昝廷東

（中國水電顧問集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計研究院，貴州 貴陽 550001）

1 概述

重慶忠墊高速公路明月山隧道重慶境施工至YK5+398時，拱部發(fā)生坍方，形成長6m，寬10m，高2-10m的坍腔;拱部右側(cè)掌子面發(fā)生突水，水量達(dá)39m3/min,水質(zhì)較渾濁，水流夾帶泥灰?guī)r、碎石流出，粒徑5-10cm。該段處于雷口坡組與嘉陵江組的接觸帶，即將進(jìn)入富水性好、巖溶發(fā)育的嘉陵江組。隧道由南向北，穿越一由東向西水平徑流帶，徑流帶水通過斷層及前后破碎帶300m范圍向隧道補(bǔ)給地下水，影響范圍小為7～8公里，大至44.3公里，該段圍巖涌水更為復(fù)雜和嚴(yán)峻。初步判斷該段涌水為巖溶管道水，補(bǔ)給量大，短時間內(nèi)無法干涸，并對左洞施工有較大影響，為確保隧道施工順利進(jìn)行參建各方對明月山隧道的實際情況進(jìn)行了現(xiàn)場研究，確定了對隧道左洞K5+374（右洞YK5+398）段涌水實施注漿堵水，對右洞已開挖的部份地段實施加固注漿（掌子面50m范圍）后，對掌子面實施全斷面深孔預(yù)注漿堵水;對左洞已開挖的部份地段實施加固注漿（掌子面40m范圍）后，對掌子面實施全斷面深孔預(yù)注漿堵水的方案。

2 涌水段周邊地質(zhì)構(gòu)造

2.1 F1斷層

在該地區(qū)地表沿斜軸部發(fā)育一條走向斷層（F1），在三疊系雷口坡組下段灰?guī)r地層中并向深部延伸，傾角NW46～55°屬小型層間擠壓斷層，為逆斷層，隧道與該斷層相交。

2.2 擠壓破碎帶

在K5+515～+773和YK5+527～+782為斷層破碎帶及擠壓破碎帶，受構(gòu)造作用十分嚴(yán)重，圍巖巖體碎裂、呈角礫狀、土狀、鱗片狀松散結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性差;位于斷層下盤強(qiáng)烈擠壓帶屬巖溶較強(qiáng)發(fā)育帶，富水性好，地下水影響嚴(yán)重，隧道開挖后地下水易沿破碎帶上下層間接觸帶涌出，局部地下水呈股狀或大股狀產(chǎn)出，遇巖溶管道、溶洞將產(chǎn)生較大涌水或突水、突泥。該段圍巖穩(wěn)定性極差，易于坍塌，當(dāng)遇有地下水活動時，特別是涌水時，會發(fā)生大坍塌或滑移，側(cè)壁失穩(wěn)坍塌。

3 注漿目的、要求

注漿的目的是封堵地下水，加固隧洞周邊破碎圍巖及填充對隧洞結(jié)構(gòu)有影響的溶洞、溶蝕裂隙，并確保施工期安全。

4 注漿材料選擇

一般注漿工法應(yīng)根據(jù)注漿施工目的和地層的情況來選定漿液類型。選定恰當(dāng)?shù)臐{液，不僅對取得滿意的注漿效果至關(guān)重要，而且還直接影響注漿造價。所以必須在考慮堵水、加固等目的和受注地層的狀態(tài)的同時，考慮滿足所需目的而選定最適合的漿液。結(jié)合本工程灰?guī)r地層溶蝕裂隙、溶洞發(fā)育、巖石較破碎，地下水豐富的特點，考慮采用水泥系漿液富滲透性，既能充填大孔隙，又能填充微細(xì)空隙，強(qiáng)度較高，堵水效果好；并具有價格便宜，易操作的特點最終決定采用水泥漿液。

5 漿液的配合比

地層裂隙較寬、巖溶發(fā)育，為使?jié){液完好地充填孔洞和裂隙并與巖層較好的結(jié)合以達(dá)到預(yù)期的加固堵水效果，因而在漿液配比設(shè)計上，根據(jù)所注地層情況，漿液濃度(W／C)采用了 1：1、0.8：1、0.5：1 三個等級。

6 注漿孔布置

隧道掌子面深孔預(yù)注漿時，考慮現(xiàn)場施工場地限制，注漿孔布置由工作面向開挖方向呈傘形輻射，內(nèi)外環(huán)按梅花形排列，達(dá)到注漿充分、不留死角為目的。注漿孔的間隔約0.5～1.0m，布置方式如圖1所示。

7 注漿壓力確定

為了注入漿液，注漿壓力必須高于周邊地層水壓力。但兩者之差不宜太大。注漿壓力太高時，漿液就會注入注漿處理范圍以外，增加不必要的注漿投資。現(xiàn)場測得凈水壓力為0.8MPa，考慮注漿處理的范圍及目的，最終確定注漿終壓為1.5MPa。

8 注漿方案設(shè)計

注漿范圍：開挖輪廓線外5m；注漿段長：30m；注漿孔深；30-32m；注漿孔徑：75mm；注漿終壓：1.5MPa；漿液擴(kuò)散半徑：2.5m；終孔間距：1m～5m；開挖段長：25m。

止?jié){墻：預(yù)留5m已注漿段作止?jié){巖盤，第一次注漿循環(huán)采用砌筑6m厚C30砼作止?jié){墻。

注漿方式：采用分段前進(jìn)式注漿，段長為5～10m。

注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：單孔注漿壓力達(dá)到設(shè)計終壓，當(dāng)注入率≤10L/min時，延續(xù)10min，即可結(jié)束。

9 注漿設(shè)備

9.1 鉆孔設(shè)備：采用杭探SGZ-IIIA型鉆機(jī)。

9.2 注漿設(shè)備：采用杭探SGB9-12型灌漿泵，其壓力為 0～10MPa。

9.3 攪拌機(jī)：采用JJS-2B型漿液攪拌機(jī)。

9.4 其它：有儲漿桶，清水桶，孔口法蘭。球閥和泄?jié){閥等。它們與上述設(shè)備配套成注漿設(shè)備系統(tǒng)。

10 注漿工藝流程

10.1 注漿工藝流程(見圖2)；

10.2 鉆孔注漿施工操作要點

10.2.1 注漿孔定位、定向。采用經(jīng)緯儀、水平儀等在混凝土止?jié){墻上按設(shè)計的孔口坐標(biāo)參數(shù)定好相應(yīng)的孔位，并標(biāo)注孔口。

10.2.2 注漿作業(yè)順序：先外圈。后內(nèi)圈間隔鉆孔注漿。上方的大水區(qū)域先鉆孔注漿封堵，再鉆孔注漿封堵小水區(qū)域或無水區(qū)域。

10.2.3 異常情況的處理：在注漿鉆孔過程中發(fā)生突水及跑漿、竄漿現(xiàn)象。主要對策是：外部封堵結(jié)合間歇注入，并輔以改變漿液配比及加入摻合料；對竄漿孔則須重新鉆孔注漿。

10.3 注漿效果檢查、分析；

10.3.1 依據(jù)注漿壓力、注入量、注入時間和跑、竄漿情況，綜合分析和判斷單孔注漿效果。

10.3.2 全段注漿完畢后作鉆孔檢查，依據(jù)前述標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合各鉆孔鉆注作業(yè)狀況來分析和判斷檢查注漿質(zhì)量。

10.3.3 注漿段開挖后進(jìn)行直觀檢查，了解漿液在地層的擴(kuò)散、充填和固結(jié)狀況，以及堵水和加固效果。

10.4 注漿后開挖要求：嚴(yán)格控制注漿后的開挖，是鞏固注漿效果的最后一“關(guān)”。

10.4.1 必須采用對圍巖弱擾動的開挖方法。

10.4.2 必須留足下段止?jié){巖墻厚度（5～6m），嚴(yán)禁超長度開挖，以防止下段注漿達(dá)不到設(shè)計壓力。

11 注漿拖工注意事項

注漿結(jié)束后的耐久效果在很大程度上取決于漿液的水灰比。水是漿液流動必不可少的條件，但如果過量，部分水分就會從漿液中析出，導(dǎo)致水泥充填物連續(xù)性的中斷，形成空囊、水泡及泌水通道。這種裂隙的不完全充填會導(dǎo)致泌水通道不停的滲水，以至存在漿體被逐漸沖刷掉的危險。最佳水灰比的選擇應(yīng)基于經(jīng)驗與現(xiàn)場觀察，一旦注漿開始，隨后的配比稠度取決于該孔的吸漿情況。根據(jù)經(jīng)驗，當(dāng)裂隙相對較寬，起始水灰比通常為1：1。當(dāng)注漿開始后。必須考慮漿液配比是否需要變稠。如果起始漿液的灌注較慢。則很明顯。更稠的漿會過早的堵塞裂隙。所以此時應(yīng)堅持注起始漿液；直至不能再注入漿液為止。然而，如果孔內(nèi)進(jìn)漿速率適中。則下步應(yīng)采用較稠的漿液，如果表明有大裂隙或孔洞，那下幾步則要用更稠的漿液。

按照常規(guī)間隔時間，每隔15min進(jìn)行吸漿量的比較，理想情況是吸漿量逐漸減少，直到吸漿停止。若情況不是這樣，則會有：

(1)延時等量進(jìn)漿，最初15rain的進(jìn)漿量連續(xù)不變，如三段時間內(nèi)不見減少，則應(yīng)穩(wěn)定地注較稠的漿液，這樣灌漿質(zhì)量會更好(更好的耐久性)。

(2)進(jìn)漿量突然減少，則要檢查注漿管路是否堵塞。

(3)吸漿量突然增加，除了及時采用變稠漿液以外，還應(yīng)根據(jù)地勘資料及時判斷出是否因為漿液注到溶洞、溶孔、溶槽中了，否則應(yīng)減少注漿壓力。

12 施工對注漿效果的檢驗

在該段開挖施工中，發(fā)現(xiàn)斷層破碎帶段注漿漿體成脈狀，充填密實，漿液在寬縫中滲透的距離較遠(yuǎn)，窄縫中滲入的較近；溶槽、溶洞、溶孔段充填注漿效果良好，強(qiáng)度較高。施工中有少量滲漏水，巖體經(jīng)注漿加固后，自穩(wěn)性較好。該隧道現(xiàn)已順利通車。

結(jié)束語

在工程實踐中，作者認(rèn)為注漿施工的關(guān)鍵：①要有準(zhǔn)確的地質(zhì)勘查報告；②漿液和注漿工法的合理選用；③良好的注漿施工管理；④注漿效果的檢查和分析；⑤嚴(yán)格控制注漿后的開挖支護(hù)。在巖溶地區(qū)隧洞施工中，由于巖層的不均一性，注漿加固堵水的實際范圍很難做到與設(shè)計一致；巖層的吸漿量也很難準(zhǔn)確預(yù)估；實際注漿的效果檢查通過儀器也只能進(jìn)行個別點的檢查，很難在注漿過程中準(zhǔn)確、全面了解注漿的真正效果，只能依靠工程經(jīng)驗。要做到經(jīng)濟(jì)合理、準(zhǔn)確地達(dá)到預(yù)定目標(biāo)的注漿施工還需要做很多工作。

[1]常師斌，深孔注漿技術(shù)在軟弱圍巖隧道施工中的應(yīng)用[J].