新時(shí)期道橋隧道超前預(yù)注漿施工技術(shù)研究

楊俏梅

摘要：超前預(yù)注漿是指在工程開挖之前通過注漿填充圍巖縫隙的施工技術(shù)，應(yīng)用超前預(yù)注漿施工技術(shù)能夠起到加固圍巖以及阻塞水流的作用，在道橋隧道工程中的應(yīng)用十分廣泛，對于提升道橋隧道工程的建設(shè)質(zhì)量具有十分重要的作用。本文結(jié)合相關(guān)案例對道橋隧道超前預(yù)注漿施工技術(shù)進(jìn)行分析，希望對提升道橋隧道工程的建設(shè)質(zhì)量有所幫助。

關(guān)鍵詞：新時(shí)期;道橋隧道工程;超前期預(yù)注漿;應(yīng)用

引言：在道橋隧道施工過程中，對超前預(yù)注漿施工技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，該技術(shù)不僅能夠在加固圍巖方面發(fā)揮重要作用，而且還有助于防范地表沉降，同時(shí)還能對地層的位移起到有效的抑制作用。道橋隧道工程的施工難度高，因此在應(yīng)用超前預(yù)注漿施工技術(shù)的過程中，為了提升注漿效果，需要做好施工準(zhǔn)備以及安全防護(hù)工作，并注重對注漿方案以及注漿工藝等方面的把控，這樣才能充分發(fā)揮出超前預(yù)注漿施工技術(shù)的作用。

一、工程案例和施工設(shè)計(jì)方案

（一）工程概述

以某道橋隧道工程建設(shè)為例，該隧道為雙線特長隧道，隧道全長為3510.5m，隧洞頂高程為536.605m，其中里程K2+940-K3+296m段洞頂存在積水，積水的長度為356m。在積水影響的范圍內(nèi)，洞身穿越寒武系中統(tǒng)高臺組白云巖，圍巖的質(zhì)地較硬，并且完整性相對較差。洞身不僅會(huì)受到洞頂積水的影響，而且還會(huì)受到地下水的影響。地下水主要為巖溶裂隙水以及基巖風(fēng)化裂隙水，同時(shí)還存在地下水分布不均勻的情況。圍巖的透水性較強(qiáng)，并且存在著比較嚴(yán)重的突水隱患，給道橋隧道施工帶來了巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

（二）施工設(shè)計(jì)方案

根據(jù)工程的實(shí)際情況，制定具體的施工方案，針對K2+940-K3+296m段影響約200m范圍內(nèi)，應(yīng)用TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)，同時(shí)配合應(yīng)用紅外探水儀等進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測。而對于斷層破碎帶位置，在開挖的過程中應(yīng)用臺階法，同時(shí)配合應(yīng)用全斷面短尺寸掘進(jìn)法進(jìn)行開挖。應(yīng)用多功能鉆機(jī)與注漿泵進(jìn)行超前預(yù)注漿施工。

二、制漿系統(tǒng)的建設(shè)分析

由于注漿施工需要應(yīng)用到的漿液數(shù)量較大，因此首先要建立洞外注漿站，這樣才能滿足注漿施工的要求，同時(shí)還要在施工段配設(shè)注漿站，這樣可以滿足較少注漿量的需求。對于洞外注漿站而言，通過攪拌站進(jìn)行加工，并且應(yīng)用混凝土罐車負(fù)責(zé)運(yùn)輸工作。對于洞內(nèi)注漿站而言，主要由袋裝水泥平臺、二次攪拌儲漿池、水玻璃注漿泵、立式攪拌機(jī)以及供水和配電系統(tǒng)構(gòu)成。在注漿系統(tǒng)建設(shè)完成后，應(yīng)用清水對相關(guān)的管路以及機(jī)械進(jìn)行調(diào)試，在確保設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定之后再投入使用，并且要在每次注漿施工前對設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)。同時(shí)還要準(zhǔn)備廢液和廢水處理設(shè)備，對于施工中產(chǎn)生的廢液和廢水進(jìn)行處理。除此之外，還要確保供水、供電以及供風(fēng)正常，并且確保交通暢通，切忌在施工過程中出現(xiàn)中斷現(xiàn)象。

三、道橋隧道超前預(yù)注漿施工技術(shù)

（一）鉆孔結(jié)構(gòu)及孔口止?jié){管的安裝

開孔的深度為3-5m，孔徑為Φ153mm。應(yīng)用高壓帷幕預(yù)注漿加固技術(shù)，則應(yīng)先打孔泄壓，這樣可以避免出現(xiàn)鉆孔被壓力頂出的問題。同時(shí)還要在鉆孔中安裝注漿套管，將注漿套管作為空口管。應(yīng)用Φ146mm鋼管作為孔口管，并且應(yīng)用速凝水泥進(jìn)行封固[1]，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行打壓檢測。如果在在6MPa壓力作用下孔口管沒有出現(xiàn)松動(dòng)，或者沒有出現(xiàn)泄漏等狀況，則表明止?jié){合格。在確?？卓诠茏{固結(jié)合格之后，需要進(jìn)一步固定孔口管，并且在孔口管上安裝閥門。完成以上工序之后在進(jìn)行鉆孔施工，孔鉆的規(guī)格為Φ80mm，鉆孔需要鉆至終孔位置。

（二）鉆孔防突裝置

在鉆孔的過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)鉆孔內(nèi)涌出泥水的問題，即涌水與突泥的問題。這會(huì)影響到超前預(yù)注漿施工的安全性，為避免出現(xiàn)這種問題，在鉆孔注漿的過程中，應(yīng)注重加強(qiáng)孔管的封固質(zhì)量，使其達(dá)到耐壓的要求。鉆孔在注漿時(shí)，必然會(huì)產(chǎn)生注漿壓力，在注漿壓力的作用下，會(huì)對套管產(chǎn)生作用力，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致套管被拔出，出現(xiàn)涌水以及突泥的問題。要了提升孔管的封固質(zhì)量，不僅要確保套管固結(jié)的牢固度，而且還要安裝上注漿高壓閥門，這樣才能更好的控制涌水和突泥的現(xiàn)象。

（三）注漿材料及設(shè)備的選擇

結(jié)合注漿方案與注漿技術(shù)要求來合理選擇注漿材料，通常，注漿材料主要包括水泥漿以及凝結(jié)材料等，凝結(jié)材料主要是指水玻璃。同時(shí)在注漿材料的選擇過程中，還要以加固體的強(qiáng)度以及漿液的擴(kuò)散范圍為參考依據(jù)。而對于注漿設(shè)備的選擇，需要滿足注漿壓力以及注漿量的調(diào)控，主要考慮漿液的種類、使用的場合以及額定泵量的大小等方面因素。

（四）注漿勞動(dòng)力組織及施工安排

注漿施工的復(fù)雜性較高，尤其特殊材料注漿以及雙液注漿對技術(shù)的要求更高，因此要做好注漿勞動(dòng)力組織工作，這是確保注漿施工順利開展的重要前提。每班需要配備1名現(xiàn)場班長，1名技術(shù)副班長，1名管路連接工，4名材料倒運(yùn)工、制漿工以及機(jī)修工。對于施工安排而言，需要應(yīng)用交接班作業(yè)方式，這種作業(yè)方式是指在班前洞內(nèi)技術(shù)交底，在班后進(jìn)行技術(shù)總結(jié)，同時(shí)還要詳細(xì)的記錄現(xiàn)場注漿施工參數(shù)。

四、注漿效果評價(jià)

（一）分析法

應(yīng)用分析法，需要全面收集注漿孔參數(shù)信息，然后結(jié)合參數(shù)信息進(jìn)行分類對比，進(jìn)而對注漿效果做出科學(xué)、客觀的評價(jià)。應(yīng)用分析法對注漿效果進(jìn)行評價(jià)，具有評價(jià)效率高以及評價(jià)結(jié)果科學(xué)性強(qiáng)的特點(diǎn)。在應(yīng)用分析法對注漿效果進(jìn)行評價(jià)的過程中，應(yīng)結(jié)合注漿孔參數(shù)信息繪制P-Q-t 曲線，通過觀察可知，在注漿之初，壓力處于0.3-0.5MPa范圍內(nèi)，而注漿的速度則處于30-45L/min范圍內(nèi)，隨著注漿施工的持續(xù)，注漿壓力也會(huì)隨之提升，而注漿的速度則會(huì)隨之降低。當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)注漿終壓值時(shí)，注漿的速度會(huì)出現(xiàn)明顯的下降趨勢。

（二）檢查孔法

在注漿作業(yè)完成之后，結(jié)合開挖輪廓線范圍，圍繞所選取的斷面打檢查孔，檢查孔的數(shù)量通常為5個(gè)左右。要合理控制檢查孔的位置以及孔徑，在拱頂應(yīng)打2個(gè)檢查孔，孔徑為110mm，長度控制在27m左右。然后對檢查孔的出水量進(jìn)行檢查，結(jié)合檢查孔的P-Q-t 曲線，我們能夠看出在注漿之初，壓力為0.3MPa，注漿的速度為17L/min，隨著注漿工作的開展，注漿壓力以及注漿的速度變化不明顯。6min之內(nèi)，注漿的壓力與注漿的速度均比較穩(wěn)定，待6min之后，注漿壓力上升速度加快，在23min之后，達(dá)到設(shè)計(jì)注漿終壓，并且注漿速度會(huì)明顯下降。在注漿壓力達(dá)到1.2MPa時(shí)，地層便不再吸漿。根據(jù)這種情況可以判斷該檢查孔已經(jīng)達(dá)到了飽和密實(shí)程度，達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期效果，能夠起到阻塞水流以及加固圍巖的作用，說明注漿效果比較顯著。應(yīng)用檢查孔法對注漿效果進(jìn)行檢查之后，還要應(yīng)用M10水泥砂漿對檢查孔進(jìn)行封堵。除了要在拱頂打2個(gè)檢查孔進(jìn)行檢查之外，還需要在左右邊墻各大1個(gè)檢查孔進(jìn)行檢查，同時(shí)在底部也需要打1個(gè)檢查孔進(jìn)行檢查。這樣才能確保對注漿效果的評價(jià)更加準(zhǔn)確、更加客觀。

（三）針對異常情況的處理分析

由于道橋隧道超前預(yù)注漿施工比較復(fù)雜，施工過程中會(huì)受到多方面因素的影響，導(dǎo)致注漿時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些異常現(xiàn)象。為保障道橋隧道超前預(yù)注漿施工的質(zhì)量與效果，需要做好異常情況的處理工作。例如，在注漿過程中如果出現(xiàn)了突泥的情況，需要及時(shí)停止鉆進(jìn)，進(jìn)行注漿處理。再比如，針對地層吸漿量大，導(dǎo)致注漿壓力難以提升的情況，需要對漿液的配比進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)漿液的配合比，可以起到緩解凝膠時(shí)間的作用，有助于提升注漿壓力。如果在注漿的過程中，注漿壓力出現(xiàn)明顯上升的情況，需要及時(shí)停止注漿，同時(shí)還要將泄?jié){伐開啟，及時(shí)泄壓，避免壓力過大引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。除此之外，還要對出現(xiàn)壓力明顯上升的原因進(jìn)行分析，待查明原因之后再對是否繼續(xù)注漿做出判斷。如果注漿壓力明顯上升是由于費(fèi)管路堵塞導(dǎo)致的，則不能繼續(xù)對該注漿孔注漿。而在注漿的過程中如果出現(xiàn)了串漿的現(xiàn)象，則應(yīng)及時(shí)關(guān)閉串漿孔，提升注漿孔與鉆孔之間的間隔。這種方式能夠有效解決串漿的問題。針對注漿過程中出現(xiàn)的漏漿以及跑漿等問題，則可以應(yīng)用間歇注漿法來進(jìn)行封堵。總之，在注漿過程中很容易出現(xiàn)多種異常情況，因此需要確保管路的暢通，針對注漿過程中出現(xiàn)的管路堵塞問題，要在第一時(shí)間進(jìn)行處理，這樣才能保障注漿施工的順利開展，才能確保注漿施工的質(zhì)量與效果。

結(jié)束語：隧道施工質(zhì)量會(huì)直接受到圍巖穩(wěn)定性的影響，在道橋隧道超前預(yù)注漿施工技術(shù)的應(yīng)用過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)對圍巖縫隙的充填，不僅可以起到加固圍巖的作用，而且能夠阻塞水流，對于保障隧道施工質(zhì)量具有十分重要的作用。因此，新時(shí)期道橋隧道施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)對超前預(yù)注漿施工技術(shù)的應(yīng)用。

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