秀山隧道全断面帷幕注浆固砂止水技术研究

2012-11-05陈先智韩银利

山西建筑 2012年14期

陈先智韩银利

(中铁隧道集团二处有限公司，河北燕郊 065201)

1 隧道水文地质概况

秀山隧道穿越里山背斜和五里箐向斜两个地质构造单元，并下穿库南河;预测全隧正常涌水量15.65×104m3/d，最大涌水量23.5×104m3/d。PDK35+770～PDK33+900段为里山背斜翼部—核部—翼部，核部为震旦系上统陡山陀组(Zbd)白云岩、砂岩、泥灰岩夹页岩，岩石节理裂隙、发育，从本段地层组合和多处的低阻变化，反映该段较为富水，碎裂发育。由于大断裂和裂隙大面积发育，发育多条剪胀裂隙，造成段内裂隙水连通性好，加之隧道埋深较大，不排除发生大规模涌水突砂石的可能。根据设计提供地质资料，PDK33+900～PDK33+000段为五里箐向斜翼部—核部—翼部。五里箐向斜段有出现大规模涌水、突泥的风险，该段采用局部或全断面帷幕注浆，其余地段按“以排为主，防、排、截、堵结合，综合治理”的原则实施各项工程措施。

2 帷幕注浆相关参数

2.1 施工工艺

工艺流程图见图1。

图1 帷幕注浆施工工艺流程图

2.2 注浆孔的布置及孔深

平导3号迂回导坑帷幕注浆里程Y3K0+033处，注浆分三环实施，第一环长10 m，第二环长19 m，第三环长30 m，全断面布孔47个(见图2)。

2.3 注浆设计参数

1)注浆方式及方案。注浆方式采用超前帷幕注浆、开挖后全断面径向注浆、局部注浆、补注浆四种方式相结合。a.超前帷幕注浆:每一循环长度为30 m，固结范围为开挖轮廓线外3 m。b.开挖后全断面径向注浆，固结范围为开挖轮廓线外3 m。c.局部注浆:分局部超前预注浆，开挖后局部注浆等几种，根据综合地质超前预报探明的局部岩溶实际分布及开挖后地下水渗流状态分别采用。d.补注浆为按上述三种注浆方式实施后，仍未达到设计要求时，根据实际情况选择上述注浆方式一种或多种进行补充注浆。2)注浆扩散半径:1.5 m。

图2 超前帷幕注浆孔位布置图

2.4 导向管埋设和止浆墙施作

1)注浆钻孔前，埋设φ100导向管:导向管是一端焊有法兰盘的钢管，长度根据需要确定，一般不小于2 m。测量钻孔出水压力及涌水量;安装注浆栓塞。根据设计布置进行现场定位安装。2)止浆墙厚2 m，采用C20混凝土全断面浇筑。导向管按设计参数布置，预埋于止浆墙中。

2.5 钻孔

1)钻机就位。测量技术人员根据导向管在止浆墙上用红油漆标出孔号。钻孔方向控制:根据止浆墙预埋导向管的角度，在钻孔过程中也要及时检查校正钻杆方向。2)钻孔。施钻过程中，单孔出水量小于30 L/min，继续施钻;单孔出水量大于30 L/min，立即停钻进行注浆。

2.6 注浆施工方法

一般地段采用纯水泥浆，水灰比 0.5∶1 ～0.8∶1(必要时采用TGRM浆液)。水压高、水量大时采用双液浆。

纯水泥浆配制:先在搅拌机内放入定量清水进行搅拌，待全部溶解后放入水泥，继续搅拌3 min即可。向孔中注浆:岩石破碎难以钻进或遇大量涌水时，要立刻注浆加固围岩或堵水，然后扫孔钻进、注浆，如此往复，直至达到设计深度完成全孔注浆为止。如钻孔过程中水量不大，可钻进8 m～10 m，注浆，再扫孔钻进8 m～10 m，注浆，直至设计深度完成全孔注浆为止。

预注浆终压:设计注浆压力(终压值)=水压力P水+2 MPa。