鐵路隧道防寒注漿施工工藝研究

邰皓　張浩軍

摘 要：中交隧道局承建的哈牡客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)六標(biāo)的紅旗溝隧道處于嚴(yán)寒地區(qū)，隧道洞口1000m范圍Ⅲ～Ⅴ級(jí)圍巖暗挖段拱墻采用徑向注漿填充圍巖裂隙、封堵地下水，達(dá)到不滲水狀態(tài)，以防止凍害發(fā)生。本文從工藝流程、施工方法及要求、人員和設(shè)備配置以及質(zhì)量控制等方面對(duì)防寒注漿施工工藝進(jìn)行了系統(tǒng)的研究和總結(jié)。

關(guān)鍵詞：隧道；防寒注漿；施工工藝；徑向注漿

1 工程概況

我公司承建的哈牡客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)六標(biāo)的紅旗溝隧道位于黑龍江省海林市橫道河子鎮(zhèn)，隧道起訖里程DK238+250～DK242+663，全長(zhǎng)4413m。設(shè)計(jì)為單洞、雙線(xiàn)隧道，線(xiàn)間距4.6m，隧道最大埋深230m，隧道處于嚴(yán)寒地區(qū)，土壤最大凍深為191cm。隧道洞口1000m范圍Ⅲ～Ⅴ級(jí)圍巖暗挖段拱墻采用徑向注漿填充圍巖裂隙、封堵地下水，達(dá)到不滲水狀態(tài)，以防止凍害發(fā)生。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 內(nèi)業(yè)準(zhǔn)備。（1）熟悉施工圖紙，施工技術(shù)指南、質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及其他相關(guān)技術(shù)規(guī)范。（2）認(rèn)真調(diào)查隧道圍巖地質(zhì)情況、了解施工條件、技術(shù)水平和設(shè)備裝置的施工參數(shù)。（3）制定施工安全保證措施，提出應(yīng)急預(yù)案。（4）對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，對(duì)參加施工人員進(jìn)行上崗前技術(shù)培訓(xùn)，考核合格后持證上崗。（5）收集鋼管、水泥漿、壓漿機(jī)等進(jìn)場(chǎng)合格證及試驗(yàn)資料。

2.2 外業(yè)準(zhǔn)備。（1）孔口管、注漿材料等施工材料的采購(gòu)，鉆孔、注漿等設(shè)備的選用與采購(gòu)。（2）使用材料的試驗(yàn)檢測(cè)。根據(jù)各洞口實(shí)際情況進(jìn)行壓水試驗(yàn)，確定水泥漿液的配合比設(shè)計(jì)。（3）水、風(fēng)、電的設(shè)置，其他輔助措施的準(zhǔn)備。（4）對(duì)防寒徑向注漿的施工里程與孔位進(jìn)行測(cè)量放樣。

3 技術(shù)要求

（1）本道工序在隧道初噴混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求時(shí)進(jìn)行。（2）隧道防寒徑向注漿范圍為開(kāi)挖輪廓線(xiàn)外3m，注漿孔按漿液擴(kuò)散半徑2m設(shè)計(jì)，注漿孔按梅花樁型布置，孔口環(huán)向間距為200cm，孔底環(huán)向間距約280cm，縱向間距200cm。（3）注漿孔采用風(fēng)鉆開(kāi)孔，孔徑52mm。（4）孔口管采用ф50mm，壁厚3.5mm的熱軋無(wú)縫鋼管，鋼管長(zhǎng)1m，孔口管應(yīng)埋設(shè)牢固，并有良好的止?jié){措施。（5）注漿采用水泥漿，注漿壓力按1～1.5Mpa。（6）注漿前應(yīng)進(jìn)行壓水試驗(yàn)，據(jù)此修正注漿參數(shù)。

4 施工程序與工藝流程

4.1 施工程序。施工準(zhǔn)備（初期支護(hù)強(qiáng)度達(dá)到施工要求）→測(cè)量放樣（確定孔位）→鉆孔→壓水試驗(yàn)→漿液配置→孔口管安裝→注漿→檢驗(yàn)。

4.2 工藝流程。

5 施工工藝

5.1 施工準(zhǔn)備。注漿孔位布置應(yīng)遵循“分段，分批，逐步加密”的原則，采用全站儀結(jié)合鋼尺在初支面上按設(shè)計(jì)要求放設(shè)孔位，注漿孔呈梅花形布置，環(huán)向、縱向間距200cm。

5.2 鉆孔。初期支護(hù)施工完畢并且強(qiáng)度達(dá)到施工要求后，利用作業(yè)臺(tái)車(chē)采用人工風(fēng)鉆鉆孔。鉆孔孔徑52mm，孔深3m；按梅花形布置，孔口環(huán)向間距200cm，孔底環(huán)向間距280cm。

5.3 孔口管安裝。孔口管采用φ50mm，壁厚3.5mm的熱軋無(wú)縫鋼管制作，長(zhǎng)度1.0m。孔口安裝止?jié){塞或止?jié){閥。利用風(fēng)鉆把孔口鋼管送入孔內(nèi)，孔口管與孔壁之間采用錨固劑塞實(shí)固定。

5.4 配制漿液。注漿采用水泥漿，注漿前進(jìn)行壓水試驗(yàn)，據(jù)此修正注漿參數(shù)。

5.5 徑向注漿。注漿采用水泥漿，注漿前進(jìn)行壓水試驗(yàn)，據(jù)此修正注漿參數(shù)。注漿前掌子面應(yīng)噴射混凝土封閉，防止掌子面處溢漿。注漿前進(jìn)行管路調(diào)試，檢查注漿管路及設(shè)備，確保注漿壓力表完好，注漿前孔口管埋設(shè)牢固，并安裝止?jié){管。注漿順序應(yīng)由下往上，由水少處到多水處，實(shí)行隔孔跳排注漿。注漿孔壁與鋼管之間填實(shí)，孔口設(shè)止?jié){塞可利用止?jié){閥保持孔內(nèi)壓力直至漿液完全凝固。注漿壓力1～1.5Mpa，注漿過(guò)程中若發(fā)生串漿，則關(guān)閉孔口閥門(mén)待其他孔注漿完畢后再打開(kāi)閥門(mén)，注漿結(jié)束后可使用鉛絲、麻刀、木楔等材料在注漿孔口將間隙堵塞。

5.6 單孔注漿效果檢查。分析法：分析注漿記錄，查看每個(gè)孔的注漿壓力、注漿量是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求；注漿過(guò)程中漏漿、跑漿是否嚴(yán)重，從而以漿液注入量估算漿液擴(kuò)散半徑，分析是否與設(shè)計(jì)相符。注漿效果如未達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)孔注漿。

5.7 施工要點(diǎn)。（1）徑向注漿孔孔口位置準(zhǔn)確定位，與設(shè)計(jì)位置的允許偏差為±5cm偏角應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，每鉆進(jìn)一段，檢查一段，及時(shí)糾偏孔底位置偏差應(yīng)小于30cm。（2）注漿孔終孔直徑不小于52mm。（3）注漿前在類(lèi)似地質(zhì)條件下的巖層中進(jìn)行注漿試驗(yàn)，初步掌握漿液充填率，注漿量、漿液配合完凝膠時(shí)間，漿液擴(kuò)散半徑，注漿終壓等指標(biāo)。（4）鉆孔和注漿順序應(yīng)由下向上，隔孔跳排鉆注。（5）徑向注漿作業(yè)采用全孔一次性注漿方式進(jìn)行，應(yīng)盡量避免因機(jī)械故障、停電、停水、器材等問(wèn)題造成的被迫中斷，對(duì)于因制止串漿、冒漿等情況中斷時(shí)，應(yīng)先將鉆孔清理至原深度以后再行復(fù)注。

5.8 徑向注漿施工注意事項(xiàng)。（1）鉆進(jìn)過(guò)程中遇涌水或巖層破碎造成卡鉆，應(yīng)停止鉆進(jìn)，進(jìn)行注漿，掃孔后再行鉆進(jìn)。（2）注漿過(guò)程中，若壓力突然升高，應(yīng)停止注漿，檢查后，再行注漿。（3）注漿過(guò)程中，注意觀(guān)察初期支護(hù)的變形情況，準(zhǔn)備好加固措施。（4）鉆孔位置要準(zhǔn)確，施鉆時(shí)鉆機(jī)要盡量貼近巖面，以保證開(kāi)孔質(zhì)量；換鉆桿時(shí)要注意檢查鉆桿是否彎曲，有無(wú)損傷，中心水孔是否暢通等。（5）為減小對(duì)圍巖的擾動(dòng)，施工中宜采用微震爆破開(kāi)挖，原則上采取短進(jìn)尺、密布眼、少藥量、弱爆破，同時(shí)，要加強(qiáng)爆破震動(dòng)監(jiān)測(cè)；

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述的工藝及流程為今后嚴(yán)寒地區(qū)長(zhǎng)大鐵路隧道施工積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，為同類(lèi)隧道施工提供了一定的借鑒。

作者簡(jiǎn)介：邰皓（1982.10- ），男，本科，工程師，中交隧道工程局有限公司。