶巖接觸界面時的突水、突泥風(fēng)險，同時為保護(hù)維持地表水文環(huán)境，盡量減小隧道施工對地表居民生活、生產(chǎn)用水的影響，采取加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)報，并根據(jù)超前預(yù)報的情況對DK595+890～DK595+940、 DK597+020～DK597+090、 DK599+820～DK599+880、 DK599+955～DK600+020四段進(jìn)行超前帷幕注漿及超前周邊注漿。

隧道在施工過程中，在對DK596+982掌子面用TSP203超前地質(zhì)預(yù)報儀檢查發(fā)現(xiàn)前方圍巖破碎、整體性較差，掌子面裂隙水增大，基本掌握在前方40 m后為斷層或軟巖大變形地段。繼續(xù)開挖至DK597+002掌子面，采用超前水平地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行超前鉆孔，鉆孔揭示前方20 m以后巖層破碎，有斷層內(nèi)充填物，水壓較大，水從鉆孔中噴出，存在涌水的可能性。針對這種現(xiàn)象，需要對其進(jìn)行相應(yīng)的處理，根據(jù)合同要求，業(yè)主、設(shè)計院、監(jiān)理、施工單位四方到現(xiàn)場勘查，為了防止圍巖發(fā)生變形，保證圍巖形體的穩(wěn)定性，防止地表嚴(yán)重失水，確保施工過程中人員的安全，需要采用水泥-水玻璃雙液注漿技術(shù)對其進(jìn)行超前周邊注漿。

2 水泥-水玻璃漿液特點

水泥水玻璃漿液也簡稱為CS漿液，其中C代表水泥，S代表水玻璃，該漿液是以水玻璃和水泥作為主劑，兩者按照一定的配合比進(jìn)行融合并注入對象中，根據(jù)不同的情況，有時候需要向漿液中加入附加劑。水泥-水玻璃漿液是一種使用效果非常好的一種注漿材料，由于優(yōu)越的性能，它被廣泛的應(yīng)與工程項目中。水泥-水玻璃的特點主要有以下幾個。

（1）凝固時間短。水泥-水玻璃及漿液的凝固時間與水泥漿的水灰比、水混品種以及水玻璃間的濃度、水泥漿與水玻璃的體積比以及將夜溫度等因素有關(guān)，其膠凝時間多，可以根據(jù)實際需要，在幾秒鐘到幾分鐘內(nèi)對其進(jìn)行準(zhǔn)確控制。根據(jù)多年的實際工程經(jīng)驗以及理論研究發(fā)現(xiàn)，漿液中所含的硅酸酸鈣越多，水泥漿水灰比越低以及水玻璃漿液濃度越低都會使得膠凝的時間縮短，并且水玻璃漿液和水泥漿的比例越小以及溫度的提高都會有助于膠凝時間的縮短。

（2）結(jié)實率高。與其他漿液的結(jié)石率相比不同，水泥-水玻璃漿液一旦發(fā)生凝固后，漿液的結(jié)石率可以達(dá)到98%以上。并且在膠凝初期，水泥-水玻璃漿液的結(jié)石體的強(qiáng)度增長速度很快，具有一定較高的抗壓強(qiáng)度。

（3）漿液的膠凝后的強(qiáng)度的峰值受到水玻璃與水泥漿的配合比的影響，根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水泥漿與水玻璃的配合比恰當(dāng)合適的時候，在這種的配合比下，漿液的強(qiáng)度達(dá)到了一個峰值，強(qiáng)度最大。

3 施工技術(shù)

本項目工程中采用的是水泥-水玻璃注漿材料，它是一種特殊的材料。與普通的注漿材料相比，該材料具有普通注漿材料一樣的滲透能力，而且在松散的堆積層中能夠均勻的加固圍巖，是松散體固結(jié)。利用水玻璃和水泥配置的雙漿液，一方面可以便于凝膠時間的調(diào)節(jié)，減少凝膠性能受水影響的改變，另一方面凝膠結(jié)石率高，具有輕微的膨脹性，耐久性高。同時采用雙液注漿技術(shù)的實施工藝相對簡單，能夠在均勻的擴(kuò)散，不會發(fā)生擠壓、大量劈裂等情況，能夠較好均勻的加固巖層，形成較好的防水帳幕。本項目隧道施工雙液注漿技術(shù)的實施步驟如下：

（1）施工前的準(zhǔn)備工作

在注漿正式開始前，為了防止在注漿過程中，發(fā)生工作面冒漿的現(xiàn)象，首先需要封閉掌子面，對于各種注漿管采用間斷性的注漿方法。同時需要注意并做好各類機(jī)具設(shè)備的維修性工作，對使用的機(jī)械器具，包括注漿泵、攪拌機(jī)以及鉆機(jī)等，進(jìn)行定期的檢查、保養(yǎng)等工作，使其保持良好的工作狀態(tài)。同時施工前需要充分的準(zhǔn)備好材料，包括超細(xì)水泥、緩凝劑、水玻璃等材料，避免在施工過程中因材料短缺而影響施工的進(jìn)程。

（2）配制過程

水泥與水玻璃的配合比對注漿的效果有重要影響，本工程采用的水灰比=0.8～1∶1。首先根據(jù)配制的水泥漿的體積，根據(jù)緩凝劑摻量和水灰比計算出所需要的水的用量和超細(xì)水泥量，然后攪拌好水泥以及配制好水玻璃后，向濃度較高的水玻璃中注入水，然后邊加水邊攪拌，攪拌好后用玻美計測試其濃度，本項目水玻璃：波美度Be=40。當(dāng)準(zhǔn)備工作和材料都配制好后，就準(zhǔn)備開始施工。

（3）施工作業(yè)

在隧道注漿施工過程中，施工的步驟包括鉆孔、注漿作業(yè)兩個步驟。

鉆孔：漿液有效注入范圍為開挖輪廓線外5 m，每一循環(huán)長度30 m，開挖25 m，留5 m作為止?jié){巖盤；注漿孔孔底間距按3 m控制，設(shè)5環(huán)，共154個孔；隧道周邊注漿縱斷面圖見圖1，孔口布置圖見圖2。周邊注漿采用RPD多功能鉆機(jī)。

注漿作業(yè)：注漿順序為先內(nèi)圈后外圈，同一圈孔間隔施工，此段巖層較破碎，5、6、7、8環(huán)各孔應(yīng)采取后退式注漿，其注漿范圍為孔底至開孔方向5 m；1、2、3、4各孔環(huán)采用前進(jìn)式注漿。配合比的選擇一般都是先稀后濃，逐級變換的，通過控制漿液的流量系數(shù)來達(dá)到對凝膠時間的控制。注漿結(jié)束時，應(yīng)繼續(xù)壓注清水將管路及漿塞芯管中的漿液沖洗干凈后，再停機(jī)，泄下止?jié){塞，換上孔口注漿裝置進(jìn)行封孔注漿。單孔結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：①注漿壓力逐步升高至設(shè)計終壓，并繼續(xù)注漿10 min以上；②注漿結(jié)束時的進(jìn)漿量小于20 L/min；③檢查孔涌水量小于0.2 L/m·min；④檢查孔鉆取巖芯，漿液充填飽滿。全段結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：①所有注漿孔均已符合單孔結(jié)束條件，無漏注現(xiàn)象；②注漿后預(yù)測涌水量小于3 m3/m·d；③漿液有效注入范圍大于設(shè)計值。

4 結(jié)語

在隧道施工中，水泥-水玻璃雙漿注漿技術(shù)的采用，保證了施工安全和施工質(zhì)量，減少了地表失水對生態(tài)系統(tǒng)的破壞。實際工程研究表明，雙液注漿方法的采用不僅在圍巖堵水和圍巖加固方面取得了良好的效果，而且安全順利的通過巖溶富水區(qū)和斷層破碎帶，保證了項目工程進(jìn)度的順利進(jìn)行。在采用該方法時，為了確保工程的質(zhì)量，需要對注漿管防堵塞以及工程材料控制等方面保持密切關(guān)注。

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