隧道超前預(yù)加固工程中注漿施工技術(shù)研究

唐軍

摘 ? 要：本文基于隧道工程加固對注漿的需求，探討了制漿系統(tǒng)建設(shè)、注漿前準(zhǔn)備工作、注漿鉆孔施工和注漿施工等相關(guān)技術(shù)流程，認(rèn)為：（1）基于不同現(xiàn)場的施工條件，分別在隧道內(nèi)外施作注漿系統(tǒng)，注漿系統(tǒng)所處位置能夠兼顧水、電等設(shè)施，使注漿漿液能夠快速有效地注入治理段區(qū)域。（2）針對不同角度及位置的鉆孔，使用不同工藝施作鉆孔結(jié)構(gòu)及孔口管止?jié){管。對位于隧道災(zāi)害區(qū)域的鉆孔安裝防突裝置，避免鉆孔成為次生災(zāi)害的薄弱點(diǎn)。（3）根據(jù)不同的地質(zhì)條件，選擇合理的注漿材料及注漿設(shè)備，科學(xué)組織人工，對富水軟弱地層進(jìn)行有效的注漿加固。相信對從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：隧道工程 ?加固施工 ?注漿施工 ?注漿材料

中圖分類號：U453.6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）05（a）-0020-02

隨著“一帶一路”倡議的提出，大量公路隧道即將投入建設(shè)。隧道常穿越軟弱破碎地層，注漿治理方法作為解決富水軟弱地層地質(zhì)災(zāi)害問題的有效方法，被廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)中。注漿工作開始之前，需要人員、機(jī)械設(shè)備及物資等方面的準(zhǔn)備，需根據(jù)現(xiàn)場條件和工程要求，在隧道外設(shè)置洞外制漿站，隧道內(nèi)設(shè)置鉆孔施工場地、洞內(nèi)制漿站、注漿材料存儲臺等各種不同功能分區(qū)，相互配合，以保障注漿作業(yè)的順利實(shí)施。

1 ?制漿系統(tǒng)建設(shè)

需要建立洞外注漿站，以滿足較大量的注漿施工要求，同時(shí)隧道注漿施工段配設(shè)洞內(nèi)注漿站，以分別適應(yīng)較大量注漿和少量注漿、單液注漿和雙液注漿的要求。

1.1 洞外注漿站

隧道洞外注漿站采用已驗(yàn)收合格的攪拌站進(jìn)行加工，采用混凝土罐車進(jìn)行運(yùn)輸。

1.2 洞內(nèi)注漿站

隧道洞內(nèi)注漿站的主要設(shè)施和設(shè)備有袋裝水泥平臺、立式攪拌機(jī)、二次攪拌儲漿池、水泥注漿泵（或雙液注漿泵）、清水池、水玻璃注漿泵（或雙液注漿泵）、水玻璃儲漿池、配電系統(tǒng)和供水系統(tǒng)。注漿站設(shè)備的配置及技術(shù)要求如下：

（1）袋裝水泥平臺：高0.3m，寬2m，長10m;水泥平臺要有防潮措施，防止水泥因受潮變質(zhì)而失效。

（2）一次攪拌機(jī)：高1.0m，直徑1.5m，容量1.77m3，電機(jī)功率7.5kW/h，為自制，連續(xù)注漿時(shí)每小時(shí)造漿量不少于10t。

（3）二次攪拌儲漿池：直徑1.5m，深1.2m，容量2.11m3，電機(jī)功率7.5kW/h。

（4）水泥、水玻璃注漿泵：可選用ZJB（BP）—110/30A高壓變頻注漿泵或者2TGZ—60/210高壓雙液注漿泵（功率7.5kW），漿液輸送能力最大為3.6m3/h。水泥、水玻璃（或雙液）注漿泵均可滿足對GT-1材料的注漿需要。

（5）清水池：主要用于儲存清水，以防連續(xù)注漿時(shí)供水不足;長1m，寬1m，深度1.2m，容量為1.2m3。

（6）配電系統(tǒng)：要求電壓為380V，供電總功率不得小于注漿站內(nèi)所有用電設(shè)備總功率的1.5倍。

（7）供水系統(tǒng)：要求供水系統(tǒng)的正常供水量不得小于15m3/h。

2 ?注漿前準(zhǔn)備工作

（1）注漿系統(tǒng)建設(shè)好后，必須使用清水對機(jī)械和管路進(jìn)行調(diào)試，確保設(shè)備運(yùn)行正常，經(jīng)檢查驗(yàn)收合格后方可投入正常使用。（2）每次注漿前后都必須對整個(gè)注漿系統(tǒng)設(shè)備和管路進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。（3）做好污水處理。施工過程中產(chǎn)生的廢水、廢液經(jīng)污水處理設(shè)備處理后方可排放。（4）保證供電、供水、供風(fēng)、通訊和交通的暢通，注漿過程中嚴(yán)禁中斷。

3 ?注漿鉆孔施工

3.1 鉆孔結(jié)構(gòu)及孔口止?jié){管的安裝

開孔孔徑為Φ153mm，深度為3～5m，在高壓帷幕預(yù)注漿加固過程中，為防止鉆孔被壓力頂出需提前打孔泄壓，必須在鉆孔內(nèi)安裝注漿（止?jié){）套管，作為孔口管使用?？卓诠懿捎忙?46mm鋼管，管外用速凝水泥封固，封固后打壓，在6MPa壓力作用下無泄漏且孔口管無松動說明止?jié){合格?？卓诠茏{固結(jié)合格后，將孔口管固定牢固，裝上閥門，然后再進(jìn)行鉆孔施工，采用Φ80mm孔徑鉆至終孔。

3.2 鉆孔防突裝置

鉆孔過程中，由于鉆頭揭穿涌水突泥區(qū)域時(shí)，泥水會從鉆孔內(nèi)涌出，如何防止涌水、突泥是安全施工面臨的關(guān)鍵問題。鉆孔注漿過程中，注漿壓力也會給套管一定的作用力，迫使套管被拔出，因此防止鉆孔內(nèi)涌水、突泥和止?jié){的重點(diǎn)是孔口管的封固質(zhì)量必須達(dá)到耐壓要求。套管固結(jié)合格后，要及時(shí)安裝注漿高壓閥門，做到對涌水、突泥的有效控制。

3.3 鉆孔勞動力配置及快速施工

鉆孔施工主要采用大型集成化設(shè)備，另外輔以小型地質(zhì)鉆機(jī)設(shè)備。大型設(shè)備每班組配備操作工人1名、輔助工人2名，小型地質(zhì)鉆機(jī)每機(jī)組配備機(jī)長1名、技術(shù)工人3名，每班另配鉆孔施工副隊(duì)長1名。為保障鉆孔施工進(jìn)度，主要從圖中的5個(gè)方面進(jìn)行快速施工組織保障。

4 ?注漿施工

4.1 注漿材料選擇

根據(jù)隧道治理段復(fù)雜的水文地質(zhì)條件和注漿方案，按照不同的注漿技術(shù)要求選用以下注漿材料：水泥漿、輔助凝結(jié)材料（水玻璃），注漿過程根據(jù)方案選擇材料，以漿液擴(kuò)散范圍與加固體強(qiáng)度為主要控制指標(biāo)。

4.2 注漿設(shè)備選型及主要參數(shù)

注漿設(shè)備的選擇和配置原則是能夠滿足注漿量和注漿壓力的調(diào)控。根據(jù)注入的漿液種類、額定泵量的大小以及注漿使用場合的不同，可以分別選擇以下不同類型的注漿泵：（1）單液注漿加固：選擇3SNS單液注漿泵。（2）雙液注漿加固：主要選擇2TGZ—60/210高壓雙液注漿泵。

4.3 注漿勞動力組織及施工安排

注漿施工技術(shù)較為復(fù)雜，特別是雙液注漿和特殊材料注漿，技術(shù)要求更高，因此每班配備注漿技術(shù)副隊(duì)長1名，現(xiàn)場班長1名，司泵及機(jī)修工4名，管路連接工1名，制漿工4名和現(xiàn)場材料倒運(yùn)工4名。采取現(xiàn)場交接班的作業(yè)方式，即班前洞內(nèi)技術(shù)交底、班后技術(shù)總結(jié)、現(xiàn)場注漿施工參數(shù)詳細(xì)記錄的技術(shù)主導(dǎo)型工作方式。

5 ?結(jié)語

（1）基于不同現(xiàn)場的施工條件，分別在隧道內(nèi)外施作注漿系統(tǒng)，注漿系統(tǒng)所處位置能夠兼顧水、電等設(shè)施，使注漿漿液能夠快速有效地注入治理段區(qū)域。（2）針對不同角度及位置的鉆孔，使用不同工藝施作鉆孔結(jié)構(gòu)及孔口管止?jié){管。對位于隧道災(zāi)害區(qū)域的鉆孔安裝防突裝置，避免鉆孔成為次生災(zāi)害的薄弱點(diǎn)。（3）根據(jù)不同的地質(zhì)條件，選擇合理的注漿材料及注漿設(shè)備，科學(xué)組織人工，對富水軟弱地層進(jìn)行有效的注漿加固。

參考文獻(xiàn)

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