賀常元 羅榮鳳 湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 湖南 衡陽 421001

注漿加固在隧道出口地基加固中的應(yīng)用

賀常元 羅榮鳳 湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 湖南 衡陽 421001

本文介紹了隧道出口基底注漿加固的目的、作業(yè)條件、施工工藝、注漿效果檢查及安全環(huán)保措施。

隧道基底注漿加固方案；工藝；措施;質(zhì)量；安全；環(huán)保

1 注漿目的

某隧道出口段為物探異常區(qū)和基底采空區(qū)，為提高基礎(chǔ)承載力，避免基礎(chǔ)下沉，設(shè)計(jì)采用花鋼管注漿加固處理。出口段采用外徑89mm，壁厚5mm的熱軋無縫鋼花管注漿加固，注漿寬度為隧底開挖輪廓線外范圍，注漿深度隧底以下15m。

2 基底注漿施工方案

2.1 作業(yè)條件

注漿用水采用自打深井水(已送檢合格)；注漿用的水泥采用普通硅酸鹽水泥，水泥強(qiáng)度等級為42.5級，水泥保持新鮮，不超過出廠日期3個(gè)月，受潮結(jié)塊者不得使用；水泥的各項(xiàng)指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，并附有水泥出廠報(bào)告。注漿設(shè)備主要包括鉆機(jī)、注漿泵、攪拌機(jī)、混合器、止?jié){塞、篩網(wǎng)、注漿管、孔口蓋及配套儀表等。勞動(dòng)力配置結(jié)合工期、工點(diǎn)具體特點(diǎn)合理配置。

2.2 施工工藝

2.2.1 注漿工藝流程如圖1所示：

圖1 注漿處理施工工藝流程

2.2.2 施工工藝、施工方法

施工準(zhǔn)備→布孔位圖→測量放線→鉆孔、清空→檢查巖芯→注漿（砂）→封孔→注漿完成。

2.2.2.1 定孔位：根據(jù)設(shè)計(jì)要求標(biāo)出注漿孔位置，并復(fù)測。注漿孔采用外徑φ89熱軋無縫鋼管，壁厚5mm，間距按1.5×1.5m梅花形布置。

2.2.2.2 鉆機(jī)與注漿設(shè)備就位：注漿孔位標(biāo)定后，移動(dòng)鉆機(jī)至鉆孔位置，完成鉆機(jī)就位；鉆機(jī)就位后，用傾斜尺、水平尺等工具調(diào)整鉆機(jī)角度，安裝牢固，定位穩(wěn)妥。

2.2.2.3 鉆進(jìn)：將鉆桿對準(zhǔn)所標(biāo)孔位，用φ100鉆頭孔鉆進(jìn)，保證開孔直徑≮110mm。開孔時(shí)要輕加壓、慢速、大水量，防止將孔開斜；鉆進(jìn)至一定深度，采用套管護(hù)壁；加固深度為隧道基底以下5～15m即孔深潛入基巖5～15m，終孔直徑≮91mm；鉆進(jìn)過程中應(yīng)注意觀察地層變化，詳細(xì)作好鉆孔記錄。

2.2.2.4 注漿工藝：注漿采用孔口封閉注漿法，先注漿基巖后，再注巖層面與土層接觸面。封孔示意圖詳見圖2。

圖2

試泵：開泵前先將三通轉(zhuǎn)芯閥調(diào)到回漿位置，待泵吸水正常時(shí)，將三通回漿口慢慢調(diào)小，泵壓徐徐上升，當(dāng)泵壓達(dá)到預(yù)定注漿壓力時(shí)，持續(xù)二、三分鐘不出故障，即可結(jié)束；安裝注漿管和止?jié){塞，鉆孔完畢，進(jìn)行清孔檢查，在確認(rèn)沒有坍孔和探頭石的情況下，方可下管。否則，必須用鉆機(jī)進(jìn)行掃孔；壓水試驗(yàn)：壓水壓力由小逐漸增大到預(yù)定注漿壓力，并持續(xù)10min；漿液配制：水泥漿液水灰比為0.8∶1～1∶1，按設(shè)計(jì)要求的水灰比用高速拌漿機(jī)拌合水泥漿液。

2.2.2.5 注漿：①注漿管路系統(tǒng)的試運(yùn)轉(zhuǎn)：用1.5～2倍于注漿終壓對系統(tǒng)進(jìn)行吸水試驗(yàn)檢查，并接好水、電；檢查管路系統(tǒng)能否耐壓，有無漏水；檢查管路連接是否正確；檢查設(shè)備機(jī)況是否正常；使設(shè)備充分熱身。試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為20min； ②注漿順序：按出入口錐體坡腳向線路中心的順序進(jìn)行，先兩側(cè)后中間，以保證注漿質(zhì)量；③注漿壓力控制：注漿壓力為0.5～2MPa最大壓力不大于2MPa，灌漿過程中，灌漿壓力的控制采用“一次升壓法”；④注漿應(yīng)采用促凝的外加劑，減少擴(kuò)散面積；⑤壓漿過程中要巡察承臺(tái)附近或更遠(yuǎn)處是否有冒漿現(xiàn)象發(fā)生，遇此情況應(yīng)暫停壓漿，待水泥漿凝固后再壓漿；⑥如巖溶頂板巖石破碎或遇溶洞及巖溶很發(fā)育，加大注漿厚度。

2.2.2.6 當(dāng)注漿達(dá)到下列標(biāo)準(zhǔn)之一時(shí)，可結(jié)束該孔注漿：①注漿孔口壓力維持在0. 2MPa左右，吸漿量不大于5L/min，維持10min；②冒漿點(diǎn)已出注漿范圍外3～5m時(shí)；③單孔注漿量達(dá)到平均注漿量的1.5～2.0倍，且進(jìn)漿量明顯減少時(shí)，當(dāng)達(dá)不到上述標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)清孔再次注漿。

2.2.2.7 提管、回填：注漿完成后應(yīng)立即拔管，若拔管不及時(shí)，漿液會(huì)把注漿管凝固住而造成拔管困難。拔管時(shí)使用拔管機(jī)。每次上拔高度為500mm。拔出管后，及時(shí)刷洗注漿管，以便保持清潔、通暢。拔出管后留下的孔洞，及時(shí)用水泥砂漿封孔。

2.2.2.8 封孔：①注漿結(jié)束拔出套管后，用C15砼封孔，封孔時(shí)必須邊灌邊插搗，確?？變?nèi)密實(shí)。嚴(yán)禁不封孔或假封孔，以致人為形成豎向水力通道，加重路基巖溶病害；②封孔完成后，在原孔位處標(biāo)注注漿孔號(hào)，要求字跡工整、清晰。注漿原始記錄整編。

2.2.2.9 注漿原始記錄整編：每個(gè)注漿作業(yè)工班在注漿施工過程中，都必須邊施工邊記錄，當(dāng)天的注漿施工記錄必須當(dāng)天整理完成，不得積壓或遺漏；注漿原始記錄是竣工文件的重要組成部分，各記錄人員應(yīng)本著認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，做到字跡工整、資料整潔無誤，填寫規(guī)范齊全；應(yīng)及時(shí)按要求做好注漿資料的統(tǒng)計(jì)與匯總（包括注漿孔號(hào)、孔數(shù)及注漿量等）。

2.2.2.10 試驗(yàn)檢測:為正確的檢測注漿效果，準(zhǔn)確驗(yàn)證各項(xiàng)施工參數(shù)，在試驗(yàn)段檢測時(shí)加大檢測項(xiàng)目與力度，注漿前后，物探成果資料對比，檢查注漿效果；注漿前后，鉆孔注水試驗(yàn)的單位長度吸水量對比，檢查注漿效果，注漿后單位吸水量小于注漿前吸水量的3～5%，且沒有明顯漏水現(xiàn)場；鉆孔檢查，檢查孔數(shù)的5%，根據(jù)取芯漿液充填情況直觀判斷注漿效果；注漿觀察，冒漿點(diǎn)在路基范圍之外3～5m時(shí)，可視路基范圍巖溶通道堵塞完畢。

2.3 質(zhì)量記錄及注漿效果檢查

2.3.1 水泥等注漿材料的試驗(yàn)記錄。

2.3.2 注漿施工記錄。

2.3.3 注漿前后，物探成果資料對比，檢查注漿效果。

采用標(biāo)貫法和觸探法對注漿前后的土體、樁體分別進(jìn)行測試，檢查注漿效果。

2.3.4 注漿前后，鉆孔注水試驗(yàn)的單位長度吸水量對比，檢查注漿效果。注漿后單位長度吸水量應(yīng)小于注漿前吸水量的3%～5%，且不存在明顯漏水現(xiàn)象，視為合格。

2.3.5 鉆孔檢查，檢查孔數(shù)為5%，根據(jù)取芯漿液充填情況直觀判斷注漿效果。

3 安全、環(huán)保措施

3.1 安全操作要求

操作人員必須持證上崗。鉆機(jī)操作工、注漿泵司泵人員應(yīng)具有熟練的操作技能并了解施工的全過程。

機(jī)械、電氣設(shè)備必須達(dá)到國家安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)；施工中若發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)異常，應(yīng)立即關(guān)閉電源進(jìn)行檢修。

機(jī)電設(shè)備應(yīng)固定就位，不可隨意搬動(dòng)，電動(dòng)部分應(yīng)設(shè)置網(wǎng)罩，電箱電線應(yīng)懸掛。

注漿過程中應(yīng)避免高壓噴嘴接頭斷開或軟管破裂導(dǎo)致漿液噴射、軟管甩出引發(fā)安全事故。

施工中鉆機(jī)應(yīng)置于平整堅(jiān)實(shí)的地面上，鉆機(jī)移位時(shí)應(yīng)平穩(wěn)并保持挺桿垂直，防止傾斜倒塌。

3.2 環(huán)保措施

3.2.1 水泥和粉煤灰等細(xì)顆粒散體材料，應(yīng)遮蓋存放，運(yùn)輸時(shí)防止遺撒、飛揚(yáng)。

3.2.2 化學(xué)注漿時(shí)應(yīng)避免漿液對地下水源及周圍環(huán)境的污染。

3.2.3 廢棄的砂料及水泥袋等包裝物及時(shí)清理，不得隨處拋撒。施工機(jī)具應(yīng)采取降低噪聲措施，減少擾民。

[1]朱永全 主編.隧道工程 [M].北京:中國鐵道出版社,2011年

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.24.031

賀常元（1969—）女，碩士，副教授，主要從事鐵道工程施工、檢測、管理與教學(xué)和研究工作。