超前帷幕注漿技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用

高慎

中鐵十七局集團(tuán)第五工程有限公司 云南瑞麗 678600

1 超前帷幕注漿施工方案

根據(jù)設(shè)計(jì)文件，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際情況，本次設(shè)計(jì)的超前帷幕注漿施工主要流程（僅包括鉆探及注漿）為：

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)→超前帷幕注漿啟動(dòng)判斷→超前帷幕注漿施工準(zhǔn)備→超前注漿→注漿效果檢查→管棚施工→開(kāi)挖及支護(hù)→開(kāi)挖后判斷→注漿效果評(píng)價(jià)→下一循環(huán)超前注漿系統(tǒng)施工[1]。

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)結(jié)束后，根據(jù)其成果進(jìn)行綜合分析，估算斷層影響帶與開(kāi)挖掌子面的距離，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)判斷是否啟動(dòng)超前帷幕注漿施工；

達(dá)到判斷標(biāo)準(zhǔn)后啟動(dòng)超前注漿，則暫停開(kāi)挖，于掌子面前方提前施作5m止?jié){墻，作為超前注漿第一循環(huán)起點(diǎn)。同時(shí)，超前注漿施工需在掌子面后方已完成初支或二襯的情況下作業(yè)，并對(duì)后方圍巖穩(wěn)定進(jìn)行判斷，若后方圍巖無(wú)法達(dá)到承壓強(qiáng)度，則需要先針對(duì)掌子面后方進(jìn)行徑向加固，達(dá)到要求后，啟動(dòng)掌子面前方超前注漿；

1.1 超前注漿系統(tǒng)施工前

先進(jìn)行超前帷幕注漿試驗(yàn)，為后續(xù)系統(tǒng)施工提供更為經(jīng)濟(jì)、合理、有效的施工參數(shù)及要求；

1.2 超前注漿試驗(yàn)段施工結(jié)束后

檢查其注漿效果，必要時(shí)可加密補(bǔ)灌，同時(shí)按照設(shè)計(jì)要求施工中管棚。達(dá)到檢查要求后及時(shí)開(kāi)挖及支護(hù)，根據(jù)開(kāi)挖效果進(jìn)一步判定注漿效果，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以指導(dǎo)后續(xù)注漿施工。

1.3 超前帷幕注漿啟動(dòng)判斷標(biāo)準(zhǔn)

（1）超前帷幕注漿啟動(dòng)與否，其判斷標(biāo)準(zhǔn)需綜合考慮。主要根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)資料，并結(jié)合隧道整體設(shè)計(jì)、地質(zhì)資料進(jìn)行突水突泥危險(xiǎn)性判別。施工中，鑒于巖溶發(fā)育情況及巖體完整性難以量化，可根據(jù)超前探孔出水量、水壓、巖層情況及地表環(huán)境要求的判識(shí)標(biāo)準(zhǔn)，在施工中應(yīng)根據(jù)掌子面前方地質(zhì)信息進(jìn)行綜合分析。

（2）在富水段采取綜合超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)（鉆探、孔內(nèi)成像、物探等）等措施后，盡量獲得如圍巖級(jí)別、綜合滲透系數(shù)、巖溶發(fā)育特征、巖體的抗壓強(qiáng)度、裂隙率、涌水量、水壓等地質(zhì)和水文的基礎(chǔ)資料和指標(biāo)[2]。

2 超前帷幕注漿技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用

2.1 施工準(zhǔn)備工作

在實(shí)際施工之前需要在掌子面施工超前水平設(shè)置3個(gè)探孔，1號(hào)探孔深度30m。終孔涌水量為30m3/h，靜水壓力為0.6MPa；2號(hào)探孔深度30m。終孔涌水量為30m3/h，靜水壓力為1.0MPa；3號(hào)探孔深度為30m。終孔涌水量為18m3/h，靜水壓力為0.6MPa；按照現(xiàn)場(chǎng)勘查結(jié)果，在施工段存在地下水發(fā)育和巖體破碎問(wèn)題，并且出現(xiàn)大面積滲水情況。

2.2 注漿設(shè)計(jì)

超前探孔揭示涌水量在每小時(shí)12m3，注漿設(shè)計(jì)主要是在開(kāi)挖輪廓線外3m。按照鉆機(jī)性能選擇循環(huán)注漿段長(zhǎng)度20m。注漿孔為平行導(dǎo)坑縱向呈傘形輻射狀，要求注漿孔孔底間距按照注漿孔擴(kuò)散半徑互相重疊原則確定。注漿終孔間距根據(jù)1.5倍漿液擴(kuò)散半徑?jīng)Q定，通常為2-3m。此次注漿終孔間距為3m。

在此施工環(huán)節(jié)當(dāng)中需要注意以下關(guān)鍵點(diǎn)：（1）在掌子面后方一定范圍內(nèi)需要應(yīng)用注漿加固施工技術(shù)，全面確保施工安全；（2）在注漿施工期間需要對(duì)圍巖變化情況進(jìn)行密切觀察，并且及時(shí)調(diào)節(jié)孔位布置和注漿參數(shù)，全面加強(qiáng)施工質(zhì)量。

2.3 施工技術(shù)要點(diǎn)

2.3.1 止?jié){墻施工操作

在進(jìn)行混凝土止?jié){墻施工期間，首先需要明確止?jié){墻厚度，如果墻體厚度過(guò)小的話，將不能滿足注漿施工的壓力要求，降低施工安全性；若厚度比較大，將會(huì)嚴(yán)重浪費(fèi)材料資源，還會(huì)對(duì)鉆孔施工速度造成影響。

2.3.2 埋設(shè)孔口管

該工程中埋設(shè)孔口管時(shí)首先需要借助于鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔施工，將鉆孔長(zhǎng)度設(shè)置在3m左右，之后將2.8m長(zhǎng)孔口管插入到鉆孔當(dāng)中，此時(shí)需要將長(zhǎng)孔口管外露段長(zhǎng)度控制在25cm左右，之后使用麻絲和膠泥纏繞注漿管孔口，這樣能夠保證注漿孔口管和孔壁徹底塞緊，這樣就完成了注漿管固定處理，等到膠泥凝固到一定程度之后再進(jìn)行帷幕注漿處理[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

試驗(yàn)段暫定為DK326+900-DK326+882段共18m，開(kāi)挖13m，預(yù)留5m制漿巖盤。采用Atlas全液壓多功能鑿巖臺(tái)車進(jìn)行鉆孔，自動(dòng)化制漿系統(tǒng)進(jìn)行制漿、灌漿。注漿材料按設(shè)計(jì)要求采用以水泥漿、水泥-水玻璃雙液漿，水量較大時(shí)采用特殊材料。采用檢查孔觀察法，進(jìn)行注漿效果檢驗(yàn)。此次研究主要是對(duì)某一實(shí)際工程案例進(jìn)行分析，由于該圍巖結(jié)構(gòu)砂巖層含水量較大，因此在施工建設(shè)期間出現(xiàn)坍塌和突水現(xiàn)象，需要使用超前帷幕注漿技術(shù)進(jìn)行處理。按照此次研究結(jié)果顯示，在進(jìn)行注漿施工時(shí)間需要將設(shè)計(jì)孔位和設(shè)計(jì)孔位之間的偏差值控制在5cm以內(nèi)，注漿終壓控制設(shè)置在2MPa，孔取芯率超過(guò)70%，漿液填充率超過(guò)80%，滲水量不超過(guò)0.2L/min，在滿足以上施工要求時(shí)才能夠從根本上確保帷幕注漿施工質(zhì)量。