時(shí)偉生

（中鐵十五局集團(tuán)有限公司，河南 洛陽 471003）

齊岳山特長(zhǎng)隧道某段全斷面帷幕注漿技術(shù)

時(shí)偉生

（中鐵十五局集團(tuán)有限公司，河南 洛陽 471003）

齊岳山特長(zhǎng)隧道是宜萬線重點(diǎn)控制工程之一，地質(zhì)條件極其復(fù)雜，圍巖破碎，地下水發(fā)育，單孔涌水量達(dá)到90m3/h。從里程DK365+353開始進(jìn)入F11斷層影響帶，通過地質(zhì)鉆探等綜合地質(zhì)超前預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)手段和涌出物分析，決定采取全斷面帷幕注漿技術(shù)進(jìn)行封堵，有效地堵住了地下水，并對(duì)圍巖進(jìn)行了加固，保證了施工安全，恢復(fù)了正常施工。

特長(zhǎng)隧道；超前鉆探；硫鋁酸鹽水泥；全斷面帷幕注漿

1 注漿設(shè)計(jì)

1.1 注漿方案的確立

根據(jù)超前鉆探過程中的涌水狀況和TSP預(yù)報(bào)情況，從安全性考慮，結(jié)合該段實(shí)際情況，針對(duì)平導(dǎo)相對(duì)應(yīng)段出現(xiàn)的地質(zhì)情況，制訂了“以堵為主”的施工原則，采用“注漿堵水，加固破碎地層”的施工方案，對(duì)本段選用全斷面帷幕注漿堵水措施。

1.2 注漿材料

注漿材料采用水泥單液漿、水泥－水玻璃雙液漿，漿液中的水泥基材料采用快硬硫鋁酸鹽水泥（水泥強(qiáng)度等級(jí)為42.5），注漿材料配合比見表1-1。

表1 -1 注漿材料配合比

1.3 注漿參數(shù)

具體注漿參數(shù)見表1-2。

表1 -2 注漿參數(shù)表

1.4 注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

1.單孔注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

⑴注漿壓力逐漸升高至設(shè)計(jì)終壓，并繼續(xù)注漿10min以上；

⑵注漿結(jié)束時(shí)的進(jìn)漿量小于初始進(jìn)漿量的1/4，檢查孔涌水量小于0.2L/min。

2.全段注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

⑴所有注漿孔均已符合單孔結(jié)束條件，無漏注現(xiàn)象；

⑵注漿后隧道預(yù)測(cè)涌水量小于1m3/(m.d)；

⑶檢查孔鉆取巖芯，漿液充填飽滿。

2 注漿施工

2.1 注漿前輔助工程及設(shè)備準(zhǔn)備

1) 在掌子面施作止?jié){墻，止?jié){墻厚2.5m，止?jié){墻嵌入周邊圍巖0.5m，并采用周邊小導(dǎo)管措施做好止?jié){墻與周邊圍巖的封閉與連接，小導(dǎo)管采用Φ42mm、壁厚為3.5mm的熱軋無縫鋼管，長(zhǎng)3.5m，環(huán)向間距1.0m，小導(dǎo)管嵌入止?jié){墻0.5m；

2) 對(duì)不同水灰比、摻加不同摻和料和不同外加劑的漿液進(jìn)行試驗(yàn)，選擇合適的漿液和配比，按照配比準(zhǔn)確計(jì)量，嚴(yán)格按順序加料，攪拌后的漿液必須經(jīng)篩網(wǎng)過濾后方可進(jìn)入注漿機(jī)。

3) 具體設(shè)備見表2-1。

表2 -1 設(shè)備表

2.2 注漿工藝

采用分段前進(jìn)式注漿方式進(jìn)行鉆孔注漿施工，鉆一段，注一段，設(shè)置止?jié){塞，止?jié){塞可采用氣囊、水囊或橡膠止?jié){塞，并能承受注漿終壓的要求。如鉆孔過程中沒有卡鉆或沒有涌水，則采用全孔一次性注漿方式進(jìn)行，以保證注漿質(zhì)量和減少掃孔作業(yè)，增加作業(yè)時(shí)間和效率，注漿工藝流程見圖2-1；

孔口位置采用地質(zhì)羅盤準(zhǔn)確定位，每鉆進(jìn)一段，檢查一段，及時(shí)糾偏；

注漿孔開孔直徑為89mm，終孔直徑不小于65mm；

鉆孔注漿原則：由外向內(nèi)，由下往上，同一排孔采用間隔跳孔注漿，相鄰排孔呈梅花型施工，同時(shí)結(jié)合涌水水源點(diǎn)位置和水流方向，按由有水孔到無水孔的順序施工；

鉆孔過程中遇到破碎帶容易造成坍孔或者出現(xiàn)大的出水時(shí)，立即停鉆進(jìn)行注漿；

一個(gè)孔段的注漿作業(yè)連續(xù)進(jìn)行直到注漿結(jié)束，不宜中斷，盡量避免因機(jī)械故障、停電、停水、器材等問題造成被迫中斷。對(duì)于因?qū)嵭虚g歇注漿，串漿冒漿等中斷注漿的情況，則先掃孔至設(shè)計(jì)深度以后進(jìn)行復(fù)注漿措施；

因本段突水壓力較大，為便于測(cè)水壓、水量及退鉆桿需要，在孔口管處安裝φ150變徑閘閥。

單孔注漿量根據(jù)公式2-1計(jì)算：

其中：Q－注漿量；R－漿液擴(kuò)散半徑；L－注漿長(zhǎng)度； n－地層孔隙率（裂隙度）；α－漿液充填系數(shù)；β－漿液損失率；則單孔注漿量：0.38～4.24m3/m。

圖2-1 前進(jìn)式分段注漿工藝流程

2.3 注漿過程控制

注漿過程中，隨時(shí)注意泵壓及流量變化，若吸漿量很大或壓力突然下降，注漿壓力長(zhǎng)時(shí)間上不去，應(yīng)查明原因，如工作面漏漿，可采取封堵措施，如跑漿可通過調(diào)換漿液種類，調(diào)整漿液配合比和調(diào)整漿液凝膠時(shí)間等措施，必要時(shí)采用間歇注漿，以達(dá)到注漿目的，如串漿，按定量注漿進(jìn)行控制，必要時(shí)進(jìn)行多孔同時(shí)注漿，或調(diào)整注漿參數(shù)，加大跳孔間距離；

當(dāng)注漿壓力突然升高，則只注純水泥漿或清水，待泵壓恢復(fù)正常時(shí)，再進(jìn)行雙液注漿。

對(duì)注漿過程中發(fā)現(xiàn)有大的空洞等，可首先注水泥砂漿或混凝土，后進(jìn)行注漿；

在注漿過程中對(duì)局部單循環(huán)孔壓力不上升，可停注，對(duì)雙循環(huán)孔進(jìn)行注漿，后對(duì)單循環(huán)孔復(fù)注；

注漿過程中，應(yīng)保持注漿管路暢通，防止因管路堵塞而影響注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)的判斷。

2.4 注漿效果檢查與評(píng)定

注漿效果評(píng)定是保證安全施工，確保注漿質(zhì)量的關(guān)鍵。本段注漿效果檢查評(píng)定的方法主要采用的是檢查孔觀察法、檢查孔取芯法和檢查孔P-Q-T曲線法。

2.4.1 檢查孔觀察法

圖2 -2 檢查孔觀察照片

圖2-3 檢查孔 取芯照片

檢查孔觀察法是通過對(duì)檢查孔進(jìn)行觀察，查看檢查孔成孔是否完整，是否有涌水、涌泥、涌砂，檢查孔放置一段時(shí)間后是否有坍孔，是否產(chǎn)生涌水、涌泥、涌砂，通過觀察，定性評(píng)定注漿效果。不得發(fā)生上述現(xiàn)象，否則應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充注漿。圖2-2為本段全斷面帷幕注漿檢查孔揭示圖，因此可以判定，注漿效果良好，能滿足安全開挖要求。

2.4.2 檢查孔取芯法。由圖2-3所示：檢查孔巖心漿液充填飽滿，漿液完全固結(jié)，可以判定注漿效果良好。

2.4.3 檢查孔P-Q-t曲線法。對(duì)檢查孔注漿過程中P-Q-t曲線進(jìn)行分析，要求達(dá)到設(shè)計(jì)終壓。注漿速度小于5L/ min，并且P-t曲線呈上升趨勢(shì)，Q-t曲線呈下降趨勢(shì)；

圖2 -4 檢查孔注漿P-Q-t曲線圖

由圖2-4來看：開始隨著時(shí)間的進(jìn)行，注漿壓力和注漿速度基本保持不變，這主要起到補(bǔ)充注漿的作用，維持5分鐘后，注漿壓力突然上升，同時(shí)注漿速度急劇下降，當(dāng)注漿壓力達(dá)到4.5MPa時(shí)，地層基本注不進(jìn)去漿液，而此時(shí)注漿量遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)注漿量，可見檢查孔區(qū)域已飽和，達(dá)到了注漿設(shè)計(jì)要求。

結(jié)論

本段注漿從2008年7月16日開始至2008年8月14日結(jié)束，歷經(jīng)29天，注漿結(jié)束后，堵水效果良好，有效的加固了地層，12個(gè)檢查孔注均無水、無砂，成孔良好，充分說明了此次采用硫鋁酸鹽水泥作為注漿材料注漿是非常成功的。通過此次注漿，深刻的體會(huì)到注漿技術(shù)在地下工程中的應(yīng)用，對(duì)加固地層，充填軟弱地層、破碎帶起到了一定作用，為后段的注漿技術(shù)起到了先鋒指導(dǎo)作用。

[1]宜萬施.33標(biāo)隧通（2008）字第08號(hào).鐵四院宜萬鐵路建設(shè)指揮部，2008.恩施.

[2]鐵路隧道鉆爆法施工工序及作業(yè)指南.中國(guó)鐵道出版社，2007.北京：TZ231-2007

[3]張民慶.圓梁山隧道深埋充填粉質(zhì)粘性土溶洞注漿加固技術(shù).鐵道工程學(xué)報(bào)，2004(1)：99-104.

TU279.7+2

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