“白云說隧?”之現(xiàn)代注漿技術(shù)的基本原理和隧道工程應(yīng)用

100年前的太沙基時代,注漿在巖土工程防滲方面的效果并不太好,因此太沙基對注漿技術(shù)應(yīng)用的范圍給出了他的見解。然而,科學(xué)技術(shù)在不斷進(jìn)步,特別是近半個世紀(jì)以來,注漿技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該是太沙基始料未及的。我認(rèn)為,現(xiàn)代注漿技術(shù)的標(biāo)志性特征就是袖閥管工藝的使用。袖閥管最早由法國SOLEITANCHE公司研發(fā)成功,法語取名為: TUBE-A-NANCHET。

袖閥管注漿是由注漿泵、潛孔鉆、袖閥管、注漿器、套殼料、注漿漿液等組成的一個系統(tǒng)。在注漿過程中,先依據(jù)設(shè)計深度利用潛孔鉆進(jìn)行開孔,此過程中可對土體結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的觀察與了解,一般成孔直徑80～110 mm,之后將配置好的套殼料灌入孔中;然后將袖閥管兩端封口插入孔中,露出地面約10 cm左右,上端用重物壓住,防止袖閥管上浮;待套殼料固結(jié)達(dá)到一定強度時進(jìn)行注漿,注漿時將注漿器插入袖閥管中進(jìn)行分層注漿,根據(jù)不同的土層情況進(jìn)行分層、多次注漿,一般在出現(xiàn)漏漿或壓力急速增加時停止注漿。由于注漿過程中漿液單向流動,加上橡皮套的存在使得壓力作用下漿液只能出不能進(jìn),這樣使得注漿后的漿液只能留在土體中,防止返回原處。袖閥管注漿法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于世界各地的隧道工程地基預(yù)處理中。

假如隧道在建造過程中發(fā)生了險情,隧道人通常也是用注漿法來搶險的。注漿材料可以分為2大類: 一類是粒狀漿材,另一類是化學(xué)漿材。所謂粒狀漿材就是由固體顆粒和水組成的懸浮液。常見的粒狀漿材主要有純水泥漿、黏土水泥漿和水泥砂漿等。所謂化學(xué)漿材,即溶液型漿材,通常是環(huán)氧樹脂類、甲基丙烯酸酯類、丙烯酰胺類、木質(zhì)素類和聚氨酯類注漿材料。其中的聚氨酯類材料是最常用的地下工程搶險堵漏材料。

聚氨酯是指分子結(jié)構(gòu)中含有許多重復(fù)的氨基甲酸酯基團(tuán)的一類聚合物, 1937年由德國科學(xué)家首先研制成功,1939年開始工業(yè)化生產(chǎn)。聚氨酯漿液在任何條件下都能與水反應(yīng)而膨脹固化,漿液的固結(jié)體是可軟可硬的泡沫體,形狀有點像海綿;但由于其孔隙是不聯(lián)通的,不會透水,也不會遇水稀釋流失,因此是理想的防滲漏堵水材料。