巖溶隧道帷幕注漿止水的施工技術(shù)

雷宗勇

(貴州省公路開發(fā)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550001)

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巖溶隧道帷幕注漿止水的施工技術(shù)

雷宗勇

(貴州省公路開發(fā)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550001)

帷幕注漿成為當(dāng)前最值得關(guān)注的施工技術(shù)之一。其通過對(duì)隧道涌水量的有效控制，能有效治理巖溶隧道的水害問題，并能實(shí)現(xiàn)地下水進(jìn)行排放的作用。因此，本文以實(shí)際工程為例對(duì)巖溶隧道帷幕注漿注水的施工技術(shù)進(jìn)行分析。

公路巖溶隧道；帷幕注漿；施工技術(shù)；施工工序

1 工程概況

本文以某隧道工程為實(shí)際探討對(duì)象，該工程施工設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為7 832 m，隧道地區(qū)的實(shí)際情況可以分為三個(gè)主要類型，第一是富水地段；第二是地下水發(fā)育；第三是地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。經(jīng)過初步勘察發(fā)現(xiàn)，該隧道施工較易出現(xiàn)塌方、突水和突泥情況，并有Ⅴ級(jí)和Ⅳ級(jí)兩種圍巖。同時(shí)，隧道巖溶和非巖溶交界處有十分復(fù)雜的情況，突水和涌泥很容易出現(xiàn)，正常涌水量為7 836 m3/d，其中最大涌水量超過45 000 m3/d。所以，如果此地段為隧道的必經(jīng)之路，涌水情況就極有可能出現(xiàn)，故采取帷幕注漿技術(shù)進(jìn)行施工。

2 施工平臺(tái)的前期準(zhǔn)備

施工平臺(tái)的準(zhǔn)備工作需要在實(shí)際工程開始前落實(shí)，其中主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容，第一是施工鉆機(jī)平臺(tái)的搭建；第二是施工材料存放位置的搭建；第三是施工控制線路的布設(shè)。同時(shí)，需要封閉工作面并用作止?jié){墻，以避免冒漿情況出現(xiàn)在注漿施工中。在施工前期需要對(duì)所使用的設(shè)備性能進(jìn)行嚴(yán)格檢查，如攪拌機(jī)和鉆機(jī)等，保證其性能能維持在良好的狀態(tài)。注漿施工所需要的施工材料必須嚴(yán)格保證其質(zhì)量，其中有注漿管和密封套等，另外還有緩凝劑、水玻璃和水泥等，都需要將其安全運(yùn)輸?shù)绞┕て脚_(tái)上，保證隧道施工的材料需求。另外，在施工開挖和注漿過程中，局部坍塌和涌水可能會(huì)突然出現(xiàn)，會(huì)對(duì)地面施工造成巨大的安全影響，為了有效避免這類問題，必須嚴(yán)格檢查排水設(shè)施和洞內(nèi)抽排水設(shè)備，并對(duì)防風(fēng)險(xiǎn)設(shè)施和材料進(jìn)行妥善準(zhǔn)備，在實(shí)際工程開始前，將這一系列準(zhǔn)備工作加以有效落實(shí)。

3 配置注漿漿液

注漿的選擇需要根據(jù)實(shí)際隧道施工條件和地質(zhì)環(huán)境來進(jìn)行配置。其中，配置單液水泥漿漿液時(shí)，速凝劑的添加需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工凝結(jié)和條件來進(jìn)行，單液水泥漿漿液需要使用水調(diào)劑。該工程所使用的單液水泥漿和灰的比例為1∶0.5～1∶1，并以先稀到濃的原則。要實(shí)現(xiàn)對(duì)水泥漿凝結(jié)時(shí)間的縮短，可以將速凝劑添加到水泥中，但是需要注意的是，速凝集用量不能超過水泥用量的3%。

雙漿液是一種混合水泥漿，主要為水玻璃和水泥，該工程水泥漿水灰所使用的比例時(shí)1∶1～1∶1.6，其中需要對(duì)水玻璃的濃度加以控制，保持在30～50玻美度，水泥和水玻璃的體積比例為1∶0.4～1∶1.1,同時(shí)，將緩凝劑的比例進(jìn)行適當(dāng)添加。

在巖溶隧道帷幕注漿施工過程中，注漿水泥強(qiáng)度必須嚴(yán)格要求，其等級(jí)不能小于R42.5，水玻璃的濃度也需要控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。通常情況下，為了施工質(zhì)量的有效提高，可以采取TGRM超細(xì)雙液型水泥基特種注漿材料來實(shí)現(xiàn)，并使用磷酸氫二鈉作為施工中的緩凝劑，EC477-92水泥速凝劑是目前工程中較為常用的速凝劑。

4 巖溶隧道帷幕注漿施工程序

4.1 孔口管的布設(shè)

孔口管的布設(shè)需要根據(jù)工程實(shí)際需求和掌子面地質(zhì)情況加以考慮，以合理的調(diào)整和布設(shè)，保證裂隙能有注漿穿過且符合施工標(biāo)準(zhǔn)，使填充水裂隙能在注漿過程中完成，以有效提升工程的施工進(jìn)度和質(zhì)量。在布設(shè)孔口管時(shí)，使用鉆機(jī)形成為3.3 m深度的孔，并插入PVC孔口管，必須注意要外露出25 cm左右，并在孔口和管壁接觸位置用麻絲進(jìn)行填塞，然后將雙液漿注入孔口管進(jìn)行凝固。

4.2 鉆孔施工

鉆孔需要根據(jù)施工設(shè)計(jì)的角度和方向來進(jìn)行，并有效避免出現(xiàn)打歪的情況，使水帷幕較好的形成。其中，“輕加壓、多給水、速度慢”是開孔需要遵循的原則。首先是鉆外圈，如果孔圈為同一個(gè)則對(duì)下部孔先鉆，接著上部孔鉆，并注意之間的間隔交替。一孔多用是注漿孔的主要目的，其間隔距離應(yīng)當(dāng)保持在3 m以上。

4.3 攪拌作業(yè)

制漿需要按照漿液的配置參數(shù)來進(jìn)行，攪拌漿液需要利用高速攪拌機(jī)，并控制每次攪拌時(shí)間，最好在3 min以上，其中注漿材料主要有，第一是水泥單液漿；第二是水泥與水玻璃雙液漿。能夠?qū)ψ{效果產(chǎn)生影響的原因有很多，比如漿液的配合比，所以需要對(duì)漿液擴(kuò)散的半徑和土體裂隙情況加以實(shí)際結(jié)合，再對(duì)水泥砂漿進(jìn)行合理的配置。漿液配比需要針對(duì)實(shí)際注漿過程中進(jìn)漿和涌水量進(jìn)行考慮，如果是比較大的涌水量，進(jìn)漿也較快，則需要使用時(shí)間短的凝膠配合比。

4.4 注漿的方法

為了獲得較好的施工效果，在注漿過程中，需要根據(jù)如下幾點(diǎn)基本原則來進(jìn)行：第一是，先外后內(nèi)；第二是，先上后下；第三是，對(duì)稱開孔；第四是，間隔調(diào)控，滿足上述幾點(diǎn)要求，能有效保證注漿的密實(shí)度和效率，從而提高整個(gè)隧道施工的安全性。

4.5 評(píng)定注漿效果

根據(jù)實(shí)踐施工情況可知，評(píng)定注漿效果能和隧道開挖施工方法產(chǎn)生直接作用，在分析中可以采用超前探孔取芯的方法，以觀察和檢驗(yàn)鉆孔內(nèi)部出水情況。同時(shí)，將注漿效果設(shè)定為如下幾個(gè)級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)，首先是，一般施工地段孔出水量降低，應(yīng)當(dāng)不超過0.2 L/min；其次是，壓水檢查，如果為1.0 MPa壓力時(shí)，進(jìn)水量應(yīng)當(dāng)不超過0.2 L/min；最后是，利用孔獲取巖芯來檢查，并仔細(xì)觀察注漿填充情況。如果不能滿足該三點(diǎn)要求，則需要進(jìn)行補(bǔ)孔注漿，一直到滿足施工要求為止。

4.6 巖溶隧道帷幕注漿止水施工的注意事項(xiàng)

在實(shí)際施工中，如果注漿段的施工順利完成，一些施工人員會(huì)認(rèn)為注漿后的圍巖其固定性和穩(wěn)定性較好，繼而忽略到對(duì)帷幕注漿開挖時(shí)產(chǎn)生坍塌情況的考慮。所以，為了進(jìn)行防護(hù)，應(yīng)當(dāng)將超前支護(hù)措施進(jìn)行準(zhǔn)備，以保證挖掘的安全性和可靠性。同時(shí)，注漿的深度和方向都必須按照施工設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格進(jìn)行，并隨時(shí)監(jiān)測(cè)水壓和涌水量的情況，并對(duì)地質(zhì)情況加以核對(duì)。如果注漿中發(fā)生堵管的問題，必須先打開泄?jié){閥，然后關(guān)閉進(jìn)漿閥，并對(duì)堵管的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析。在整個(gè)施工中，參與施工過程的所有人員都應(yīng)當(dāng)是專業(yè)操作人員，并受過專門的培訓(xùn)，沒有培訓(xùn)過的不能參與其中，關(guān)鍵操作環(huán)節(jié)則必須由專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行操作。另外，當(dāng)施工設(shè)備在進(jìn)入施工場(chǎng)所以后，必須對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格檢查和維護(hù)保養(yǎng)，確保都能具有良好的操作性能。最后，需要在施工現(xiàn)場(chǎng)配置搶險(xiǎn)材料，以防需要，如棉紗和編織袋等材料。

[1] 黎江.帷幕注漿在巖溶隧道的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2016,(14):2826,2830.

[2] 秦浩,王張軍.關(guān)于巖溶隧道帷幕注漿材料選擇的探討[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2014,(17):427-428.

[3] 王樹智.巖溶隧道超前帷幕注漿技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2015,(9):590-591.

2017-01-16

雷宗勇(1972-)，男，貴州遵義人，高級(jí)工程師，研究方向：公路工程施工。

U455

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1008-3383(2017)05-0147-01