公路隧道施工中巖注漿加固技術(shù)的運(yùn)用實踐研究

周偉平

摘 要：在公路隧道施工中，如果遇到軟巖結(jié)構(gòu)，那么就需要對軟巖層進(jìn)行注漿加固，否則隧道整體的支撐能力將會下降，會對隧道的安全性造成較大的影響，從目前注漿加固技術(shù)的應(yīng)用來看，有效地解決了軟土層結(jié)構(gòu)的隧道施工。為此，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)注漿加固施工的特點(diǎn)，對注漿加工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：公路隧道施工 巖注漿加固技術(shù) 實踐研究

中圖分類號：U455 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（a）-0054-02

從注漿加固技術(shù)的內(nèi)容來看，注漿加固技術(shù)主要是對巖層進(jìn)行改造，通過對巖層內(nèi)部進(jìn)行混凝土固定漿的注入提高巖層的強(qiáng)度，進(jìn)而為隧道施工奠定良好的基礎(chǔ)，使隧道施工在遇到軟土層之后能夠減少隧道裂縫和隧道坍塌現(xiàn)象的發(fā)生，為公路隧道施工奠定良好的基礎(chǔ)。因此，我們應(yīng)當(dāng)對注漿加固技術(shù)的優(yōu)勢有正確的認(rèn)識，并且結(jié)合公路隧道施工實際，重點(diǎn)探討注漿加固技術(shù)的實踐，為公路隧道施工奠定良好的基礎(chǔ)，解決公路隧道施工中看圖層的問題。

1 公路隧道施工中軟巖的結(jié)構(gòu)特征及分類

1.1 軟巖的結(jié)構(gòu)特征

軟巖結(jié)構(gòu)主要是指沉積巖中的泥質(zhì)巖以及巖體中各種特定形態(tài)的地質(zhì)界面。包括沉積層面、軟弱夾層、節(jié)理面、不連續(xù)裂隙面、顆粒與粒團(tuán)的排列與接觸連結(jié)方式、微孔隙與微裂隙等。

軟巖層在公路隧道施工中比較常見，在具體的施工過程中，如果不對軟巖層進(jìn)行一定的結(jié)構(gòu)改造，那么軟巖層會發(fā)生裂縫坍塌以及孔隙等缺陷，會給隧道施工帶來不利的影響，嚴(yán)重時會影響隧道的承載力。因此，我們應(yīng)當(dāng)對軟巖層的結(jié)構(gòu)特征有正確的認(rèn)識，根據(jù)軟巖層的實際需要進(jìn)行注漿改造。

1.2 軟巖分類

軟巖可以按照軟巖強(qiáng)度、成因類型、形成時代分類。這里只簡述按軟巖的成因類型分類。軟巖從成因考慮可分為原生類型和次生類型，后者又可劃分為風(fēng)化軟巖與斷裂破碎軟巖。

從軟巖的類型來看，軟巖層按照強(qiáng)度和成因以及形成時代分為不同的類型，掌握軟巖層的分類，不但能夠加深對軟巖層的影響，同時還能夠根據(jù)軟巖的實際特點(diǎn)采取有針對性的改造措施，為軟巖層的改造奠定良好的基礎(chǔ)。所以，我們應(yīng)當(dāng)對軟巖層的分類情況有較為深入的了解。

2 注漿加固技術(shù)的主要原理

2.1 滲透注漿

在注漿壓力作用下，漿液克服各種阻力而滲入巖土的孔隙、裂隙，使巖土孔隙、裂隙中存在的氣體和水被排擠出去，漿液充填孔隙或裂隙，形成較為密實的固化體。

在對軟巖層進(jìn)行加固處理過程中，主要的原理是通過滲透的方式向巖層注漿，通過漿液的滲透改變軟巖層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使軟巖層內(nèi)部的孔隙和裂縫都能夠被漿液所填滿，進(jìn)而提高軟巖層的承載力，使軟巖層能夠得到有效固化，保證軟巖層的承載力得到加強(qiáng)。

2.2 壓密注漿

通過鉆孔向土層中壓入濃漿，隨著土體的壓密和漿液的擠入，將在壓漿點(diǎn)周圍形成燈泡形空間的漿泡，通過漿泡擠壓的土體，使土體被壓密，承載力得到提高，并因漿液的擠壓作用而產(chǎn)生輻射狀上抬力。

除了滲透注漿之外，還可以向軟巖層內(nèi)進(jìn)行壓密注漿，有些軟巖層通過滲透注漿的方式速度較慢難以快速有效地提高軟巖層的內(nèi)部強(qiáng)度，為了改善這一情況，可以通過鉆孔的方式向軟巖層內(nèi)進(jìn)行注漿，通過壓密注漿的方式保證軟巖層內(nèi)的孔隙和裂縫能夠得到快速有效填充，提高了注漿的工作效率。

3 公路隧道施工中巖注漿加固技術(shù)的實際應(yīng)用

3.1 小導(dǎo)管注漿預(yù)加固機(jī)理

利用滲透注漿的機(jī)理對風(fēng)化破碎巖石及構(gòu)造裂隙較發(fā)育難以支護(hù)的破碎頂板，在開挖揭露來壓前，預(yù)先向其裂隙通道內(nèi)注入固化材料。

在實際的施工過程中，如果隧道施工遇到了軟巖層，那么就需要進(jìn)行注漿加固，提高軟巖層的內(nèi)部強(qiáng)度，其中可以采取小導(dǎo)管注漿加固的方式對軟巖層進(jìn)行加固，這種方式主要是針對軟巖層內(nèi)的已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的孔洞和裂隙采取導(dǎo)管注入的方式進(jìn)行注漿。

3.2 選用小導(dǎo)管注漿的必要性

由于隧道Ⅱ類圍巖淺埋段存在泥巖遇水軟化，易變形脫落，巖層節(jié)理發(fā)育，巖體成塊石、碎石狀破碎結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性較差等情況。

小導(dǎo)管注漿施工難度較低，并且能夠根據(jù)軟巖層內(nèi)孔洞和裂隙的實際情況進(jìn)行有針對性的注漿，既能提高注漿的整體效果，又能夠提高注漿的效率，使注漿能夠根據(jù)需要的部位注入，滿足隧道施工需要，能夠快速有效地改善巖層的結(jié)構(gòu)，提高巖層的承載力。

開孔時為了保證井壁的整體強(qiáng)度，應(yīng)盡量避開井壁內(nèi)的受力鋼筋，首先鑿開表面的混凝土，確定鋼筋位置，對照井壁鋼筋的分布情況，對孔位進(jìn)行微調(diào)后開孔，開孔應(yīng)遵循由下至上左右對稱的原則。

3.3 小導(dǎo)管施工

小導(dǎo)管長度4.5m，直徑φ50mm，環(huán)向間距0.35m，外插角10°。小導(dǎo)管在工地加工，材料為無縫鋼管，前端加工成扁尖形，管身鉆注漿孔。

小導(dǎo)管施工過程中應(yīng)當(dāng)選擇導(dǎo)管的長度和直徑，并且對環(huán)向間距進(jìn)行規(guī)定，小導(dǎo)管在工地加工過程中，應(yīng)當(dāng)對材料有明確的要求，可以選擇無縫鋼管作為主要的導(dǎo)管材質(zhì)，通過導(dǎo)管注漿提高注漿效率，保證小導(dǎo)管注漿能夠?qū)崿F(xiàn)對軟巖層孔洞和裂縫的快速注漿。

3.4 注漿施工

注漿采用水泥單液漿，注漿壓力不小于0.5MPa，不大于1MPa，漿液擴(kuò)散半徑40cm。

在注漿施工過程中，應(yīng)當(dāng)保證注漿的壓力在規(guī)定的要求之內(nèi)，并且避免壓力過大造成漿液噴灑，同時還應(yīng)當(dāng)保證漿液在注入之后能夠得到一定程度的擴(kuò)張，提高漿液的擴(kuò)散效果，保證漿液地擴(kuò)散能夠達(dá)到實際要求，提高漿液的擴(kuò)散效果。

注漿的順序由下至上進(jìn)行，單孔注漿量大于30m3或注漿壓力上升至2MPa，即可停止注入封孔。待漿液凝結(jié)2h后，依次打開其他孔進(jìn)行注漿。若孔口溢水量較大，則應(yīng)立即從該孔重復(fù)注漿。注漿應(yīng)逐孔進(jìn)行，注漿孔以外的其他孔應(yīng)處于封閉和觀測狀態(tài)。后注孔均是前注孔的檢查孔，后注孔的耗漿量應(yīng)逐漸減少。

3.5 注漿異?，F(xiàn)象處理

（1）注漿中如發(fā)生與其他孔串漿將串漿孔堵住，輪到注該孔時，拔出堵塞物，用高壓風(fēng)或水沖洗，如拔出堵塞物時，仍有漿液外流，則可不沖洗，立即接管注漿。

在注漿過程中，由于施工存在一定的難度，并且軟巖層內(nèi)的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，在具體的注漿施工中存在一定的異?，F(xiàn)象，一旦發(fā)生與其他串孔的現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)及時地對串孔進(jìn)行堵塞，并且保證水泥漿不發(fā)生外泄。

（2）壓力突升則可能發(fā)生堵管，立即停機(jī)檢查處理。

在注漿施工過程中，如果注漿的壓力突然升高，那么可能是發(fā)生了堵管現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)后應(yīng)當(dāng)立刻停止注漿，對注漿管進(jìn)行檢查，保證堵管的位置能夠得到及時有效的清理，避免因堵管而造成注漿失敗或者因堵管對注漿設(shè)備造成不利影響。

（3）如果壓力長時間不增加，檢查是否窩漿或流往別處，否則調(diào)整漿液配比，縮短膠凝時間。

在注漿施工中，壓力應(yīng)當(dāng)隨著注漿的時間的日不斷增加，如果經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)壓力長時間內(nèi)不增加，那么一定是出現(xiàn)了漿液外流或者作業(yè)沒有到達(dá)預(yù)定位置的現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行漿液配比的調(diào)整，保證水泥漿的凝聚時間能夠得到有效縮短，能夠在短時間之內(nèi)快速凝結(jié)。

4 結(jié)語

通過本文的分析可知，在公路隧道施工過程中軟巖層的出現(xiàn)會對公路隧道施工有一定的影響，為了避免質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生，通常會采用注漿加固技術(shù)對軟巖層進(jìn)行改造，這種方式在實施過程中需要對注漿的方式、注漿設(shè)備以及注漿速度進(jìn)行規(guī)定。通過對施工工藝的優(yōu)化以及施工流程的改變，能夠?qū)崿F(xiàn)對軟巖層的有效改造，提高軟巖層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。因此，我們應(yīng)當(dāng)掌握注漿加固技術(shù)的特點(diǎn)，并且在公路隧道施工中的軟巖層中進(jìn)行有效應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔡偉.小凈距隧道施工圍巖—結(jié)構(gòu)相互作用的有限元分析[D].重慶交通大學(xué)，2011.

[2] 于曉彤.雙洞小凈距隧道設(shè)計、施工關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用研究[D].河北工業(yè)大學(xué)，2011.

[3] 趙鎮(zhèn)林.三孔小凈距隧道合理凈距確定與爆破振動響應(yīng)研究[D].中南大學(xué)，2011.endprint