高速公路石質(zhì)隧道全斷面帷幕注漿技術(shù)總結(jié)

張圣潔 買(mǎi)買(mǎi)提江·艾買(mǎi)爾

(1.新疆兵團(tuán)勘測(cè)設(shè)計(jì)院(集團(tuán))有限責(zé)任公司 新疆 烏魯木齊 831000；2.中國(guó)水利水電第七工程局有限公司 四川 成都 610213)

一、石質(zhì)隧道防水措施綜述

在涌水量較大、涌水類(lèi)型為基巖裂隙水情況下，當(dāng)涌水在長(zhǎng)段落范圍內(nèi)時(shí)，應(yīng)采取“限量排放”的原則進(jìn)行隧道施工排水；當(dāng)涌水集中在比較短的范圍內(nèi)時(shí)，可采用徑向注漿的方式進(jìn)行堵水；當(dāng)涌水量較大、嚴(yán)重影響隧道的掘進(jìn)速度時(shí)，應(yīng)采用全斷面帷幕注漿技術(shù)來(lái)加快隧道的施工；當(dāng)施工中出現(xiàn)較大集中涌水時(shí)，采取局部注漿的方式進(jìn)行封堵，對(duì)剩下的小股涌水進(jìn)行集中引排。環(huán)境敏感地段施工時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)加強(qiáng)水量監(jiān)測(cè)，當(dāng)?shù)叵滤疇顟B(tài)Ⅰ級(jí)(滲水量<10L/min·10m)可采用噴射混凝土封堵滲水，地下水Ⅲ級(jí)(Ⅲ級(jí)，滲水量25～125L/min·10m)隧道采用徑向注漿堵水，以防止地下水大量流失，注漿堵水后，地下水狀態(tài)應(yīng)達(dá)到無(wú)水或小于地下水Ⅰ級(jí)(干燥或濕潤(rùn)：滲水量<10L/min·10m)方可施工防水板和二次襯砌。

二、全斷面超前注漿

全斷面注漿施工應(yīng)參照以下原則進(jìn)行：

深孔全面帷幕超前注漿開(kāi)始工作面，宜距預(yù)測(cè)突水處5～8m左右，以保證足夠的止?jié){巖盤(pán)，其終點(diǎn)應(yīng)超過(guò)預(yù)測(cè)突水段5m。

注漿段長(zhǎng)度為20m，一個(gè)注漿段完成后留4m不開(kāi)挖作為下一注漿段的止?jié){巖盤(pán)。

(一)止?jié){巖盤(pán)墻施工

預(yù)注漿前施工厚度為1～2m的混凝土止?jié){巖盤(pán)。采用竹膠板+鋼管支撐的形式進(jìn)行止?jié){巖盤(pán)的混凝土澆筑施工。

如施做時(shí)掌子面水量大，可以在底板處設(shè)置排水孔進(jìn)行引排，保證止?jié){巖盤(pán)的混凝土質(zhì)量。

澆筑混凝土?xí)r，同時(shí)預(yù)埋Φ127套管，孔口外露0.2～0.3m。安裝時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)外插角逐根準(zhǔn)確定位。

(二)開(kāi)孔

采用Φ90鉆頭開(kāi)孔，開(kāi)孔時(shí)鉆機(jī)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位，并按設(shè)計(jì)角度調(diào)正鉆桿方向，采用低壓力、中轉(zhuǎn)速、慢給進(jìn)方式進(jìn)行鉆進(jìn)，達(dá)到設(shè)計(jì)深度。

如遇巖石破碎或出水較大，無(wú)法鉆進(jìn)時(shí)，則要停鉆，注入雙液漿止水，再掃孔鉆至設(shè)計(jì)孔深。

鉆孔按照從下到上，先底部，再兩邊，最后頂部，隔孔鉆進(jìn)的原則進(jìn)行。

(三)制漿與注漿

水泥漿配制：根據(jù)攪拌機(jī)的容積，計(jì)算配制一桶水泥漿所需要的水泥、水和外加劑用量，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，首先在攪拌機(jī)內(nèi)加入一定量的水，然后加入定量的外加劑，開(kāi)啟攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌至添加劑完全溶解后，加入定量的水泥，攪拌均勻待用。

水玻璃稀釋?zhuān)涸跐馑Ａе屑尤肭逅吋铀厰嚢?，稀釋至設(shè)計(jì)濃度時(shí)為止，攪拌均勻待用。

制漿注意事項(xiàng)：為保證漿液質(zhì)量，配料時(shí)制漿材料計(jì)量準(zhǔn)確，水泥、緩凝劑、速凝劑等固相材料可采用重量稱(chēng)量法，水、水玻璃可采用體積稱(chēng)量法。其中水、水泥、水玻璃稱(chēng)量誤差不大于±2%，外加劑稱(chēng)量誤差不大于±1%；嚴(yán)格按順序加料，有外加劑的漿液中，外加劑未完全溶解，不得加入水泥。攪拌時(shí)不得將繩頭、紙片等雜物帶入攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌后的漿液經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)濾后方可進(jìn)入注漿機(jī)。攪拌時(shí)間不得少于規(guī)定值，以免漿液攪拌不勻。

(四)注漿準(zhǔn)備工作

開(kāi)始注漿前，首先根據(jù)預(yù)計(jì)的注漿量，檢查注漿材料數(shù)量能否滿(mǎn)足連續(xù)注漿要求，如不能保證連續(xù)注漿要求，則要等補(bǔ)足數(shù)量后才能注漿。

其次，要對(duì)注漿系統(tǒng)進(jìn)行壓水檢查，壓水壓力一般為設(shè)計(jì)注漿壓力的1.2倍，以檢查各注漿機(jī)具的密封性和完好性，同時(shí)檢查攪拌機(jī)運(yùn)行狀況，以避免在注漿過(guò)程中因機(jī)械故障而造成注漿中斷。

檢查止?jié){塞的磨損程度，若發(fā)現(xiàn)止?jié){塞不能有效密封止?jié){，立即更換，以免從止?jié){塞返漿，凝固后使注漿芯管無(wú)法拔出，影響正常施工。注漿栓塞采用機(jī)械膨脹式栓塞。

(五)注水試驗(yàn)

注漿系統(tǒng)檢查合格后，立即轉(zhuǎn)入注水試驗(yàn)。利用注漿泵，采用50L/min的注漿速度注水，觀察地層的吸水能力和壓力值，以及注漿泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況以確定地層的吸漿能力，確定注漿漿液配合比。

(六)注漿

將注漿芯管焊在法蘭盤(pán)上，再安裝在孔口管法蘭盤(pán)上，進(jìn)行注漿。

注漿壓力的控制：開(kāi)泵前旋轉(zhuǎn)壓力調(diào)節(jié)旋鈕將油壓調(diào)在要求的油壓刻度上，隨注漿阻力的增大，泵壓隨之升高，當(dāng)達(dá)到調(diào)定值時(shí)，會(huì)自動(dòng)停機(jī)，不致于產(chǎn)生超壓注漿的危險(xiǎn)；終壓為測(cè)試水頭壓力的2～3倍。

注漿泵流量的控制：注漿泵流量大小由注漿泵的排量調(diào)節(jié)控制按鈕和排量記錄儀方便地加以控制。

單孔注漿量：由于是在巖溶裂隙發(fā)育地區(qū)注漿，單孔注漿量應(yīng)以注漿過(guò)程中滿(mǎn)足注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值為準(zhǔn)。

注漿方式：根據(jù)鉆孔深度及成孔情況確定采用孔口一次性注漿或后退式注漿。

(七)注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)注漿壓力和注漿量來(lái)控制。一般采用定壓注漿。當(dāng)注漿壓力逐步升高，達(dá)到設(shè)計(jì)終壓并繼續(xù)注漿10min以上，可結(jié)束本孔注漿；單孔注漿量與設(shè)計(jì)注漿量大致相同，超前注漿時(shí)的進(jìn)漿量在20～30L/min以下，可結(jié)束本孔注漿。

(八)注漿效果檢查

每循環(huán)注漿設(shè)2～3個(gè)檢查孔，以檢查注漿充填情況。

注漿效果判斷標(biāo)準(zhǔn)：

檢查孔采取巖芯，觀察注漿的充填情況：漿液固結(jié)體應(yīng)充填密實(shí)，固結(jié)良好。同時(shí)檢查孔內(nèi)涌水量不應(yīng)大于0.2L/min·m，且某一處的漏水量不大于10L/min?；蚶玫刭|(zhì)鉆機(jī)鉆孔采取巖芯并作壓水試驗(yàn)，判斷注漿效果；檢查孔無(wú)股狀涌水涌出時(shí)為合格。

如不能達(dá)到上述要求，則要根據(jù)情況進(jìn)行補(bǔ)孔注漿，直到滿(mǎn)足上述要求為止。

三、施工注意事項(xiàng)

堆碼砂袋圍堰(模型)、清理圍堰內(nèi)泥漿和施做止?jié){巖盤(pán)，機(jī)械設(shè)備不得放置于出水口正前方、施工人員不得在出水口正前方作業(yè)，如確需在出水口前方作業(yè)必須快速完成，并安排專(zhuān)人在旁觀察出水口情況，防止巖溶管道在壓力累積到一定程度后突然釋放形成涌水涌泥而造成人員傷亡、設(shè)備損壞。

鉆進(jìn)過(guò)程中遇涌水或因巖層破碎造成卡鉆時(shí),應(yīng)停止鉆進(jìn),進(jìn)行注漿、掃孔后再行鉆進(jìn)。