李澤雄

湖南尚上市政建設(shè)開發(fā)有限公司 湖南長沙 410000

本項注漿加固技術(shù)介紹了有關(guān)于隧道在節(jié)理裂隙不發(fā)育的巖層內(nèi)，普通注漿無法達(dá)到效果時，采用雙套筒超前小導(dǎo)管注漿處理辦法，采取“高壓雙次注漿、雙次封堵、增大擴(kuò)散量”的治理原則，與公路隧道設(shè)計原有超前小導(dǎo)管組合起到相輔相成的作用，將漿液真正的注入到隧道圍巖內(nèi)，達(dá)到改變巖層性質(zhì)、加強(qiáng)超前支護(hù)、經(jīng)濟(jì)合理和安全牢靠的目的。一直以來高速公路隧道建設(shè)中最難處理的就是在飽和屬性地層中注漿不充分，導(dǎo)致“管超前、嚴(yán)注漿”的新奧法開挖理念一直為紙上談兵，而無法落實(shí)到實(shí)處，導(dǎo)致經(jīng)常性的隧道山體塌方現(xiàn)象，注漿達(dá)不到預(yù)期效果不僅造成了大量的經(jīng)濟(jì)損失，也給施工安全生產(chǎn)增加了一定的難度，本項注漿加固技術(shù)就能充分的減少隧道施工中的安全隱患，其主要是利用原有的φ25mm中空錨桿、φ42mm鋼花管進(jìn)行有效結(jié)合，刻槽、打孔、利用雙層閘閥，分別對外管和內(nèi)管分別注漿，達(dá)到有效注漿、封漿的目的。具有施工速度快，封漿效果好，建設(shè)設(shè)備和材料簡單，注漿效果憂，建設(shè)成本低等優(yōu)點(diǎn)，所需材料、設(shè)備簡單，原理通俗易懂，操作方便，質(zhì)量安全可控，能很好地解決對于龍?zhí)督M泥巖、碳質(zhì)泥巖滲水量較大段落無法有效注漿的問題，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著，有較高的推廣應(yīng)用價值。

1 藝原理

本項注漿加固技術(shù)采用的水泥漿可以沿用1：1的水泥凈漿，也可采用煤礦中所使用的“天固AB膠”漿液，根據(jù)巖層屬性，如巖層水量飽和則建議采用“天固AB膠”漿液，加快凝結(jié)時間，本項注漿加固技術(shù)利用的核心是“高壓雙次注漿、雙次封堵、增大擴(kuò)散量”的原理，利用高壓劈裂和止?jié){墻的作用，從而達(dá)到應(yīng)有的注漿效果，此加固技術(shù)增加了注漿壓力設(shè)備，提高了注漿壓力，增加了壓力表，最終注漿完成的指標(biāo)可根據(jù)壓力表、溢漿量進(jìn)行雙控[1]。

2 藝流程及操作要點(diǎn)

2.1 工藝流程

雙壁注漿小導(dǎo)管隧道外加工→φ70mm鉆孔鉆至設(shè)計深度→抽出鉆桿、清孔→插入雙壁注漿小導(dǎo)管→小導(dǎo)管固定→1號閘閥注漿（注漿時隨時觀察壓力表讀數(shù)及溢漿量情況，如發(fā)現(xiàn)壓力過大或周圍土體出現(xiàn)隆起等現(xiàn)象及時停止，查明原因后繼續(xù)施工）→固定端注漿完畢（約10min后）→2號閘閥注漿→注漿完畢→進(jìn)入下一道工序。

（1）雙壁鋼管按要求進(jìn)行洞外制作。

（2）采用φ70鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，一般情況下鉆孔深度為3-5m，角度為10°-15°，鉆孔長度為超前雙壁鋼管長度，鉆孔后清孔。

（3）將雙壁鋼管通過鉆機(jī)送入已成孔內(nèi)；

（4）采用高壓注漿機(jī)先對1#閘閥進(jìn)行注漿，逐步提升注漿壓力，壓力值在0.5-1.5mpa即可，讓圍巖1.5m范圍內(nèi)充滿漿液（形成1號注漿區(qū)域，即止?jié){墻區(qū)域），1號注漿區(qū)域內(nèi)的漿液是通過外層φ42mm小導(dǎo)管周邊的溢漿孔滲流而出的，當(dāng)1號注漿區(qū)域內(nèi)的漿液達(dá)到初凝后（初凝時間一般為8-10min）再對2號注漿孔進(jìn)行注漿。

（5）2號注漿孔內(nèi)注入的水泥漿在圍巖滲透難度大時會產(chǎn)生逆流的效果，但是1號區(qū)域內(nèi)已經(jīng)形成了封閉的固結(jié)地帶，所以2號區(qū)域內(nèi)的漿液無法逆流而出，從而迫使2號區(qū)域內(nèi)的漿液只能繞著1號區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)散，見圖1。

圖1 雙壁超前小導(dǎo)管注漿原理示意圖

2.2 操作要點(diǎn)

A、雙壁超前鋼管的制作

①制作時應(yīng)選取檢驗合格的材料。

②外層鋼管與內(nèi)層鋼管的搭接處應(yīng)采用滿焊，使內(nèi)外層鋼管形成統(tǒng)一的整體。

③鋼管與閘閥的焊接應(yīng)牢固，不得將鋼管“焊傷”。

B、注漿時應(yīng)分孔進(jìn)行注漿，待1號孔注漿完畢后，一定要待區(qū)域內(nèi)漿液達(dá)到初凝后方可進(jìn)行2號孔注漿，這樣才能有效地起到封堵2號注漿區(qū)域內(nèi)漿液回流等情況。

C.注漿壓力按設(shè)計要求為0.5-1Mpa，但經(jīng)過對小導(dǎo)管的改善，注漿壓力可提升至5Mpa進(jìn)行施工，因為只有5根小導(dǎo)管注漿，對圍巖不會產(chǎn)生過大的壓力，不會導(dǎo)致圍巖因壓力的原因而產(chǎn)生變形等。

注漿時應(yīng)分孔進(jìn)行注漿，待1號孔注漿完畢后，一定要待區(qū)域內(nèi)漿液達(dá)到初凝后方可進(jìn)行2號孔注漿，這樣才能有效地起到封堵2號注漿區(qū)域內(nèi)漿液回流等情況[2]。

注漿壓力按設(shè)計要求為0.5-1Mpa，但經(jīng)過對小導(dǎo)管的改善，注漿壓力可提升至5Mpa進(jìn)行施工，因為只有5根小導(dǎo)管注漿，對圍巖不會產(chǎn)生過大的壓力，不會導(dǎo)致圍巖因壓力的原因而產(chǎn)生變形等。

3 技術(shù)實(shí)施細(xì)則

3.1 原材料進(jìn)場、加工

采用φ42mm鋼花管長1.5m和φ25mm鋼管長4m，對φ42mm鋼花管進(jìn)行吹孔，孔間距150mm*150mm梅花形布置，孔大小為φ6-8mm，在管端頭5-10cm位置安裝1號閘閥注漿孔；

φ25mm鋼管吹孔長度為2.5m，孔間距150mm*150mm梅花形布置，孔大小為φ6-8mm。

將φ25mm鋼管未吹孔端（長1.5m）插入φ42mm鋼花管內(nèi)，形成“固定端”，接頭處采用焊接連接。

在φ25mm鋼管頭（固定端處）安裝2號閘閥。

3.2 φ70mm鉆機(jī)超前鉆孔

根據(jù)設(shè)計斷面，確定超前小導(dǎo)管分布情況，一般5.55m凈空隧道，需布設(shè)5個孔，以拱頂為起點(diǎn)，向兩側(cè)拱腰處環(huán)向布置，間距為2.5m-3m（布孔數(shù)量及間距應(yīng)根據(jù)圍巖的特性確定，計算注漿的擴(kuò)散系數(shù)）。

3.3 鉆孔完畢、清孔

鉆孔采用YT-28風(fēng)鉆，鉆頭采用φ70mm鉆孔，鉆孔完畢后采用高壓風(fēng)對孔道進(jìn)行吹掃，將孔內(nèi)顆粒、雜質(zhì)吹出孔外。

3.4 插入雙壁超前小導(dǎo)管、管口加固

利用人工，或者挖掘機(jī)進(jìn)行配合，在已成型的孔洞內(nèi)插入已經(jīng)加工好的雙壁超前小導(dǎo)管，小導(dǎo)管端頭應(yīng)固定在已立好的型鋼上，采用焊接工藝進(jìn)行固定。

3.5 注漿

對1號注漿孔進(jìn)行注漿，待1號孔注漿完畢，且達(dá)到初凝時間后（初凝時間根據(jù)水泥漿的比值和地下水大小進(jìn)行確定，一般初凝時間為8min-12min），進(jìn)行2號孔注漿。

4 技術(shù)材料與設(shè)備

本技術(shù)所采用材料與設(shè)備見表下表1，表2（本技術(shù)參考隧道半徑為5.5m的雙車道高速公路）

表1 主要材料表（每延米工程量）

表2 主要機(jī)械表

5 質(zhì)量控制

5.1 質(zhì)量控制依據(jù)

《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F60-2009）

《公路工程技術(shù)規(guī)范》（JTG B01-2003）

5.2 一般要求

嚴(yán)格執(zhí)行合同文件有關(guān)規(guī)定和施工規(guī)范要求。

嚴(yán)格執(zhí)行材料，設(shè)備進(jìn)場的復(fù)核驗收工作程序，確保進(jìn)場材料，設(shè)備合格。

嚴(yán)格每一道工序開工前和結(jié)束后的檢查驗收制度，堅持執(zhí)行班組自檢，質(zhì)檢部門檢查合格，報請監(jiān)理工程師檢驗的工作程序，重要工序請監(jiān)理旁站監(jiān)督檢查。

開挖后嚴(yán)格檢查上一循環(huán)的注漿效果。確保達(dá)到“預(yù)支護(hù)、預(yù)加固”的目的[3]。

5.3 關(guān)鍵部位、關(guān)鍵工序的質(zhì)量要求

套管的焊接，在焊接上應(yīng)當(dāng)確保滿焊，不會造成溢漿等情況。

鋼管在加工前應(yīng)先檢查其型號、規(guī)格及管道配置情況，必須符合設(shè)計要求。

注漿時應(yīng)嚴(yán)格控制注漿順序，嚴(yán)格確保注漿的間隙時間。

外觀檢查：檢查鋼管質(zhì)量，新進(jìn)場鋼管應(yīng)無破損、無腐蝕，且材料質(zhì)量及厚度應(yīng)該符合設(shè)計規(guī)范要求。

尺寸檢查：波紋管的尺寸應(yīng)當(dāng)符合設(shè)計規(guī)范要求，且壁厚、剛度、變形符合要求。

安裝檢查：施工中應(yīng)按要求布置鋼管，外插角、間距應(yīng)嚴(yán)格按方案要求進(jìn)行。

5.4 驗收標(biāo)準(zhǔn)（表3）

表3 驗收標(biāo)準(zhǔn)表

6 安全措施

（1）建立健全安全保證體系：需設(shè)安全科，專職負(fù)責(zé)安全工作，各施工隊、工班、組設(shè)專職安全員，形成一個組織體系。

（2）健全安全生產(chǎn)責(zé)任，堅持安全第一的原則，要把安全放在一切工作的首位，要杜絕一切漏洞，保證安全生產(chǎn)。安全工作要分專人管理，各級領(lǐng)導(dǎo)要親自抓。

（3）加強(qiáng)安全生產(chǎn)教育，提高全員安全意識，施工現(xiàn)場全體人員必須嚴(yán)格執(zhí)行《建筑安裝工程安全技術(shù)規(guī)定》和《建筑安裝工人安全技術(shù)操作規(guī)程》。人員上崗前將進(jìn)行安全培訓(xùn)做好班前、班中、班后培訓(xùn)。

（4）施工人員必須佩戴安全帽，安全帶，作業(yè)要做好防護(hù)設(shè)施，禁止在直線上下作業(yè)，防止上面落物傷人[4]。

7 經(jīng)濟(jì)效益分析

本項注漿加固技術(shù)采用雙壁小導(dǎo)管超前注漿，與傳統(tǒng)的注漿方法相比較，在經(jīng)濟(jì)投入上新工法需節(jié)約665.2元/m，且能節(jié)約施工時間，在效果上也能得到更大的提升。

8 結(jié)語

本項注漿加固技術(shù)為隧道超前雙壁小導(dǎo)管注漿施工技術(shù)，此加固技術(shù)不僅施工操作簡便，原理通俗易懂，普通工人皆能簡易操作，且材料基本上是市場通用產(chǎn)品，具有成本低、采購方便等優(yōu)點(diǎn)，本項注漿加固技術(shù)不僅解決了公路隧道特殊地段注漿困難的難點(diǎn)，而且施工方法簡單、安全、適用性強(qiáng)，對環(huán)境質(zhì)量有保證，排水效果強(qiáng)，施工質(zhì)量有保證，現(xiàn)目前我國公路的建設(shè)速度非?？?，其中隧道的數(shù)量十分龐大，且特殊地質(zhì)也是層出不窮，形成的《隧道超前雙壁小導(dǎo)管注漿施工技術(shù)》市場推廣價值十分廣泛，同時在鐵路、市政隧道建設(shè)中也有較高的推廣價值。