邴春偉

中交路橋建設(shè)有限公司總承包分公司

超前帷幕注漿技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用分析

邴春偉

中交路橋建設(shè)有限公司總承包分公司

隨著社會的進(jìn)步和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們在出行的便捷方面的要求越來越高，這就促使很多基礎(chǔ)公共設(shè)施的建設(shè)。而隧道是一種埋設(shè)在地層之內(nèi)的工程建筑物，是利用地下空間設(shè)置交通基礎(chǔ)設(shè)施的一種形式。在隧道施工當(dāng)中非常容易出現(xiàn)坍塌和突水之類的問題，而利用帷幕注漿技術(shù)能夠在一個(gè)特定范圍內(nèi)的圍巖縫隙將水?dāng)D出，從而形成具備較大強(qiáng)度的一種混合漿體，繼而形成水帷幕而起到止水的功能。本文結(jié)合某隧道工程的施工實(shí)例，對帷幕技術(shù)施工的過程進(jìn)行了分析，以期為我國隧道施工工程技術(shù)水平的提升提供良好的工作思路。

隧道工程；施工技術(shù)；帷幕注漿技術(shù)應(yīng)用

目前，隧道工程已經(jīng)逐漸被應(yīng)用在了地下施工項(xiàng)目當(dāng)中，而隨著隧道工程在規(guī)模和數(shù)量上的逐漸擴(kuò)大，出現(xiàn)的問題也越來越多，施工的難度也顯得更大。所以，將現(xiàn)代高新技術(shù)應(yīng)用在隧道工程的建設(shè)當(dāng)中顯得尤為重要。超前帷幕注漿技術(shù)(下文簡稱為帷幕注漿技術(shù))是注漿施工技術(shù)的一個(gè)分支，其應(yīng)用主要是通過氣壓或者液壓，結(jié)合工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，把漿液依據(jù)特定的濃度經(jīng)過注漿孔而壓送到巖土層當(dāng)中，繼而對巖土層當(dāng)中得到裂隙等加以填補(bǔ)，達(dá)到巖土力學(xué)性能提升的作用，為工程質(zhì)量提供保障。

1、工程概況

本文結(jié)合某隧道工程的施工實(shí)例，對帷幕注漿技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。該隧道的總長是803.34米。而隧道開挖斷面的尺寸是6.02*4.98米。這個(gè)隧道的圍巖由砂巖、泥質(zhì)砂巖和泥巖等主要類型的土層組成，砂巖是相對富水層。所以河水位之下的泥質(zhì)砂巖的接觸帶非?？赡軙纬赏凰蛘咛那闆r。為了保證隧道施工過程的安全，相關(guān)設(shè)計(jì)人員和工程管理人員經(jīng)過分析和探討，最終決定采用帷幕注漿的技術(shù)針對該隧道工程加以處理。

2、漿液選擇

我們利用超前探孔的形式對隧道當(dāng)中的實(shí)際情況加以勘測，結(jié)合勘測的結(jié)果所顯示的地質(zhì)條件以及涌水的狀況，施工管理人員決定采取水泥-水玻璃形式的漿液。而漿液所對應(yīng)的配合比是一種決定注漿效果的關(guān)鍵性因素。通過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，該工程最終將水泥和水玻璃的配合的體積比確定為1：0.5到1：1。

3、選擇注漿參數(shù)

依據(jù)工程整體的設(shè)計(jì)需求，注漿范圍應(yīng)該是開挖輪廓線之外三米。將循環(huán)注漿段長度嚴(yán)格控制在二十米，而注漿終孔的間距依據(jù)漿液擴(kuò)散半徑的1.5到1.6倍加以確定，通常都是兩到三米。而該隧道工程所選取的注漿終孔的間距是三米。該隧道中的涌水壓力是0.45兆帕，通常情況之下，應(yīng)該將注漿最終壓力嚴(yán)格控制在1.5到4兆帕之間。結(jié)合該工程項(xiàng)目的中土層的實(shí)際狀況，所以最終將注漿壓力確定成1.8兆帕。注漿總量要依據(jù)巖體的孔縫率，以及漿液所具備的充填率加以估算和確定[1]。

4、帷幕逐漸技術(shù)應(yīng)用

4.1 帷幕注漿的施工工藝流程

該隧道工程所實(shí)施達(dá)的帷幕注漿施工，經(jīng)過研討將具體施工工藝的流程確定為：孔位標(biāo)注、臺車就位、鉆孔方向的確定、鉆孔、孔口管的設(shè)置、注漿以及效果檢測。

4.2 止?jié){墻施工建設(shè)

在對混凝土止?jié){墻加以施工建設(shè)的過程當(dāng)中，最為重要的應(yīng)該就是對止?jié){墻設(shè)置的厚度加以確定。要是出現(xiàn)了止?jié){墻厚度太小的情況，就不能達(dá)到注漿所需要的壓力，而且也不能保證施工過程的安全性。而要是起厚度太大，就會對資源形成浪費(fèi)，而且還會對鉆孔施工的速度造成一定的影響。在通常狀況之下，應(yīng)該結(jié)合最大注漿壓力、注漿材料強(qiáng)度以及隧道開挖斷面大小等因素對止?jié){墻厚度加以綜合分析和考慮。本文所提及的隧道工程所應(yīng)用的止?jié){墻是平面型的混凝土止?jié){墻。結(jié)合該工程的實(shí)際情況來說，最終將混凝土止?jié){墻的厚度確定為三米，注漿材料則采用C20強(qiáng)度的混凝土。

4.3 孔口管的埋設(shè)

在對孔口管加以埋設(shè)的過程當(dāng)中應(yīng)該保證其具有牢固和密實(shí)的特性，從而保證不會發(fā)生漏漿或者串漿等問題。在該隧道工程當(dāng)中對孔口管實(shí)施的埋設(shè)過程，要先利用鉆機(jī)實(shí)施鉆孔作業(yè)，而鉆孔的長度應(yīng)該控制為3.2米。然后再將三米長的長孔口管插入到鉆孔之內(nèi)，長孔口管外露部分的長度應(yīng)該在20到30厘米之間。接下來在注漿管孔口位置利用膠泥以及麻絲之類的材料對其加以纏繞，繼而保證注漿孔口管跟孔壁之間能夠?qū)崿F(xiàn)充分的塞緊[2]。這就實(shí)現(xiàn)了注漿管固定步驟的完成。而在膠泥凝固到一定程度以后，就可以開始實(shí)施帷幕注漿的步驟了。

4.4 鉆孔

在實(shí)施鉆孔工作以前，應(yīng)該結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙當(dāng)中的具體要求對孔位加以確定。依據(jù)相關(guān)規(guī)范當(dāng)中的要求，實(shí)際施工所形成的孔位跟設(shè)計(jì)孔位間的偏差要控制在五厘米之內(nèi)，而且偏角應(yīng)該符合設(shè)計(jì)方案的要求。通常情況之下，在每鉆進(jìn)一定的長度以后，就要對孔位加以一次檢查，如果發(fā)生了偏差問題應(yīng)該加以及時(shí)的修正?？孜凰幬恢孟鄳?yīng)的偏移量要控制在三十厘米之內(nèi)。而在實(shí)施鉆孔工作的時(shí)候，要依據(jù)從外到內(nèi)的基本順序?qū)嵤ａ槍ν蝗χ畠?nèi)的鉆孔，要利用間隔的方式加以施工。在鉆進(jìn)的過程當(dāng)中，要是出現(xiàn)了涌水，亦或是卡鉆之類的問題，就應(yīng)該立刻停止鉆進(jìn)，然后對鉆孔加以清理以后才能繼續(xù)進(jìn)行。在鉆孔的過程當(dāng)中應(yīng)該對一些相關(guān)的數(shù)據(jù)信息加以良好的記錄，從而為后續(xù)的工作提供保障。

4.5 制漿

依據(jù)工程設(shè)計(jì)方案當(dāng)中的配合比，對漿液加以合理的配制。在對水泥漿液加以配制的過程當(dāng)中，應(yīng)該嚴(yán)格禁止有其它的雜物混入到漿液當(dāng)中。而在水泥-水玻璃形式的漿液攪拌配置完成以后，要對其加以過濾，然后將過濾后的漿液灌入存漿槽之內(nèi)。而配置完的漿液要在規(guī)定的時(shí)間之內(nèi)使用完畢，如果超過規(guī)定的時(shí)間就應(yīng)該將其廢棄，以免影響到注漿的效果。

4.6 壓水實(shí)驗(yàn)

在實(shí)施帷幕注漿的施工過程當(dāng)中應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的壓水實(shí)驗(yàn)，本文所提及的隧道工程當(dāng)中采取的壓水方法是雙塞正水法。在實(shí)施壓水實(shí)驗(yàn)的過程當(dāng)中，要在孔口管中的回水管上面設(shè)置一塊壓力表。而依據(jù)設(shè)計(jì)要求，實(shí)驗(yàn)的壓力應(yīng)該控制在靜水壓力的一點(diǎn)五倍到兩倍之間。實(shí)驗(yàn)進(jìn)程當(dāng)中要定時(shí)對流量以及壓力加以觀察，通常應(yīng)該將間隔時(shí)間設(shè)置為十分鐘。壓水實(shí)驗(yàn)最終結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)是：壓力以及流量都維持在一個(gè)相對穩(wěn)定的狀態(tài)，而且針對流量實(shí)施的連續(xù)四次觀察所呈現(xiàn)的最大值跟最小值之間的差距應(yīng)該小于百分之十。在達(dá)到了實(shí)驗(yàn)結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)后，就可以停止實(shí)施壓水實(shí)驗(yàn)，同時(shí)將實(shí)驗(yàn)當(dāng)中最終的流量確定成計(jì)量流量。

4.7 鉆孔的清洗

在針對鉆孔實(shí)施注漿步驟以前，要先對鉆孔加以沖洗，將其中所存在的各種雜物徹底清理干凈。在本文所提及隧道工程當(dāng)中我們采用的是壓力突然上升和下降的沖洗方式。在沖洗后出水管的水呈現(xiàn)出較為潔凈的狀態(tài)時(shí)，并且保持十分鐘以上，總沖洗時(shí)間高于三十分鐘之后，就可以確定鉆孔的清洗工作已經(jīng)完成[3]。

4.8 注漿的順序以及速度

在這個(gè)隧道工程當(dāng)中我們在注漿施工當(dāng)中利用的是自外向內(nèi)的注漿順序。通常情況之下，應(yīng)該先試試無水孔注漿的施工，繼而對有水孔實(shí)施注漿工作。在無水的地段當(dāng)中應(yīng)該依據(jù)從拱角先開始的順序?qū)嵤┳{工作，而且也可以依據(jù)從拱頂先開始注漿的順序。通常情況之下應(yīng)該結(jié)合注漿出水量大小的呈現(xiàn)對注漿的速度加以確定。而注漿過程通常都是利用從快到慢的速度變化形式進(jìn)行。

4.9 注漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)合工程施工的相關(guān)要求，在帷幕注漿的施工過程當(dāng)中，是結(jié)合注漿的壓力以及注漿量等數(shù)據(jù)實(shí)施注漿的具體施工。在進(jìn)行注漿的時(shí)候，注漿的壓力會逐漸上升，而在注漿的壓力達(dá)到了設(shè)計(jì)的最終壓力之后，同時(shí)在這個(gè)狀態(tài)之下保持十分鐘以上的情況之下，就可以基本認(rèn)為這個(gè)鉆孔的注漿工作達(dá)到了相應(yīng)的施工標(biāo)準(zhǔn)。而在單孔注漿量跟設(shè)計(jì)的注漿量基本上相等的時(shí)候，且注漿結(jié)束的時(shí)候所呈現(xiàn)的注漿量是20-30L/min之下，就可以對這個(gè)鉆孔停止注漿工作了。

在注漿工作完成以后，要對注漿的效果加以檢查。一般情況之下，每個(gè)注漿的循環(huán)要設(shè)置四個(gè)檢查孔，從而對注漿充填的狀況加以檢查。針對檢查孔的深度來說，應(yīng)該結(jié)合注漿加固的具體范圍來確認(rèn)。

5、注漿施工的判斷標(biāo)準(zhǔn)

注漿施工最終效果的判定標(biāo)準(zhǔn)是在嚴(yán)重破碎帶中的檢查孔出水量要比0.2L/min小，而且任何一個(gè)檢查孔所呈現(xiàn)的出水量都要比10L/min要小。而在一般地段，檢查孔呈現(xiàn)的出水量要比0.4L/min小，而任何一個(gè)檢查孔所呈現(xiàn)的出水量則要比10L/min小[4]。

結(jié)束語

本文結(jié)合某隧道工程施工過程的實(shí)際例子，對這個(gè)隧道中圍巖所呈現(xiàn)的突水和坍塌的狀況，應(yīng)用帷幕注漿的技術(shù)方法進(jìn)行了處理。通過對其加以注漿處理之后，講過檢測發(fā)現(xiàn)其注漿效果可以滿足相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，這就證明了本文所采用注漿施工的可行性，能夠?yàn)橥N類型的工程所借鑒和參考。相關(guān)從業(yè)人員應(yīng)該積極探索，對國外的一些相關(guān)應(yīng)用技術(shù)加以借鑒，結(jié)合我國隧道工程的實(shí)際情況，制定出更為科學(xué)合理的施工方案，為我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行業(yè)提供源源不斷的動(dòng)力。

[1]易星.超前帷幕注漿技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用[J].工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，2017，(01)：47-50.

[2]陳大偉.帷幕注漿技術(shù)在高速公路隧道施工中的應(yīng)用研究[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2016，(06)：243-244.

[3]陳曉琴.超前帷幕注漿技術(shù)在客運(yùn)專線鐵路隧道施工中的應(yīng)用[A].上海市土木工程學(xué)會、上海隧道工程股份有限公司.地下工程施工與風(fēng)險(xiǎn)防范技術(shù)——2007第三屆上海國際隧道工程研討會文集[C].上海市土木工程學(xué)會、上海隧道工程股份有限公司，2007：4.

[4]劉志廣.帷幕注漿技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用[J].華東公路，2016，(02)：35-36.