王小川

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

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隧道巖溶富水區(qū)帷幕注漿堵水技術(shù)探討

王小川

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

主要討論了隧道巖溶富水區(qū)帷幕注漿堵水技術(shù)的相關(guān)問題，并結(jié)合實(shí)際案例，對該案例中的富水區(qū)帷幕注漿堵水技術(shù)的基本流程做討論。對技術(shù)人員而言，在帷幕注漿堵水過程中，需要正確認(rèn)識本工程的質(zhì)量管理要求，再結(jié)合多種先進(jìn)技術(shù)，開展有效的帷幕注漿堵水測試，保證相關(guān)技術(shù)措施具有有效性，最終推動工程施工能力的提升。

隧道熔巖富水區(qū)；帷幕堵水技術(shù)

1 工程簡介

該工程位于我國南方某地區(qū)，起止里程為DK1+560～DK5+610，全長為4 050 m，隧道進(jìn)口365 m、出口294 m，其與洞身屬于直線段。從地質(zhì)結(jié)構(gòu)來看，隧道近垂直穿越中梁山脈，屬剝蝕低山地貌，隧道最大埋深280 m，地勢陡峻，施工難度較大。

2 帷幕注漿工藝

(1)帷幕注漿工藝原理

在帷幕注漿施工中，主要通過在掌子面設(shè)置注漿孔，再向孔內(nèi)注入水泥漿液。當(dāng)漿液擠出時，充分開挖斷面并清除周圍巖峰中的水分，保證裂縫能被漿體充實(shí)填充，最終行為止水帷幕。

(2)帷幕注漿施工流程

在該項(xiàng)目施工中，制定了嚴(yán)格的帷幕注漿施工流程。

3 選擇注漿材料

(1)單液水泥漿類漿液

水泥是單液水泥漿類漿液的核心，通過向其中添加一定量的速凝劑，調(diào)制成相應(yīng)漿液。該漿液具備以下幾種特點(diǎn)：

①可根據(jù)施工要求隨機(jī)調(diào)整凝結(jié)時間，其變化范圍可以由幾分鐘增加至幾小時；②漿液結(jié)實(shí)率大于98%，抗壓程度為(8±2)MPa，且在施工后期，其強(qiáng)度指標(biāo)不容易下降；③具備良好的抗?jié)B性；④難以注入寬度小于等于0.2 mm的巖溶縫隙；⑤價格便宜。

(2)水泥一水玻璃類漿液

水泥、水玻璃是水泥一水玻璃類漿液的主要組成部分，兩種材料按照特定的比例注入，若有特殊要求，可以適當(dāng)添加磷酸氫二鈉做緩凝劑。該材料的用途廣泛，屬于良好的注漿材料，并具備以下幾種特點(diǎn)：

①價格適中；②抗壓強(qiáng)度更高，達(dá)到(13±7)MPa，但后期受水玻璃的影響，強(qiáng)度會相應(yīng)降低；③漿液結(jié)石率高，其滲透系數(shù)為10-3mcm/s，具備良好的抗?jié)B透性；④難以注入寬度小于等于0.2 mm的巖溶縫隙；⑤可以采用雙液方式注入，操作工藝更加簡單。

4 確定注漿參數(shù)

(1)確定注漿范圍

在該工程中，技術(shù)人員充分認(rèn)識到帷幕注漿的作用，并結(jié)合本工程的實(shí)際情況，將注漿范圍確定為隧道開挖輪廓線外的5 m處。

(2)確定注漿壓力

注漿壓力是影響注漿效果的重要因素，對漿液擴(kuò)散、裂隙充填等產(chǎn)生重要影響。因此，在確定注漿壓力時，要保證：注漿壓力>靜水壓力/地層阻力，最終達(dá)到提高帷幕體加固圈厚度的目的，但也要避免出現(xiàn)嚴(yán)重的原材料浪費(fèi)現(xiàn)象。

(3)注漿孔與注漿段

在該項(xiàng)目施工中，以ZYG-150型鉆機(jī)開展鉆孔施工，每循環(huán)注漿段的長度為40±10 m。在施工過程中，要保證漿液能充分?jǐn)U散到所有的巖層裂隙中。因此，在設(shè)置注漿孔與注漿段時，可以以隧道中軸線為核心，呈傘形綜合布置。

5 帷幕注漿

(1)止?jié){巖盤

止?jié){巖盤的止?jié){效果，對帷幕注漿的整體性能產(chǎn)生決定性影響。在該項(xiàng)目中，根據(jù)圍巖情況預(yù)留不同的止?jié){巖盤，其主要標(biāo)準(zhǔn)為：結(jié)構(gòu)完好的Ⅲ，止?jié){巖盤厚度為3 m；Ⅳ級圍巖，預(yù)留4 m止?jié){巖盤；Ⅴ級圍巖，預(yù)留5 m止?jié){巖盤。該項(xiàng)目應(yīng)用這種施工方法后，有效保證了注漿效果，為加快施工進(jìn)度奠定基礎(chǔ)。

(2)埋設(shè)孔口管

在施工過程中，為保證固結(jié)效果良好，而開展孔口管埋設(shè)處理。其埋設(shè)方法為：①先通過YQ-100沖擊式鉆孔機(jī)，鉆3.2 m；②插入3 m長、φ108的孔口管，并外漏(25±5)cm；③用麻絲填充管壁與孔口的接觸位置，再向孔口管內(nèi)注入漿液固結(jié)。

(3)鉆孔

先在掌子面設(shè)置注漿孔位置(可用色彩鮮明的油漆等進(jìn)行標(biāo)識)，再移鉆機(jī)，將鉆頭對準(zhǔn)孔位，按照既定設(shè)置的角度調(diào)整鉆機(jī)角度，并固定。在整個開孔過程中，要做到速度慢、輕加壓。同時，重視制作鉆孔記錄，其基本內(nèi)容應(yīng)包括：孔號、進(jìn)孔等。在整個鉆孔過程中，若發(fā)現(xiàn)單孔出水量不大于30 L/min，可繼續(xù)鉆孔；若單孔出水量大于30 L/min，要立即停止并注漿。

(4)制漿

根據(jù)選定的漿液配合比參數(shù)確定漿液比例，在水泥漿拌制結(jié)束之后，使用1 mm×1 mm網(wǎng)篩充分過濾漿液，并將過濾的漿液置入葉片式攪拌機(jī)中進(jìn)行攪拌，保證蕉葉均勻。

(5)注漿順序與速度

在注漿施工中，其注漿原理主要為：先外圈、再內(nèi)圈，在同一圈中，自下而上進(jìn)行操作。在注漿過程中，發(fā)現(xiàn)孔涌量大于等于50 L/min時，注入速度應(yīng)該為(120±30)L/min；當(dāng)涌水量小于50 L/min時，注入速度應(yīng)該為(50±30)L/min。

(6)注漿方式

在該項(xiàng)目施工中，采取全孔一次壓入式注漿與分段前進(jìn)式注漿。當(dāng)整個鉆孔過程未發(fā)現(xiàn)涌水，則“一鉆到底”，采取全孔一次壓入式注漿；若在施工中出現(xiàn)涌水，則停止注漿，采取分段前進(jìn)式注漿。

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2015-05-05

王小川(1974-)，男，貴州遵義務(wù)川人，高級工程師，研究方向：公路施工。

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1008-3383(2015)09-0141-01