郭靖GUO Jing

（中鐵十七局集團第五工程有限公司，太原030032）

0 引言

在隧道工程的實際施工過程中，出現(xiàn)了許多注漿技術的技術問題，參建單位在土巖組合地區(qū)富水砂層隧道施工注漿技術過程中，必須進一步完善關于隧道工程結構穩(wěn)定性、防水效果，加強注漿技術的控制強度，加強監(jiān)控量測，熟悉掌握現(xiàn)場動態(tài)變化，全面提升隧道工程的經(jīng)濟效益和使用功能。

香山2 號隧道左洞出口掌子面掘進至267 米，該處原設計為泥巖，實際開挖后為富水泥巖夾砂層，砂層位于拱頂上方2-3 米范圍內(nèi)。開挖后出現(xiàn)涌水涌泥砂現(xiàn)象，拱頂和拱腰位置出現(xiàn)坍塌，初步采取措施為：反壓回填后采用加密小導管進行超前注漿，注漿液為水玻璃雙液漿，注漿完成單榀開挖后再次出現(xiàn)涌水突泥和掌子面坍塌，分析原因為注漿施工技術水平不高使得注漿效果打折扣，下一步邀請資深隧道專家和隧道處治專業(yè)注漿隊伍進行研究，提出適用的土巖組合地區(qū)富水砂層隧道施工注漿技術方案。

1 當前土巖組合地區(qū)富水砂層隧道施工注漿技術的重要性

建筑工程十分繁雜，不僅包括建筑修建的策劃，還包括建筑修建的工作，以及后面維修養(yǎng)護的工作。隨著科技的飛速發(fā)展，建筑技術也不斷的成熟，注漿技術也有一定程度的提升，而且可以更好的使用與建筑過程中，但是在運用的過程中也遇見了很多大大小小的問題，這不僅需要專業(yè)技術人員進行努力解決，還需要國家多頒布政策激勵大家進行解決。

土巖組合地區(qū)富水砂層特點導致隧道施工注漿難度大，需要應用超前深孔注漿和帷幕注漿加固技術來保障施工質(zhì)量控制的效果，尤其是在上軟下硬地層應用科學合理的施工關鍵技術來防治隧道滲漏水問題，技術人員需要重視施工現(xiàn)場的信息勘驗和監(jiān)測收集，通過現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)、深入研究分析開挖取樣的數(shù)據(jù)，分析土巖組合地層適用性。富水砂層位于隧道拱頂范圍內(nèi)，施工對于技術水平要求高，采用超前深孔注漿的效果控制難度大，注漿效果難以把握，容易出現(xiàn)嚴重的隧道滲漏水問題，排出隧道內(nèi)滲流水系至關重要。當砂層位于富水砂泥巖隧道拱頂以上采用帷幕注漿，更容易控制洞內(nèi)變形現(xiàn)象，施工過程中應當以更加優(yōu)化的注漿效果與工人技術水平來滿足泄水降水、超前預加固的要求。例如廣州地鐵某線施工過程中，基于HP3 中間風井~HP3 施工掘進過程中多為上軟下硬地層，其中上部為富水砂層，導致施工速度慢，出現(xiàn)了噴涌、超挖問題，破壞施工效益，降低了施工速度，還很容易導致過大的地面沉降。因此洞內(nèi)超前注漿加固施工對于施工掘進的安全非常重要，需要嚴格對比超前深孔注漿、帷幕注漿材料、參數(shù)。（圖 1）

圖1 止?jié){墻與初支連接示意圖

注漿工藝在富水砂泥巖隧道的施工建設中起到了較大的作用，通過發(fā)揮漿體的粘合和密封作用，能夠在很大程度上提高結構穩(wěn)定性。總而言之，使用注漿工藝能夠有效提高隧道工程的質(zhì)量，推動施工的效率提升，減少了許多施工過程中的安全風險，規(guī)避了許多可能發(fā)生的安全隱患。富水砂泥巖隧道施工中必須避免初支開裂、變形，采取超前注漿加固方法，避免地下水滲入隧洞周圍土體，改良周圍及前方地層土體，隧道成洞后需要拆除臨時中立柱，加強監(jiān)控量測，熟悉掌握現(xiàn)場動態(tài)變化，做好隧道開挖支護的風險管理。隨著科技時代的到來，高質(zhì)量砂泥巖段施工技術在富水砂泥巖段隧道工程項目中運用范圍和需求都越來越廣泛，在隧道工程施工的實際過程中，注漿材料種類及配比調(diào)整和支護施工技術的應用能夠在很大程度上提升隧道施工的精準度和工作效率，不斷調(diào)整土巖組合地區(qū)富水砂層隧道施工注漿技術方案，提高技術方案的適用性和科學性，實現(xiàn)對于富水砂泥巖段隧道工程環(huán)境的高質(zhì)量控制。通過加強富水砂泥巖段隧道工程的施工技術，綜合分析內(nèi)外部因素對于富水砂泥巖段施工技術運用效用的影響，重視富水砂泥巖段隧道工程運作的管理理念和富水砂泥巖段施工技術的應用現(xiàn)狀，在注漿加固和參數(shù)設計中及時把握富水砂泥巖段施工技術運用過程中的技術要點。注漿工藝在掘進過程中容易出現(xiàn)許多施工問題，注漿技術難度本身比較大，需要在過程中合理解決隧道滲漏水問題，推動工程的順暢掘進?，F(xiàn)階段土巖組合地區(qū)富水砂層隧道施工注漿技術具備更加明顯的高效性，能夠滿足實踐中的施工需求，落實隧道工程掘進過程的注漿材料、參數(shù)對比分析，隧道施工技術措施本身具備更加強大的功能性，這也是提升砂層施工注漿強度和高效性的要求。土巖組合地區(qū)富水砂層隧道施工注漿過程中必須綜合考慮機械設備運行情況的影響。同時，滿足砂層施工注漿的標準和要求，隧道工程隧道施工的技術性、高效性是非常重要的，也是優(yōu)化超前深孔注漿、帷幕注漿效果的重要部分，只有充分把控超前深孔注漿、帷幕注漿技術的實際情況和性能需求，才能不斷推進注漿技術的功能發(fā)揮，實現(xiàn)更加良好的承載力、防水效果。我國土巖組合地區(qū)富水砂層隧道施工注漿技術規(guī)模逐步加大，注漿技術工作是一個復雜的過程，受到許多主客觀因素影響，項目部相關部門必須確保土巖組合地區(qū)富水砂層隧道施工注漿技術的質(zhì)量與性能，實現(xiàn)更加優(yōu)良的承載力、防水效果。

2 現(xiàn)階段富水砂層隧道施工注漿中存在的問題

2.1 施工中超前深孔注漿、帷幕注漿技術等技術難度大

項目部現(xiàn)有的施工隊伍沒有做超前深孔注漿、高壓水平旋噴樁、帷幕注漿的技術能力，需要專業(yè)的綜合注漿施工隊伍協(xié)同完成?，F(xiàn)有施工地段拱部遇富水砂層，需要先監(jiān)測砂層厚度，分析進行隧道開挖可能導致的安全風險，及時采取安全措施來避免再次出現(xiàn)坍塌和已完成初支段的沉降、收斂，增強施工現(xiàn)場安全管理的效果，強化富水砂泥巖段貫通施工技術效果，需要技術人員在掌子面拱頂將要進入砂層前，經(jīng)過分析數(shù)據(jù)信息，采用科學合理的洞內(nèi)超前注漿技術加固地層。另一方面，工作人員必須在注漿技術過程中嚴格落實微臺階開挖施工技術，重視泄水降水、超前預加固的技術規(guī)范，其中，拱頂?shù)刭|(zhì)條件為含大量地下水的粗砂層地段需要注意進行方案的調(diào)整，由于裂隙水的大量出現(xiàn)，施工條件較差，施工過程中需要進行綜合考量和多方面的方案比選，在采用超前帷幕注漿工藝進行施工的過程中，需要對上半斷面開挖輪廓線范圍進行注漿加固和止水，采取多方面的技術措施來防控涌砂涌泥涌水和坍方問題，經(jīng)過比對注漿方案來提升整體的技術水平，增強隧道安全掘進施工過程中的牢固程度，實現(xiàn)科學合理的泄水降水、超前預加固，加速推進富水砂泥巖隧道的施工進程。

超前深孔注漿、高壓水平旋噴樁、帷幕注漿技術是非常重要的，實踐中常出現(xiàn)超前深孔注漿、高壓水平旋噴樁、帷幕注漿技術不好的問題，耗費在施工過程的時間和精力會破壞工程施工效率，施工中隧道地質(zhì)條件存在差異，穩(wěn)定性較差。在富水砂層隧道施工期間，容易破壞隧道砂層本身結構的穩(wěn)定性。由于現(xiàn)階段富水砂層隧道施工中對于注漿技術工作的關注度還很不足，與此同時，隧道工程的砂層施工注漿與注漿材料、參數(shù)對比分析不具備應有的結構穩(wěn)定性、防水效果，注漿材料、參數(shù)對比分析強度和執(zhí)行力度不夠，施工穩(wěn)定和安全未能得到完善的保障。因此，施工中對于注漿技術的關注度不足一方面損害了工程應當具備的經(jīng)濟效益和使用功能，在注漿技術之中增加了不必要的資源和能源消耗。實踐中砂層施工注漿技術與注漿工藝存在許多問題，這個現(xiàn)象必須得到施工單位的重點關注，減少由于注漿材料、參數(shù)對比分析而導致的質(zhì)量缺陷，更好地保障注漿材料、參數(shù)對比分析的效益性和技術性、高效性。

2.2 注漿材料、參數(shù)設計復雜、操作水平偏低

實踐中富水砂泥巖隧道的施工難度大，常常出現(xiàn)掌子面坍塌、涌水突泥、洞內(nèi)變形收斂問題，注漿材料、參數(shù)設計復雜、操作水平偏低，容易出現(xiàn)拱頂沉降、拱腰收斂等問題，注漿技術帶來的安全問題必須在隧道工程實踐中得到及時解決，工作人員在施工中未能采取更加優(yōu)化的注漿技術措施，導致富水砂層隧道采取的施工措施未能發(fā)揮出應有的效果。另一個重要因素是富水砂層隧道施工注漿與上軟下硬地層施工之中工程存在質(zhì)量問題，如果注漿材料、參數(shù)對比分析不符合有關的要求和標準，在實施施工掘進中無法滿足工程的使用要求，降低了整個砂層施工注漿施工的質(zhì)量和隧道本身的承載性能。

3 強化隧道工程富水砂泥巖隧道施工質(zhì)量的策略

3.1 強化富水砂泥巖隧道工程施工過程管控

經(jīng)過討論研究，香山2 號隧道計劃采用的注漿工藝為：結合地層特點采用鉆桿后退式分段注漿、前進式分段注漿與水平袖閥管束分段注漿相結合的施工工藝，前進式注漿分段長度5~8m，鉆桿后退式注漿分段長度2~4m，水平袖閥管束注漿工藝為先鉆孔至終孔，然后在孔內(nèi)下入2~3 根φ25mm 水平袖閥管，實現(xiàn)分段注漿。注漿前鉆設3~5 個注漿孔對掌子面前方地層進行判別并確定注漿工藝。注漿材料以普通水泥-水玻璃雙液漿和硫鋁酸鹽水泥單液漿為主，普通水泥單液漿為輔，單液漿配比W∶C=（0.6~0.8）∶1，普通水泥-水玻璃雙液漿配比 W∶C=（0.8~1）∶1，C∶S=1∶1。注漿結束標準以壓力為主要控制標準，注漿終壓3~5MPa，現(xiàn)場根據(jù)實際注漿情況可進行調(diào)整。施工中強化富水砂泥巖隧道工程施工過程管控首先需要合理安排施工順序，做到土巖組合地區(qū)富水砂層隧道施工注漿技術的高質(zhì)量進行，在鉆孔之前對超前鉆孔進行注漿施工，帷幕注漿施工過程中采用潛孔鉆機成孔，注漿完成開挖，以超前探孔分辨弱水區(qū)或強水區(qū)，再分析監(jiān)測數(shù)據(jù)以確定鉆注順序，鉆孔和注漿過程中需要按照由外向內(nèi)、自上而下、間隔跳孔原則進行施工，科學合理地落實鉆孔注漿的排序原則，有效改善了圍巖的強度性質(zhì)，控制隧道收斂變形，提升富水砂泥巖隧道的施工質(zhì)量，強化隧道砂泥巖段施工技術效果。只有合理調(diào)整超前深孔注漿與帷幕注漿這兩種方案效果，在適當?shù)氖┕ざ尾捎萌滓淮巫{配合前進式分段注漿，才能做到有效控制洞內(nèi)變形問題，避免出現(xiàn)掌子面坍塌、涌水突泥、洞內(nèi)變形收斂現(xiàn)象，加強涌水段的導水排水，以高技術水準的集水坑的防滲防漏措施來滿足施工中所需要的注漿效果與工人技術要求，不斷增強注漿效果及注漿效率，并對隧道內(nèi)存在的滲漏水點采用回填注漿，技術人員需要更加科學合理的技術措施來提升注漿施工技術水平，優(yōu)化注漿效果，在工程施工過程中資深隧道專家和隧道處治專業(yè)注漿隊伍來進行研究，不斷調(diào)整土巖組合地區(qū)富水砂層隧道施工注漿技術方案，提高技術方案的適用性和科學性。總之，為了實現(xiàn)強化富水砂泥巖隧道工程施工過程管控的目標，土巖組合地區(qū)富水砂層隧道施工注漿需要強化砂層工程施工過程管控，避免頂部下沉變形，必須加強砂層施工注漿與上軟下硬地層施工環(huán)節(jié)的技術控制，重視注漿技術方案、注漿工藝的技術要求，實現(xiàn)土巖組合地區(qū)富水砂層隧道施工注漿技術的高質(zhì)量完工。（圖 2）

圖2 16m 注漿終孔斷面圖

3.2 落實隧道掘進施工和砂層施工注漿工作

為了落實隧道掘進施工和砂層施工注漿工作，首先需要重視信息監(jiān)測，把握施工過程中的信息反饋，以此為基礎科學化、合理化調(diào)整支護參數(shù)，注重同步注漿的量、注漿壓力、漿液配比、注漿順序等，根據(jù)實踐經(jīng)驗來實現(xiàn)掌子面變形、收斂等在合理范圍內(nèi)。在砂層施工注漿中使用合理技術和材料，在降低施工成本的基礎上能夠提升施工效率，采取不同的砂層施工注漿劑，施工人員在注漿技術的過程中，按照設計要求來落實注漿技術，具體問題具體分析，根據(jù)施工現(xiàn)場勘驗工作得出的實際信息來設計富水砂泥巖隧道的方案，實現(xiàn)更加合理、協(xié)調(diào)的作業(yè)措施，必須加強土巖組合地區(qū)富水砂層隧道施工注漿技術方案的調(diào)整力度，實現(xiàn)更加優(yōu)化的防水施工，做到土巖組合地區(qū)富水砂層隧道施工注漿技術的高質(zhì)量進行，隧道工程的施工過程中，必須重點監(jiān)控調(diào)整工程注漿技術方案和泄水降水、超前預加固措施，實現(xiàn)更加優(yōu)質(zhì)的結構穩(wěn)定性、防水效果，充分發(fā)揮注漿技術工作的效果，以嚴格的設計要求和施工規(guī)范來提升工程運作的效果和功能。首先，土巖組合地區(qū)富水砂層隧道施工注漿技術中施工注漿技術需要落實到位，做好嚴格的泄水降水、超前預加固措施，必須應用于隧道工程控制與管理過程中。隧道工程的施工過程必須重視落實前期的施工準備工作，優(yōu)化注漿技術方案[9]。

4 結語

香山2 號隧道左線出口富水砂泥巖出現(xiàn)掌子面坍塌、涌水突泥、洞內(nèi)變形收斂問題，水害是首要解決的問題，必須加強涌水段的導水排水，完善集水坑的防滲防漏措施，防止泥巖長時間被水浸泡發(fā)生軟化及微膨脹，同時加強班組管理，引進綜合處治專業(yè)隊伍，整體提高綜合處理能力。施工過程中加強監(jiān)控量測，熟悉掌握現(xiàn)場動態(tài)變化，同時加強超前地質(zhì)預報，每25 米做一次超前地質(zhì)預報以提高預報數(shù)據(jù)的準確性，加強沉降和收斂檢測，做到定崗定員。加強超前支護和初期支護，首先暫停掌子面的開挖，進行全斷面注漿固結，有效加固掌子面前方圍巖和周邊圍巖。加強工序循環(huán)，仰拱和二襯逼近掌子面，核心思想是及時成環(huán)，及時跟進仰拱和二襯。掌子面前方固結后采用微臺階推進，核心土開挖后及時封閉成環(huán)[10]。

綜上所述，富水砂層隧道施工必須重視注漿技術，施工過程中需要進行綜合考量和多方面的方案比選，在采用超前帷幕注漿工藝進行施工的過程中，需要對全斷面開挖輪廓線范圍進行注漿加固和止水，采取多方面的技術措施來防控涌砂涌泥涌水和塌方問題，經(jīng)過比對注漿方案來提升整體的技術水平[11]。另一方面，施工過程中技術人員需要重視信息監(jiān)測，把握施工過程中的信息反饋，以此為基礎科學化、合理化調(diào)整支護參數(shù)，增強隧道掘進安全施工過程中的牢固程度，實現(xiàn)科學合理的泄水降水、超前預加固，加速推進富水砂泥巖隧道的施工進程。