鐵路隧道弱風(fēng)化圍巖涌水徑向注漿處理技術(shù)

楊萬杰

（中鐵十七局集團(tuán)第六工程有限公司，福建福州 350000）

0 引言

鐵路工程建設(shè)中長距離隧道施工較為常見，部分隧道在遭遇軟弱圍巖結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)發(fā)生涌水、突泥、坍塌等災(zāi)害，突泥涌水災(zāi)害發(fā)生后不僅會(huì)導(dǎo)致施工作業(yè)面潮濕、設(shè)備運(yùn)行受阻，更重要的是，由于涌水突泥壓力較大，可能給相應(yīng)區(qū)域造成沖擊，增大破損面，從而使隧道施工涌水面積增大，且會(huì)導(dǎo)致圍巖結(jié)構(gòu)整體承載能力迅速下降，處理不力可能會(huì)導(dǎo)致落石、坍塌等安全事故的發(fā)生，因此必須根據(jù)實(shí)際情況妥善處理隧道施工中的涌水災(zāi)害。

1 隧道圍巖涌水災(zāi)害發(fā)生的機(jī)理

在隧道施工推進(jìn)中由于圍巖結(jié)構(gòu)風(fēng)化、軟弱等情況的存在，隧道施工區(qū)域的地下水位高于隧道施工面底部標(biāo)高，并且由于在隧道施工建設(shè)的過程中對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)形成震蕩，降低了風(fēng)化圍巖結(jié)構(gòu)的承載能力，而使地下水分從圍巖中的孔洞等涌水渠道涌出，且會(huì)迅速?zèng)_擊圍巖結(jié)構(gòu)而使之出現(xiàn)破潰，進(jìn)而導(dǎo)致隧道施工中發(fā)生涌水災(zāi)害。如果涌水災(zāi)害的水頭壓力非常大，涌水控制就會(huì)非常困難，再具體施工中必須采用科學(xué)技術(shù)進(jìn)行處理。

2 徑向注漿處理技術(shù)分析

徑向注漿處理技術(shù)是一種對(duì)施工中孔洞等結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理的一種技術(shù)，由于注漿材料具有迅速凝固的特性能夠?qū)锥催M(jìn)行封堵，因此也就能夠封住隧道施工中的涌水渠道，對(duì)涌水災(zāi)害進(jìn)行控制，并且，由于通常注漿技術(shù)操作有一定的壓力，在實(shí)際操作中可以對(duì)涌水水頭壓力進(jìn)行抵消，由此可以增強(qiáng)注漿材料的封堵效果，不會(huì)被涌水水頭沖開。在實(shí)際工程涌水災(zāi)害處理工程中要根據(jù)涌水災(zāi)害發(fā)生的原因、涌水壓力及水文地質(zhì)情況進(jìn)行綜合分析后，科學(xué)選擇處理技術(shù)。

3 徑向注漿處理技術(shù)在某隧道弱風(fēng)化圍巖涌水災(zāi)害處理中的應(yīng)用

3.1 工程概述

某隧道里程DK266+600～DK266+800 段圍巖為弱風(fēng)化花崗巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育，基巖裂隙水發(fā)育，正常涌水量7383m3/d，最大涌水量8975m3/d。為了對(duì)涌水災(zāi)害進(jìn)行控制及處理，本次采用徑向注漿技術(shù)對(duì)涌水災(zāi)害區(qū)進(jìn)行堵水加固。

3.2 具體施工技術(shù)工藝

3.2.1 施工工藝

鉆孔采用風(fēng)動(dòng)式鉆機(jī)。鉆孔位置根據(jù)設(shè)計(jì)要求定位，孔口位置偏差不超過5cm，孔底位置偏差不超過孔深的1%。鉆孔應(yīng)清洗干凈，并作好鉆孔檢查記錄。孔口管采用L=1m 的φ50mm、壁厚5mm 熱軋無縫鋼管。采用全孔注漿，可以用鉛絲，麻刀或木楔等材料在注漿口將間隙堵塞，并固定牢固。注漿順序應(yīng)由下往上，可利用止?jié){閥保持孔內(nèi)壓力直至漿液完全凝固。注漿結(jié)束條件應(yīng)根據(jù)注漿壓力來判斷確定，具體結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為：注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓，持續(xù)注漿15min 壓力不降低。所有注漿孔均已符合單孔結(jié)束條件，無漏注。注漿結(jié)束后必須對(duì)注漿效果進(jìn)行檢查，若未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)孔注漿。除在注漿前進(jìn)行鉆孔質(zhì)量，材料質(zhì)量檢查、注漿后對(duì)注漿效果檢查外，過程中應(yīng)密切注意注漿壓力的變化。

3.2.2 施工要點(diǎn)

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3cm。注漿孔終孔直徑不小于52mm；注漿前在類似地質(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、漿液配合比、凝膠時(shí)間、漿液擴(kuò)散半徑、注漿終壓等指標(biāo)。徑向注漿材料宜先用耐久性好、強(qiáng)度高以及無收縮性和無污染的水泥基材料，并盡量采用高濃度漿液?？卓谠O(shè)1m 孔口管，埋設(shè)牢固，并有良好的止?jié){措施。

4 鐵路隧道工程中采用徑向注漿技術(shù)進(jìn)行圍巖涌水處理時(shí)的質(zhì)控策略

4.1 選擇科學(xué)的處理技術(shù)參數(shù)

由于涌水災(zāi)害通常發(fā)生得比較突然，且發(fā)展較為迅速，需要快速反應(yīng)，因此在隧道施工中一旦發(fā)現(xiàn)了涌水問題就要迅速響應(yīng)，采取科學(xué)措施迅速對(duì)涌水問題進(jìn)行加固封堵，并對(duì)注漿速度、注漿材料等進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，強(qiáng)化注漿封堵的效果。

4.2 做好隧道施工前的勘察工作

由于隧道施工面對(duì)的復(fù)雜地質(zhì)情況較多，非常容易出現(xiàn)各種災(zāi)害，因此在前期對(duì)施工區(qū)域的具體情況進(jìn)行全面勘察是非常必要的。針對(duì)本次工程的情況，在前期勘察設(shè)計(jì)階段就對(duì)隧道工程的具體圍巖承載能力、圍巖成分以及地下水、地表水等情況進(jìn)行了綜合分析，并設(shè)置了科學(xué)的支護(hù)系統(tǒng)，在施工中發(fā)生了涌水災(zāi)害也迅速進(jìn)行了反應(yīng)與處理，且堵水效果較好，對(duì)于隧道施工推進(jìn)進(jìn)行了保證。

4.3 隧道施工中強(qiáng)化各項(xiàng)監(jiān)測效力

由于通常鐵路隧道施工范圍較大，且一些穿越山體的隧道工程施工中會(huì)發(fā)生一些災(zāi)害情況，因此在施工中一定要做好各方監(jiān)測工作，對(duì)隧道施工中的位移、裂縫、沉降等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并對(duì)一定氣候條件下的地下水位變化進(jìn)行信息收集，一旦發(fā)現(xiàn)了險(xiǎn)情就要迅速采取措施進(jìn)行處理，以防危險(xiǎn)擴(kuò)大，影響隧道施工的有效推進(jìn)。還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)隧道施工面以及已完成部分的巡回檢查力度，以便發(fā)現(xiàn)隧道涌水孔洞渠道，盡早解決涌水問題。

4.4 提升隧道施工技術(shù)人員的綜合能力

由于在當(dāng)前鐵路工程施工環(huán)境非常艱苦，且工作量大，因此很多專業(yè)水平較高的人員不愿意參加鐵路施工工程的一線作業(yè)，導(dǎo)致部分一線施工人員的來源較雜，技術(shù)水平結(jié)構(gòu)相對(duì)較差，因此在隧道施工前要對(duì)各種可能發(fā)生的災(zāi)害情況進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，要保證一線施工人員都能夠了解災(zāi)害早期狀況，并掌握災(zāi)害封堵加固技術(shù)，能夠在徑向注漿中發(fā)揮作用。

5 結(jié)束語

總之，在我國鐵路系統(tǒng)迅猛擴(kuò)張的時(shí)代背景下，鐵路建設(shè)人員肩膀上的擔(dān)子越來越重，并且承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)也越來越大，為了提升鐵路隧道施工建設(shè)的安全性，降低隧道施工推進(jìn)中的人員風(fēng)險(xiǎn)，必須采取科學(xué)措施對(duì)隧道施工過程中發(fā)生的災(zāi)害進(jìn)行控制與處理。面對(duì)隧道涌水災(zāi)害進(jìn)行處理時(shí)要做好技術(shù)方案的分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)，并要根據(jù)實(shí)際操作情況對(duì)注漿壓力參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證加固堵水施工的可靠性。為了保證堵水施工作業(yè)的質(zhì)量及安全性，一定要保證人員技術(shù)能力符合施工要求，可以委派技術(shù)骨干進(jìn)行涌水封堵作業(yè)，并要強(qiáng)化各項(xiàng)操作質(zhì)控效力，保證涌水加固處理的效果，為鐵路隧道工程能夠順暢推進(jìn)提供保障。