林建川 李鵬
摘要:我國(guó)地理環(huán)境多變,在巖溶地區(qū)修建隧道過程中所產(chǎn)生的突水突泥已經(jīng)成為了主要的隧道施工危害,大規(guī)模的水泥傾漏不僅會(huì)危害施工隊(duì)伍的生命健康,影響隧道施工的正常工作進(jìn)度,還會(huì)給工程質(zhì)量帶來極大的隱患,印象隧道使用者和周遭居民的生命安全,因此在隧道施工時(shí)要對(duì)其富水巖溶層進(jìn)行注漿加固,增加工程施工的的穩(wěn)定性,使巖溶隧道可以正常使用。
關(guān)鍵詞:隧道施工;巖溶隧道;注漿加固
引言:
注漿加固技術(shù)是考慮到巖溶隧道工程外部自然環(huán)境、地質(zhì)條件、巖體完整性等多種地理因素,結(jié)合涌水位置進(jìn)行控制性的注漿加固,以此來控制相關(guān)巖溶隧道的穩(wěn)定性。在進(jìn)行注漿加固工作之前,要先對(duì)該段隧道的巖體滲透性,水量和水壓要有一個(gè)大致的認(rèn)識(shí),以便進(jìn)行注漿工作。
一、目前巖溶隧道工程的主要危害
在我國(guó)道路或是工程施工中,經(jīng)常會(huì)途徑一些巖溶地區(qū),需要開采隧道才能通過,但是一些巖溶地區(qū)含水量豐富,施工隊(duì)伍稍有不慎就容易出現(xiàn)大規(guī)模的突泥突水現(xiàn)象,給施工隊(duì)伍造成了阻礙。并且受這些惡劣影響,施工隊(duì)伍的工程質(zhì)量往往難以保證,隧道建成運(yùn)營(yíng)環(huán)境也得不到保證,威脅到每一個(gè)使用隧道的人民生命安全。
在巖溶區(qū)域進(jìn)行隧道施工主要產(chǎn)生的工程危害有以下三種,其一是水資源的浪費(fèi)和枯竭,部分地區(qū)的水資源聯(lián)通較為緊密,部分水源經(jīng)過巖溶隧道地區(qū),施工隊(duì)伍如果沒有及時(shí)的采取加固工作就會(huì)使得該地段的水資源大規(guī)模的浪費(fèi),涌出的水資源也得不到利用。其二是地表塌陷和地面沉降,在巖溶隧道進(jìn)行施工的過程中,隧道沒有進(jìn)行加固工作很容易產(chǎn)生突泥現(xiàn)象,造成大部分的土壤涌出,嚴(yán)重時(shí)會(huì)掩埋巖溶隧道,大量的巖土移動(dòng)還會(huì)使得該地區(qū)的地表發(fā)生沉降和塌陷,造成該地段的交通堵塞。其三是引發(fā)工程災(zāi)害,在含水量豐富的巖溶地區(qū)開采隧道需要時(shí)刻關(guān)注該地區(qū)的突水突泥現(xiàn)象,一旦發(fā)現(xiàn)就要及時(shí)加固,防患于未然。大量的涌水和涌泥會(huì)淹沒施工場(chǎng)地,損壞施工設(shè)備,給施工隊(duì)伍帶來生命財(cái)產(chǎn)威脅,嚴(yán)重影響隧道的正常施工。
二、隧道注漿加固技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
(一)注漿加固發(fā)展理論
目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于隧道注漿加固的理論研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工程施工的實(shí)際需求,需要我們進(jìn)一步的研究發(fā)展。國(guó)內(nèi)外的主要研究方向集中在注漿材料的流變特性,劈裂注漿理論和滲透注漿理論這幾個(gè)方面,施工中應(yīng)用最為廣泛的是滲透注漿法。
(二)注漿加固材料
在隧道內(nèi)注漿材料大致上分為兩類,水泥注漿材料和化學(xué)注漿材料,兩種材料各有其施工特點(diǎn)要求,水泥注漿材料在凝固后強(qiáng)度高,造價(jià)也相對(duì)低廉,來源廣泛且操作難度低,但是一般的水泥注漿材料顆粒較大且不甚均勻,難以滿足一些特殊的隧道注漿加固工作?;瘜W(xué)注漿材料時(shí)新型的一種注漿材料,具有可塑性好,顆粒小且分明的特點(diǎn),可以輕松的注入到一些巖溶隧道的細(xì)微裂縫中,滿足各種工況下的加固需求,但是化學(xué)注漿材料發(fā)展還不成熟,應(yīng)用和操作也相對(duì)困難,造價(jià)成本高,不適合大面積的注漿加固工程使用。
(三)注漿加固施工
注漿加固在工程建設(shè)中屬于隱蔽性施工,早期的加工工作中沒有較多的監(jiān)測(cè)要求,因此對(duì)加固過程中產(chǎn)生的一些問題沒有及時(shí)注意到,產(chǎn)生了不可挽回的巨大損失。近代微型電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展給予巖溶地區(qū)注漿加固施工工程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提供了可能,現(xiàn)代注漿加固工程已經(jīng)開始普遍使用電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來幫助施工人員監(jiān)測(cè)加固過程中巖溶區(qū)域的注漿壓力、漿體流量。漿液粘度等重要施工數(shù)據(jù),來讓施工控制中心可以第一時(shí)間對(duì)施工突發(fā)狀況作出反應(yīng),并收集施工中產(chǎn)生的有關(guān)數(shù)據(jù),以便技術(shù)人員進(jìn)行分析研究,來確定注漿工作中控制注漿工序的要點(diǎn)和注漿過程中更重工程的應(yīng)變規(guī)律,提高注漿工工作質(zhì)量,保證隧道穩(wěn)定性,確保人民群眾和施工隊(duì)伍的生命財(cái)產(chǎn)安全。
三、巖溶隧道注漿設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用研究
根據(jù)所處巖溶地段的工程需求,隧道注漿設(shè)計(jì)可以為分周邊注漿、地表注漿。超前預(yù)注漿、超前帷幕注漿四種主要注漿方式。
(一)周邊注漿
周邊注漿是通過加固巖溶開采隧道的周邊巖體進(jìn)行注漿加固,根據(jù)使用功能的不同又可以分為周邊加固注漿和周邊回填注漿。水泥注漿液是周邊加固注漿的主要材料,主要目的為加強(qiáng)周邊巖體的防水性能,回填周邊巖體的空隙,加固周邊巖體結(jié)構(gòu),提高周邊巖體的承載力,以此來支撐巖溶隧道工程的施工。
(二)地表注漿
地表注漿一般適用于地面下30cm左右的巖土層,通過注漿使得靠近的地面的洞室或者是巖溶隧道頂部的松散土壤加固凝結(jié),以便形成大體積的混凝土塊,幫助施工隊(duì)伍順利加工巖溶山體。
(三)超前預(yù)注漿
在巖溶隧道施工過程中,有些特殊工況需要一邊進(jìn)行隧道施工,一邊進(jìn)行注漿加固,這時(shí)就需要對(duì)隧道進(jìn)行超前預(yù)注漿,使用口徑較小的導(dǎo)管對(duì)施工隧道前方的巖體進(jìn)行初步滲透,是一種預(yù)先加固施工巖體的輔助施工方式。多用于土質(zhì)較為松散,施工地區(qū)含水量豐富的工程,一般使用水泥注漿液進(jìn)行施工,以保證注漿的防水性和加固性能。并根據(jù)不同施工工況來調(diào)整水泥注漿液配比,在單體注漿液效果不佳的時(shí)候,也可以選用水泥-水玻璃雙重混合注漿液體。
(四)超前帷幕注漿
超前帷幕注漿主要應(yīng)用在地下水豐富的施工地區(qū),在施工準(zhǔn)備階段,對(duì)巖體進(jìn)行一次注漿加固,形成一個(gè)防水帷幕來確保施工進(jìn)度的順利進(jìn)行。
(五)注漿加固施工的主要步驟
注漿加固施工是關(guān)系到隧道穩(wěn)定性的重要輔助工程,在施工開展前,要預(yù)先調(diào)查施工地段的巖土特征和地下水分布,根據(jù)隧道施工路段來設(shè)計(jì)一個(gè)全面的施工方案,并根據(jù)施工過程中可能遇見的突發(fā)狀況作出好預(yù)留備案,選擇好注漿方案后,在施工場(chǎng)地預(yù)先進(jìn)行注漿液的檢測(cè)和注漿試驗(yàn),確保注漿液可以達(dá)到預(yù)期的加固效果。其次是要根據(jù)實(shí)施的施工狀態(tài)來不斷調(diào)整注漿工程的各種參數(shù),并實(shí)時(shí)收集注漿工程中產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù),做好工程監(jiān)察工作,一旦出現(xiàn)問題,及時(shí)同時(shí)施工隊(duì)伍進(jìn)行調(diào)整,以確保注漿施工質(zhì)量。
四、結(jié)束語(yǔ)
注漿施工是確保巖溶隧道穩(wěn)定性的重要工程,我們要從改善注漿施工的監(jiān)察工作入手,改良施工技術(shù),引進(jìn)先進(jìn)施工設(shè)備,培養(yǎng)相關(guān)技術(shù)人才,做好注漿施工的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作,以此來保證隧道建成后的穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)。
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