隧道超前預注漿施工

陳艷茹 楊勃

摘 要：超前預注漿加固是隧道施工中的重要輔助方法，在防止隧道塌方、控制地表沉降、抑制地層位移等方面發(fā)揮了重大的作用。文章結(jié)合金童路南段道路工程火風山隧道施工現(xiàn)場注漿情況，分析超前預注漿的方法，工藝過程及質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：超前預注漿施工；工藝原則；質(zhì)量控制

1 工程概況

擬建場地位于龍王洞背斜南段的西翼，巖層傾向295°，傾角6°，巖層呈單斜產(chǎn)出?；鶐r主要發(fā)育有以下幾組裂隙，產(chǎn)狀為：（1）組裂隙：185°∠88°，裂隙寬2～3mm，產(chǎn)于砂巖層中，延伸5～8m，間距3m，無充填，裂面干燥、干凈平直，結(jié)構(gòu)面結(jié)合差。（2）組裂隙：35°∠65°，裂隙寬2～20cm，產(chǎn)于砂巖層中，延伸3～5m，間距一般3.0m，無充填，裂面干燥、干凈平直，結(jié)構(gòu)面結(jié)合差。從工程地質(zhì)情況總體來分析，圍巖破損較為嚴重，所以采用超前預注漿的施工方法，可以有效增強隧道施工過程巖體的穩(wěn)定性，有利于隧道安全施工，提高隧道施工整體質(zhì)量。

2 超前預注漿的工藝及方法

2.1 堵露處理

注漿前，必須進行堵漏處理。沿插管周圍噴射20cm摻有適量速凝劑C20混凝土一圈，封閉該工作面，再用木塞和紙塞把無縫鋼管未注漿的管頭堵死。這樣，止?jié){墻便形成。注漿時，漿液就不會從管壁周圍沿掌子面滲漏，也不會從其它管露出，提高注漿效果。

2.2 拌漿

水泥漿液攪拌在拌和機內(nèi)進行，嚴格按施工配合比，同時將緩凝劑加入攪拌，待水量加足后繼續(xù)攪拌1min，再將水泥投入，攪拌時間不少于3min，并于注漿過程中不斷攪拌。

2.3 注漿

進行管棚預注漿前，對注漿地段的巖性、涌水量、涌水壓力、水溫、涌水的化學特性等進行認真研究，確定注漿參數(shù)?，F(xiàn)場試驗確定注漿終壓力，以便漿液能夠充分擴散填充，從而達到堵水和加固圍巖作用。注漿方式采用全孔一次性注漿。注漿管路連接好后，先檢查管路是否漏水，待設(shè)備正常后，對圍巖做壓水試驗，以沖洗巖石裂隙，增加漿液擴散密實性，核實圍巖的滲透性。注漿采用采用KBY50/70型注漿泵注M30水泥砂漿，其配比根據(jù)地層情況和膠凝時間要求，并經(jīng)過試驗而定；并采用1：0.5（體積比）的水泥水玻璃雙液注漿。

2.4 注漿方法

注漿壓力為初壓0.7～1.5Mpa，終壓2.0Mpa，單管漿液擴散半徑不小于0.5m。注漿完畢穩(wěn)壓5min以上，注漿管口預留溢漿口，作為注漿的觀察窗。注漿結(jié)束標準以注漿終壓和注漿量確定，前期注漿孔采用單孔注漿量控制，單孔注漿量通過現(xiàn)場注漿試驗確定，當單孔注漿量達到標準單孔注漿量時即可換孔注漿；后期注漿孔宜采用注漿終壓控制，達到設(shè)計注漿終壓時，且注漿孔注入率小于40L/min時，延續(xù)20～30min，即可結(jié)束注漿，排除注漿孔內(nèi)污物后，采用“機械壓漿封口法”封堵。注漿過程中，漿液的濃度由稀到濃，注漿壓力由低到高，逐級變換；注漿擴散半徑通過試驗確定，并通過注漿半徑確定是否增減注漿孔。注漿順序原則上先施作短孔，再施作長孔，最后施作檢查孔。按“由外到里，從上往下”原則施工，檢查孔施工順序待注漿孔注漿結(jié)束后視現(xiàn)場情況定。在注漿過程中如果遇到局部漏漿，如遇到注漿壓力長時間不上升或上升緩慢，則采取間歇式注漿（注入一定量漿液后暫停4～6h，等待漿液凝固后再繼續(xù)注漿）或調(diào)整漿液配比，縮短漿液凝結(jié)時間，同時觀察有無漏漿、跑漿現(xiàn)象。

3 注漿質(zhì)量問題及處理措施

3.1 管棚注漿不飽滿

分析原因：（1）漿液凝固收縮過快，鋼管注漿過程中形成空洞。（2）注漿時，鋼管內(nèi)空氣堵塞。

解決方法：鋼管注漿前，在注漿口增設(shè)排氣孔；注漿過程中，調(diào)節(jié)注漿壓力達到適合壓力，水泥漿水加入適量緩凝劑，保證水泥漿注入鋼管后，有足夠時間分散。在注漿過程中，若發(fā)現(xiàn)注漿出現(xiàn)不夠理想，可在同步注漿結(jié)束后，采用二次注漿，彌補第一次的缺陷，二次注漿一般是劈裂注漿，開口壓力較大，能夠形成紡錘狀固結(jié)體，增加鋼管強度。

3.2 管棚注漿質(zhì)量

保證措施：漿液配置：漿液配置必須按照配合比進行，試驗室根據(jù)不同的巖層，選用不同的漿液配合比（如水泥砂漿、水泥-水玻璃雙液漿等），摻加不同的外加劑；漿液配置所需的水泥、水玻璃、水以及其他外加劑（如速凝劑、緩凝劑等）均要經(jīng)過試驗檢測，滿足質(zhì)量要求；漿液半只必須使用機械拌合，嚴格控制拌合的時間；試驗室要加強對漿液質(zhì)量的檢查。

（1） 注漿過程控制

注漿過程中隨時檢查孔口、鄰孔、覆蓋層較薄部位有無串漿現(xiàn)象，如發(fā)生串漿，應立即停止注漿或采用間歇式注漿封堵串漿口，也可以采用麻紗、木楔、快硬水泥砂漿或錨固劑封堵，直至不再串漿時再繼續(xù)注漿。注漿時相鄰孔眼需間隔開，不能連續(xù)注漿，以確保固結(jié)效果，同時達到控制注漿量的目的。注漿時，需要根據(jù)注漿終壓和注漿量雙控注漿質(zhì)量；要經(jīng)常檢查注漿壓力表的準確度；要根據(jù)單根鋼管注漿量并結(jié)合巖體的松散程度，綜合考慮注漿量。

（2）注漿效果觀察、分析

采取抽芯等措施進行注漿效果檢查，如注漿效果不好，應分析其原因。如未設(shè)置止?jié){墻，可能導致漿液外流，由于注漿壓力不夠或注漿量沒有達到計算值造成注漿效果差。

3.3 注漿壓力表顯示不正常原因分析

管棚注漿過程中，評價注漿效果、判斷注漿是否完成，注漿壓力表的顯示是非常重要的。在管棚注漿過程中，由于各種原因注漿壓力表可能在注漿過程中，會出現(xiàn)各種各樣的變化情況，針對每種情況，具體分析其原因有利于及時和有效的解決注漿過程中遇到的問題。

3.3.1 注漿壓力不上升或有所下降

原因：（1）漿液向地表溢出或流入地層大裂隙。（2）漿液被地下水稀釋，凝結(jié)時間變長。

3.3.2 壓力上升后又突然下降且不恢復

原因：（1）注漿管周圍堵塞，漿液流失。（2）注漿速度過快，破壞了地層原結(jié)構(gòu)。（3）漿液流入軟土層或土的大孔隙。

3.3.3 壓力上升后突然下降，后又上升

原因：漿液凝結(jié)堵塞了漿液通道，當注漿通道內(nèi)壓力大到某一數(shù)值后，沖破堵塞，引起壓力所有下降，漿液通道重新被堵塞，壓力又開始上升。

3.3.4 壓力不停頓上升

原因：（1）土體密實，漿液不能注入。（2）漿液凝結(jié)時間過快。（3）注漿管堵塞。

4 結(jié)束語

通過嚴密施工，精心管理和組織，此次注漿施工確定的圓滿成功，有力保證的隧道施工安排和進度，為今后類似工藝提供了重要參考。

參考文獻

[1]GB50026-2007.工程測量規(guī)范[S].

[2]JTG F60-2009.公路隧道施工技術(shù)規(guī)范[S].

[3]GB50086-2001.錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范[S].

作者簡介：陳艷茹（1984-），女，寧夏平羅人，本科，講師，陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學院教師，蘭州交通大學工程碩士。

楊勃（1983-），男，陜西周至人，本科，講師，陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學院教師，蘭州交通大學工程碩士。