浅谈龙归隧道地表深孔试验段注浆施工工艺

摘要：文章通过介绍龙归隧道的围岩地质情况及地表施工情况，叙述了龙归隧道地表试验段注浆方案的确定，特别是对地表深孔注浆工艺进行了探讨，从而使龙归隧道地表高效注浆，顺利达到预期要求的目的。

关键词：龙归隧道；围岩地质情况；地表深孔试验段；注浆施工工艺；高效注浆 文献标识码：A

中图分类号：U45 文章编号：1009-2374（2015）16-0072-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.035

1 概述

龙归隧道为广乐高速公路一个地质情况比较复杂的隧道，该隧道位于韶关市龙归镇，隧道左、右线起讫里程分别为ZK97+492～ZK98+130、YK97+520～YK98+165，分别长638m、645m。该隧道地质情况复杂、且存在一定程度上的偏压，隧道上覆粉质黏土，土体松散，强度及稳定性极差。隧道穿越岩层条件复杂，主要为全、强风化砂岩、灰岩及中风化灰岩互层，呈土状或半岩半土状，结构松散、强度及稳定性差，该隧道2010年9月开工建设。

2 龙归隧道地表深孔注浆施工方案的确定

2014年3月，龙归隧道右线YK97+745-900段衬砌发现纵向不规则裂缝并伴有渗水，在施工期间洞内拱腰出现纵向裂缝，仰拱出现斜向裂缝；洞顶地表出现长大贯通裂缝，经多次专家会议讨论，洞内系采用加固处理，洞顶采用深层注浆加固。根据设计文件，施工单位上报了龙归隧道地表注浆试验段施工方案，确定在YK97+775-790段长15m、宽32m作为试验段进行施工。

2.1 钻孔

注浆孔深度40～70m，孔深大，用风动干钻的方法难以成孔，所以采用：（1）风动潜孔钻；（2）地质钻。钻孔终孔直径Φ108，钻孔深度根据孔位精确计算，切忌破坏洞体结构。

2.2 注浆顺序

注浆顺序遵循两个原则：（1）先外后里的原则，即从注浆区外圈钻孔开始，逐排向里推进；（2）跳孔注浆的原则，即隔3孔注浆1孔的原则。

2.3 钢花管加工

钢花管分控制注浆段和常压注浆段。控制注浆段在孔底注浆区，采用Φ73mm×6.0mm的无缝钢管，注浆孔沿钢管四周呈螺旋式布置。常压注浆段在孔底注浆区以上至孔顶，采用Φ50mm×4.5mm的普通钢管。

2.4 注浆工艺

一次常压注浆采用P.O42.5水泥，水泥浆配合比为水泥∶水=1∶0.5；二次劈裂注浆配合比为水泥∶水=1∶0.6～0.8，采用间歇式注浆，注浆压力0.5～3MPa，二次劈裂注浆段自孔底以上8～17.3m，注浆量150～200L/m，一、二次间隔注浆时间6～8小时。

3 龙归隧道地表深孔注浆施工工艺和方法

3.1 钻孔

注浆试验钻孔采用了两种成孔方法：（1）风动潜孔钻；（2）地质钻。

3.1.1 测量定位。根据设计测量孔位，孔位允许偏差不大于50mm，在孔位插上竹签，绑上红塑料袋子，并在红袋子上写明孔号和孔深，尤其注意隧道顶上钻孔。

3.1.2 修整钻机平台。因山坡地表地势较陡，钻机摆放不下，需用勾机适当修整，才能够放得下钻机，并确保施工安全。

3.1.3 钻孔方法。地质钻机钻进时，首先要摆正、垫稳钻机，做好泥浆池，调试浆泵，做好开钻前的准备工作。用潜孔钻机时，先将钻机由水平方向改装为垂直方向，并用支撑架固定，不得有松动，钻进中要做到“一听、二看、三记录”原则。一听：根据潜孔锤在地层下冲击发出的声音，分析地层情况；二看：根据吹出来的岩尘样，分析岩层的变化情况，决定操作进度快慢，进钻压力大小；三记录：各机台填好机台报表，及时记录钻进时间、回次、钻进深度、漏风卡钻情况、岩层、地质水文情况。

3.1.4 孔验收。钻孔垂直偏差允许值1%，钻孔到设计深度后，测量深度，并用测绳先试下放一次，确认可以下到设计深度后，开始正式下钢花管。

3.2 钢花管制作安装

3.2.1 钢花管加工制作：

第一，钢管规格。施工中使用了两种规格的钢管：一种外径Φ73mm，壁厚6mm，做成注浆钢花管；一种外径50mm，壁厚4.5mm，起到支撑作用，连接注浆钢花管，钢管出厂长度6～8m，施工要求长度为60m左右，搭接方法是焊接。

第二，管壁钻注浆眼。考虑钢管在岩土体中要承受抗剪，起到抗滑作用，为了减少注浆眼对钢管强度的损害，注浆眼呈螺旋式布置，同一截面上只有一个眼，注浆眼沿轴线间距为15cm，孔眼直径为Φ6～8mm，采用玻璃胶封闭注浆眼。

第三，钢管连接。用Φ60mm、长度120mm钢套管连接。

第四，对中架：为保证钢花管安放在钻孔中心，确保钢花管周围保护层厚度均匀，钢管外壁每隔2.0～3.0m安装一组对中架，对中架用Φl2mm螺纹钢筋制作成钢筋箍，用8#铁丝捆绑在钢管外壁（不能用点焊以防止损伤钢管）。

第五，钢管底盖。由于一次注浆时，水泥浆不能进入钢管内，加工时将最下一节钢花管底部用钢板焊接密封，钢板厚5.0mm。

第六，封闭注浆眼。

3.2.2 钢花管安装就位：

第一，将钢管从加工区转运至加固区。

第二，下放第一根钢管时，将一次注浆PVC管与钢管绑在一起。

第三，利用钻机吊起钢花管入孔，上端留0.3～0.5m管头。

第四，下放第二根钢管时，先将隔热装置灌水，上端系长度80.0m的尼龙绳，PVC管从隔热装置中穿过，再将隔热装置和PVC管一同从钢花管中穿出，钢管下放至接头位置时，利用系绳使隔热装置置于钢管接头焊接部位，防止焊接时高温使PVC管熔断。

第五，钢管接头焊接时，使上、下两根钢管垂直对中，防止钢管在焊接处弯曲而不利于下管，焊接处除帮焊钢筋要焊牢外，两根钢管接头也要焊接密封，防止漏浆。

3.3 注浆

注浆分第一次常压注浆和第二次分段劈裂注浆。注浆前先将水泥从储存区转运至制浆区，同时保证蓄水池要有足够的水。然后按配合比制浆，注浆、注浆量按设计量的1.3～1.5倍控制。

3.3.1 一次常压注浆：一次注浆配合比为水泥∶水=1∶0.45～0.5，从一次常压PVC管注浆，注至空孔冒浆为止，注浆体填充钢管与钻孔间的空隙，钢管内无水泥浆。压力一般为0.2～0.5MPa。

3.3.2 二次劈裂注浆。一次常压注浆间隔5～12小时后，当一次注浆体的轴心抗压强度不低于5MPa时，进行二次劈裂注浆。二次劈裂注浆配合比水泥∶水=1∶0.6～0.8，以钢管作为二次劈裂注浆的注浆管，通过劈裂一次注浆的注浆体，浆体向四周扩散，加固岩体。瞬间劈裂压力一般为2～3MPa。

根据试验区136根钢花管统计结果，二次劈裂注浆段2035m，注浆量627.48t，平均注浆量308.31kg/m（合0.31m3/m），最大注浆量为1505.68kg/m（合1.51m3/m，21-4#孔），最小63.58kg/m（合0.064m3/m16-16#孔）。平均注浆量是设计注浆量的1.5倍，最小50kg/m（合0.044m3/m16-16#孔）。平均注浆量是设计注浆量的1.8倍。

4 试验段注浆工艺总结

第一，从上述注浆现象证明，该段岩土体岩性软弱、岩体中空隙裂隙大，具有空洞和裂缝。除灰岩中有溶洞外，可能隧道开挖引起的松动区内也有空洞和裂缝。与钻孔过程中经常会遇到踏孔、卡钻、漏水、漏风、溶洞（突然进尺）等异常现象是一致的。

第二，当隧道顶YK97+775～YK97+789段（试验段1#～6#孔）地表注浆时，在YK97+790～YK97+805段右洞隧道顶部渗水泥浆液，说明了注浆沿着空洞、裂隙、裂缝（地下水路径），四处扩散，充填空洞或裂隙、裂缝，

扩散范围很宽（最宽时达40～50m），注浆效果很好。

5 结语

该隧道地表深孔注浆试验段施工方案确定并经总监办、业主评审批复后，施工单位严格按照批复的方案、施工工艺精心组织施工，严格按照施工方案落实各项要求，目前该隧道地表深孔注浆试验段已经完成施工并总结，各项指标均达到了预期要求。

参考文献

[1] 公路隧道设计规范（JTG D70-2004）[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2] 公路隧道施工技术规范（JTG F60-2009）[S].北京：人民交通出版社，2009.

作者简介：林锋泉（1977-），男，广东饶平人，广东省高速公路有限公司工程师，研究方向：交通土建工程。

（责任编辑：黄银芳）