隧道軟弱圍巖小導(dǎo)管徑向注漿技術(shù)分析

梁仲德

[摘要]近幾年我國(guó)隧道建設(shè)技術(shù)在不斷地更新，其中注漿技術(shù)的結(jié)構(gòu)和方式也在不斷的變化。文章以某隧道軟弱圍巖工程為例，分別從其工程情況分析、施工方案結(jié)構(gòu)、徑向注漿技術(shù)運(yùn)行機(jī)制以及效果檢驗(yàn)措施展開了細(xì)致的討論，旨在為相關(guān)管理人員以及施工監(jiān)管人員提供必要的技術(shù)參考，以促進(jìn)整體技術(shù)的優(yōu)化運(yùn)行。

[關(guān)鍵詞]隧道；軟弱圍巖；小導(dǎo)管；徑向注漿技術(shù)

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.34.188

1 工程基本情況以及方案分析

1.1 某工程基本情況概述

某隧道軟弱圍巖工程在挖掘前，利用5#的施工豎井以及2#的聯(lián)絡(luò)通道作為基本的工程框架，主要?jiǎng)澐值慕Y(jié)構(gòu)為，左線、右線、大里程以及小里程四個(gè)項(xiàng)目，全程439米，并且基礎(chǔ)的洞內(nèi)已經(jīng)逐步支架成關(guān)環(huán)，但是沒(méi)有經(jīng)歷二次施工，最小的線距控制在17米左右。另外，工程的施工路段早期為礦山法段，之后才改建為盾構(gòu)通過(guò)段，相應(yīng)的工作人員要進(jìn)行集中的礦挖施工，并且需要沿著原來(lái)的初步支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行不等距的挖掘施工，以保證兩次開挖過(guò)程的銜接性以及工程平衡。其中最大的擴(kuò)挖范圍為335厘米，最小的擴(kuò)挖范圍也維系在146厘米。

除此之外，在對(duì)基礎(chǔ)的地質(zhì)和水文進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，擴(kuò)挖段隧道拱頂覆蓋巖層以及隧道穿越地層和隧道底板巖層要按照自上而下的順序進(jìn)行有效的填充，分別填充土層、砂層以及礫砂巖層[1]。整體的開挖范圍會(huì)經(jīng)過(guò)強(qiáng)中化或者是中等風(fēng)化的含礫砂層，并且整體拱頂覆蓋的巖層基本的深度和厚度不一致，但都會(huì)含有水砂層。在判斷相應(yīng)的隧道圍巖級(jí)別時(shí)，評(píng)定其等級(jí)為四級(jí)，地下水的類型屬于孔隙潛水和基巖層裂縫水結(jié)構(gòu)，是巖性第四系海陸相粉砂。另外，擴(kuò)挖段主要的透水層以及含水層結(jié)構(gòu)厚度保持在0.6米到4米之間[2]。

1.2 某工程基本方案分析

在建立基礎(chǔ)的施工方案的過(guò)程中，相關(guān)管理人員要根據(jù)實(shí)際地質(zhì)雷達(dá)的勘測(cè)結(jié)果進(jìn)行隧道上方土層的集中管理，其中能得出聯(lián)絡(luò)通道東西走向各延伸10米左右，不僅存在軟弱圍巖，基礎(chǔ)土質(zhì)也比較疏松，也受到了很大的地表污水影響，圍巖自身的穩(wěn)定能力比較差。相關(guān)人員要保證整體工程的安全進(jìn)行，就要充分結(jié)合相應(yīng)的地質(zhì)要求進(jìn)行淺埋暗挖的施工方針。首先，要保證超前小導(dǎo)管注漿加固，稱為“管超前、嚴(yán)注漿”，其次，利用小步距短臺(tái)階開挖與臨時(shí)仰拱措施并行，保證噴錨初支以及鋼格柵結(jié)構(gòu)的支護(hù)綜合，稱為“短開挖、強(qiáng)支護(hù)”，最后，對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目踐行有效的監(jiān)控，在基礎(chǔ)開挖項(xiàng)目運(yùn)行后，利用初支結(jié)構(gòu)進(jìn)行支護(hù)后的跟蹤注漿，稱為“快封閉、勤量測(cè)”。只有保證小導(dǎo)管注漿技術(shù)的有效應(yīng)用，才能進(jìn)一步優(yōu)化整體隧道建設(shè)的整體穩(wěn)定性，并且從根本上確保地下管線和隧道結(jié)構(gòu)的安全。

2 工程內(nèi)小導(dǎo)管徑向注漿技術(shù)的運(yùn)行機(jī)制分析

2.1 優(yōu)化確定基本的技術(shù)參數(shù)

根據(jù)某工程的實(shí)際需求，相關(guān)人員要針對(duì)小導(dǎo)管的參數(shù)進(jìn)行有效的處理，使用的熱軋無(wú)縫鋼管的外徑要維系在42毫米，壁厚3.5毫米的尺寸范圍內(nèi)，管長(zhǎng)控制在6.5～9.5米之間，這樣才能有助于小導(dǎo)管直接插入圍巖內(nèi)部，并且在鋼管前可以直接兩驅(qū)200毫米左右的距離，直接加工成尖錐樁，保證有效的封焊。另外，要保證焊接結(jié)構(gòu)的管身孔徑在10毫米左右，后端100厘米不設(shè)置溢漿孔，并且要在管尾直接焊接φ0.6厘米箍筋。

2.2 優(yōu)化設(shè)置基本的注漿孔

要對(duì)鋼管的外插角度進(jìn)行有效的測(cè)量和關(guān)注，保證在5°～10°。首先施工的是左線隧道線路的內(nèi)側(cè)拱腳，保證其與基礎(chǔ)軌面線間邊墻都采用較長(zhǎng)的注漿管，長(zhǎng)度控制在10米左右，其管口環(huán)向距離為1.2米，布置方向?yàn)樗剑黄溆嗖糠侄疾扇?米左右的注漿管，其管口環(huán)向距離為0.6米，縱向距離為1.7米，具體見(jiàn)下圖。

隧道小導(dǎo)管徑向注漿布置圖

2.3 優(yōu)化運(yùn)行基本的注漿操作

在運(yùn)行整體的注漿過(guò)程中，首先，相關(guān)人員要集中關(guān)注注漿的施工流程。由于會(huì)使用不同長(zhǎng)度的小導(dǎo)管，因此，在工程運(yùn)行過(guò)程中要利用不同的鉆機(jī)，保證10米以內(nèi)的小導(dǎo)管利用水平鉆機(jī)鉆孔作業(yè)，而6米以內(nèi)的小導(dǎo)管利用手風(fēng)鉆鉆孔作業(yè)，而洞內(nèi)徑向注漿采用的是孔口管止?jié){操作，保證基本的注漿壓力控制在0.5～1.5MPa，在工程初噴混凝土后，相關(guān)操作人員要集中截?cái)嗨淼婪秶鷥?nèi)的注漿鋼管，并且集中焊接鋼板，實(shí)現(xiàn)有效的錨固效果。其次，要集中關(guān)注注漿方式。在注漿操作的過(guò)程中，要保證自上而下的順序，在關(guān)注注漿壓力的過(guò)程中，當(dāng)壓力已經(jīng)上升到1.5MPa后，相關(guān)人員就要停止注漿過(guò)程，待壓力下降后再繼續(xù)操作，重復(fù)幾次之后保證減壓的壓力值恒定，并且保證其與設(shè)計(jì)的終壓數(shù)值相等且狀態(tài)穩(wěn)定10分鐘，進(jìn)漿速度要維持在初始速度的25%，或者是工程中的注漿量維持在設(shè)計(jì)注漿量的80%，才是符合標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值，方可結(jié)束注漿。特別要注意的是，若是在實(shí)際工程運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)了冒漿的現(xiàn)象，相關(guān)操作人員一定要停止操作。最后，要集中注意注漿效果的檢查。結(jié)束作業(yè)后，相關(guān)管理人員要進(jìn)行有效的項(xiàng)目驗(yàn)收操作，利用打檢查孔的措施對(duì)圍巖預(yù)加固效果進(jìn)行驗(yàn)收，檢查孔保證深度在4米左右，檢查標(biāo)準(zhǔn)是檢查孔水滴不成線，并且基本的滲水量≤2L/d的時(shí)候，加固效果是最佳的。若是實(shí)際檢驗(yàn)結(jié)果不足標(biāo)準(zhǔn)，就要進(jìn)行補(bǔ)充注漿操作，在拱部以及兩邊墻再設(shè)檢查孔。

3 工程內(nèi)小導(dǎo)管徑向注漿技術(shù)的效果檢驗(yàn)措施分析

3.1 集中檢驗(yàn)預(yù)加固效果

在進(jìn)行預(yù)加固效果檢驗(yàn)的過(guò)程中，相關(guān)管理人員要直接采用現(xiàn)場(chǎng)開挖的手段進(jìn)行檢驗(yàn)，通過(guò)相應(yīng)的檢驗(yàn)措施，實(shí)驗(yàn)人員不難發(fā)現(xiàn)，利用小導(dǎo)管徑向注漿技術(shù)能保證隧道上部的軟弱巖層成為統(tǒng)一的整體，且提升了圍巖的基礎(chǔ)剛度和強(qiáng)度，為施工中出現(xiàn)的巖層松弛和坍塌提供了有效的保證。也輔助施工后掌子面減少出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，從根本上保證了整體注漿技術(shù)的運(yùn)行，也提升了隧道軟弱圍巖的施工安全。

3.2 集中運(yùn)行監(jiān)控量測(cè)過(guò)程

相關(guān)人員在對(duì)注漿過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控的過(guò)程中，要利用好工程項(xiàng)目擴(kuò)挖前已經(jīng)設(shè)置好的監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行有效的項(xiàng)目補(bǔ)充，并且對(duì)整體注漿過(guò)程進(jìn)行集中的安全水平監(jiān)測(cè)以及評(píng)估，最重要的是關(guān)注注漿技術(shù)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的壓力，保證不會(huì)出現(xiàn)由于壓力過(guò)大導(dǎo)致的洞內(nèi)收斂值增大，也能有效地規(guī)避地面上拱現(xiàn)象。另外，對(duì)于監(jiān)測(cè)量測(cè)的過(guò)程，也要進(jìn)行集中的數(shù)據(jù)分析，保證分析結(jié)果能有安全的評(píng)價(jià)機(jī)制。相關(guān)人員在對(duì)工程評(píng)價(jià)后，提出相應(yīng)的工程對(duì)策，其施工人員根據(jù)具體的施工建議進(jìn)行施工行為的有效糾偏，建立施工過(guò)程的信息化轉(zhuǎn)變。相關(guān)人員要建立有效的位移管理等級(jí)，按照三級(jí)管理措施進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)的鑒定，并且根據(jù)不同的測(cè)量結(jié)果鑒定不同的工程管理等級(jí)，在工程運(yùn)行過(guò)程中強(qiáng)化超前與支護(hù)、初期支護(hù)強(qiáng)度以及初期支護(hù)剛度，對(duì)項(xiàng)目中支護(hù)操作、圍巖操作以及回填操作進(jìn)行及時(shí)的應(yīng)對(duì)處理，以保證整體項(xiàng)目順利運(yùn)行。除此之外，相關(guān)管理人員要針對(duì)施工過(guò)程中的具體操作進(jìn)行集中的升級(jí)管理，保證運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，并且確定整體施工結(jié)構(gòu)的完整。在施工中因地制宜，利用科學(xué)合理的注漿手段的漿液配比能保證施工順利進(jìn)行。

4 結(jié) 論

綜上所述，小導(dǎo)管徑向注漿技術(shù)集中降低了隧道軟弱圍巖施工的安全風(fēng)險(xiǎn)，且整體施工工序靈活簡(jiǎn)單，不僅基礎(chǔ)設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，而且施工成本也比較低，能有效升級(jí)建筑物掌子面的穩(wěn)定能力，集中降低圍巖滲水現(xiàn)象，對(duì)地表沉陷也有很好的控制作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李鵬飛，趙勇，劉建友，等.隧道軟弱圍巖變形特征與控制方法[J].中國(guó)鐵道科學(xué)，2014，35（5）：55-61.

[2]趙亢，楊其新，蔣雅君，等.關(guān)埡子隧道軟弱圍巖大變形機(jī)理分析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2015，10（10）：114-118.