浅谈导管注浆在双连拱隧道中的应用

刘瑞涛

双连拱隧道是相对于分离式隧道而言的，是上行线路与下行线路闾采用中隔墙分开的体连拱隧道。中隔墙的施做可以减小在开挖过程中产生的沉降，且该工艺的隧道可减小土地使用，可以减小对自然的扰动，一定程度的保护生态环境。但双连拱隧道施工工序较为复杂，施工难度较大，而导管注浆技术是新奥法施工的重要环节。文章就结合戴峪岭1号隧道施工实际，论述了导管注浆在双连拱隧道中的应用。

1工程概况

戴峪岭1号隧道位于盖州市小石棚境内，属短隧道，其工程测区范围内基岩出露情况较好，局部地表由于开采石料遭到人为破坏，大部分地区被垒风化，强风化岩层覆盖，主要为燕山早期浸入花岗岩，隧道区中风化花岗岩地层较稳定，呈块状构造，浅部以风化裂隙为主，深部以构造节理裂隙为主，探测资料显示隧道各钻孔均未见地下水，经现场注水试验得出各钻孔未发现渗漏现象，隧道洞口部位围岩较破碎，镶嵌碎裂结构。属Ⅳ级围岩，隧道开挖过程中易发生掉块。甚至塌落；因此为保证施工安垒应在洞口施工时进行必要的防护，经设计确定在明洞段采用明挖法施工，暗挖段按照新奥法原理进行隧道衬砌结构设计，主洞初期支护采用小导管注浆加固。

2双连拱隧道及注浆技术

2.1双连拱隧道

双联拱隧道一般长度较短，所在区域的地形起伏比较大，埋深比较浅，且不同程度的存在偏压问题。施工工艺较为复杂。要中隔墙先行贯通，探明隧道的围岩状况。施做中隔墙结束后，保证墙顶注浆密实，且达到设计强度后进行主洞的施做。主洞的施做中要尽可能的减小对中墙的扰动。双联拱隧道的这些特点决定了其施工中各部位若处理不当则极易导致塌方事故。

2.2注浆技术

注浆是为了加固地层或防渗堵水，一般通过钻孔对含有水裂隙或空洞以及不稳定地层内注入水泥浆或其他浆液的施工技术。在双连拱隧道中采用注浆技术其主要目的除防渗堵水和加固地层外，还可防止滑坡，提高地基的承载力，采用注浆施工应首先对围岩特性进行施工调查，以确定需注浆的范围，应充分了解岩体的渗透性以更准确的确定需要注浆的岩体的部位、深度和注浆排数，之后则可根据实际情况进行必要的设计以确定注浆采用的材料和压力。合理的利用注浆技术可有效地将围岩连接成一个整体，提高其自稳能力。以有效的避免塌方事故的发生。

3导管注浆施工工艺

3.1超前大管棚

大管棚设置于主洞隧道出口，导管采用热轧无缝钢管，尺寸为直径89mm，壁厚6mm，长度为30m，钢管前端加工成尖锥状，钢管尾端1m外的管壁四周钻有直径为10mm的压浆孔，并呈梅花型分布，钢管通过套拱预埋的导向管沿隧道周边以5°～10°的外插角打入围岩，其环向间距控制在400mm。

3.2注浆浆液

施工中采用的注浆浆液为双液浆，即水泥水玻璃浆液，浆液的参量人下表所示：水泥水灰比为1：1，水泥浆与水玻璃体积比为1：0.5，水玻璃浓度为35渡美度，水泥强度等级为42.5级。注浆压力为1.0MPa～1.5MPa，待注浆结束后应将管内浆液及时清除，后用M20水泥砂浆将导管内填充密实以保证导管的刚度和强度。

3.3洞口地表加固

洞口属强风化花岗岩，整体性较差。采用导管注浆方案对洞口地表进行预加固。采用热轧无缝钢管，呈梅花状布置，其注浆方式及使用的浆液与超前管棚相同。

3.4超前小导管注浆

施工中采用的小导管直径为42mm，壁厚为3.5mm。长度为3m～3.5m的热轧无缝钢管，钢管前端也应加工成为尖锥状，在管壁四周钻直径为8mm的压浆孔，并在后端留有1m长度不设压浆孔。钢管与衬砌中线平行并呈5°～100°的仰角打入围岩，其环向间距为300mm-400mm。超前支护与钢架配合使用，尾端焊接在支立好的刚拱架上，在注浆浆液达到设计强度后进行公布开挖，之后及时进行喷射混凝土、架设钢拱架并铺设钢筋网，最后再复喷混凝土。一次支护完成后间隔2m或2.4m另一排钢管注浆，注浆压力为0.5MPa～1.0MPa，其中每排孔的注浆量应达到设计量时方可结束。

3.5中隔墙顶部注浆

中隔墙施工过程中在顶部预埋直径42mm，壁厚3.5mm的注浆管，对中隔墙顶部的空洞进行注浆加固，以保证主洞开挖过程中中隔墙能够很好的承受压力。

3.6导管注浆加固围岩

小导管注浆是超前支护的措施，其在软弱、破碎地层内凿孔后易形成塌孔，且超前锚杆施工难度较大，或当结构断面较大时易采取该种技术措施，且该种施工工艺易与钢拱架配合使用，若条件允许也可在地面进行超前注浆加固，若有导洞则可在导洞内对隧道周边进行径向注浆加固。

施工中采用的小导管直径一般在30mm～50mm，长度为3m～5m，钢管上钻设注浆孔的间距为lOOmm～150mm，钢管沿拱的环向布置间距一般在300mm～500mm，沿拱方向的环向外插角为5°～150°，由干小导管为受力杆件，因此施工中应保证两排小导管在纵向存在一定的搭接长度，该段长度一般不小于1m。

施工中为保证工作面稳定和掘进安全，应确保小导管的安装位置正确且有足够的有效长度，并应严格控制好小导管的钻设角度，应在导管上按照要求钻设注浆孔以便于向岩体进行注浆加固，以保证导管自身刚度和强度。

施工中若围岩为砂卵石地层则宜采用渗透注浆法，在砂层中则宜采用劈裂注浆法，若为黏土层则宜采用劈裂或电动硅化注浆法，若为淤泥质软土层则宜采用高压喷射注浆法施工。

加固过程中对于Ⅳ、V级围岩则应采用地基加固导管注浆方式，一般以热轧无缝钢管傲为导管，施工中要求钢管末端与基础钢筋焊接牢固，钢管头部埋入基础混凝土内深度不小于300mm，在钢管打入围岩后方可压注42.5水泥和水玻璃组成的双液浆，施工过程中应严格控制注浆压力，施工中所选择的加固地点一般为两侧的边墙地基和仰拱部位，或带有中隔墙的地基t对围岩的破碎带仍可采用小导管注浆技术，其加固方式与超前小导管的注浆加固方式基本相同。

施工中为防止超挖应减小小导管仰角的措施，即要求小导管成孔的施工工人具有娴熟的施工技术，尽量把孔打平，但又不可造成小导管侵入以后几榀拱架的初衬净空而导致欠挖，并应合理选择超前小导管的长度，以便于尽量减少超挖又可避免由于导管过短而影响搭接，并可保证超前支护的质量。

4结语

双连拱隧道一般地质条件较差。施工中采用導管注浆加固技术既可对围岩进行有效加固，又可保证施工安全，因此其在特殊地段进行加固时具有广泛的应用前景。