岩溶隧道帷幕注浆止水的施工技术

雷宗勇

(贵州省公路开发有限责任公司，贵州 贵阳 550001)



岩溶隧道帷幕注浆止水的施工技术

雷宗勇

(贵州省公路开发有限责任公司，贵州 贵阳 550001)

帷幕注浆成为当前最值得关注的施工技术之一。其通过对隧道涌水量的有效控制，能有效治理岩溶隧道的水害问题，并能实现地下水进行排放的作用。因此，本文以实际工程为例对岩溶隧道帷幕注浆注水的施工技术进行分析。

公路岩溶隧道；帷幕注浆；施工技术；施工工序

1 工程概况

本文以某隧道工程为实际探讨对象，该工程施工设计长度为7 832 m，隧道地区的实际情况可以分为三个主要类型，第一是富水地段；第二是地下水发育；第三是地质结构复杂。经过初步勘察发现，该隧道施工较易出现塌方、突水和突泥情况，并有Ⅴ级和Ⅳ级两种围岩。同时，隧道岩溶和非岩溶交界处有十分复杂的情况，突水和涌泥很容易出现，正常涌水量为7 836 m3/d，其中最大涌水量超过45 000 m3/d。所以，如果此地段为隧道的必经之路，涌水情况就极有可能出现，故采取帷幕注浆技术进行施工。

2 施工平台的前期准备

施工平台的准备工作需要在实际工程开始前落实，其中主要包括三个方面的内容，第一是施工钻机平台的搭建；第二是施工材料存放位置的搭建；第三是施工控制线路的布设。同时，需要封闭工作面并用作止浆墙，以避免冒浆情况出现在注浆施工中。在施工前期需要对所使用的设备性能进行严格检查，如搅拌机和钻机等，保证其性能能维持在良好的状态。注浆施工所需要的施工材料必须严格保证其质量，其中有注浆管和密封套等，另外还有缓凝剂、水玻璃和水泥等，都需要将其安全运输到施工平台上，保证隧道施工的材料需求。另外，在施工开挖和注浆过程中，局部坍塌和涌水可能会突然出现，会对地面施工造成巨大的安全影响，为了有效避免这类问题，必须严格检查排水设施和洞内抽排水设备，并对防风险设施和材料进行妥善准备，在实际工程开始前，将这一系列准备工作加以有效落实。

3 配置注浆浆液

注浆的选择需要根据实际隧道施工条件和地质环境来进行配置。其中，配置单液水泥浆浆液时，速凝剂的添加需要根据现场施工凝结和条件来进行，单液水泥浆浆液需要使用水调剂。该工程所使用的单液水泥浆和灰的比例为1∶0.5～1∶1，并以先稀到浓的原则。要实现对水泥浆凝结时间的缩短，可以将速凝剂添加到水泥中，但是需要注意的是，速凝集用量不能超过水泥用量的3%。

双浆液是一种混合水泥浆，主要为水玻璃和水泥，该工程水泥浆水灰所使用的比例时1∶1～1∶1.6，其中需要对水玻璃的浓度加以控制，保持在30～50玻美度，水泥和水玻璃的体积比例为1∶0.4～1∶1.1,同时，将缓凝剂的比例进行适当添加。

在岩溶隧道帷幕注浆施工过程中，注浆水泥强度必须严格要求，其等级不能小于R42.5，水玻璃的浓度也需要控制在标准范围内。通常情况下，为了施工质量的有效提高，可以采取TGRM超细双液型水泥基特种注浆材料来实现，并使用磷酸氢二钠作为施工中的缓凝剂，EC477-92水泥速凝剂是目前工程中较为常用的速凝剂。

4 岩溶隧道帷幕注浆施工程序

4.1 孔口管的布设

孔口管的布设需要根据工程实际需求和掌子面地质情况加以考虑，以合理的调整和布设，保证裂隙能有注浆穿过且符合施工标准，使填充水裂隙能在注浆过程中完成，以有效提升工程的施工进度和质量。在布设孔口管时，使用钻机形成为3.3 m深度的孔，并插入PVC孔口管，必须注意要外露出25 cm左右，并在孔口和管壁接触位置用麻丝进行填塞，然后将双液浆注入孔口管进行凝固。

4.2 钻孔施工

钻孔需要根据施工设计的角度和方向来进行，并有效避免出现打歪的情况，使水帷幕较好的形成。其中，“轻加压、多给水、速度慢”是开孔需要遵循的原则。首先是钻外圈，如果孔圈为同一个则对下部孔先钻，接着上部孔钻，并注意之间的间隔交替。一孔多用是注浆孔的主要目的，其间隔距离应当保持在3 m以上。

4.3 搅拌作业

制浆需要按照浆液的配置参数来进行，搅拌浆液需要利用高速搅拌机，并控制每次搅拌时间，最好在3 min以上，其中注浆材料主要有，第一是水泥单液浆；第二是水泥与水玻璃双液浆。能够对注浆效果产生影响的原因有很多，比如浆液的配合比，所以需要对浆液扩散的半径和土体裂隙情况加以实际结合，再对水泥砂浆进行合理的配置。浆液配比需要针对实际注浆过程中进浆和涌水量进行考虑，如果是比较大的涌水量，进浆也较快，则需要使用时间短的凝胶配合比。

4.4 注浆的方法

为了获得较好的施工效果，在注浆过程中，需要根据如下几点基本原则来进行：第一是，先外后内；第二是，先上后下；第三是，对称开孔；第四是，间隔调控，满足上述几点要求，能有效保证注浆的密实度和效率，从而提高整个隧道施工的安全性。

4.5 评定注浆效果

根据实践施工情况可知，评定注浆效果能和隧道开挖施工方法产生直接作用，在分析中可以采用超前探孔取芯的方法，以观察和检验钻孔内部出水情况。同时，将注浆效果设定为如下几个级别的标准，首先是，一般施工地段孔出水量降低，应当不超过0.2 L/min；其次是，压水检查，如果为1.0 MPa压力时，进水量应当不超过0.2 L/min；最后是，利用孔获取岩芯来检查，并仔细观察注浆填充情况。如果不能满足该三点要求，则需要进行补孔注浆，一直到满足施工要求为止。

4.6 岩溶隧道帷幕注浆止水施工的注意事项

在实际施工中，如果注浆段的施工顺利完成，一些施工人员会认为注浆后的围岩其固定性和稳定性较好，继而忽略到对帷幕注浆开挖时产生坍塌情况的考虑。所以，为了进行防护，应当将超前支护措施进行准备，以保证挖掘的安全性和可靠性。同时，注浆的深度和方向都必须按照施工设计要求严格进行，并随时监测水压和涌水量的情况，并对地质情况加以核对。如果注浆中发生堵管的问题，必须先打开泄浆阀，然后关闭进浆阀，并对堵管的产生原因进行分析。在整个施工中，参与施工过程的所有人员都应当是专业操作人员，并受过专门的培训，没有培训过的不能参与其中，关键操作环节则必须由专业技术人员进行操作。另外，当施工设备在进入施工场所以后，必须对其进行严格检查和维护保养，确保都能具有良好的操作性能。最后，需要在施工现场配置抢险材料，以防需要，如棉纱和编织袋等材料。

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[2] 秦浩,王张军.关于岩溶隧道帷幕注浆材料选择的探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2014,(17):427-428.

[3] 王树智.岩溶隧道超前帷幕注浆技术[J].城市建设理论研究(电子版),2015,(9):590-591.

2017-01-16

雷宗勇(1972-)，男，贵州遵义人，高级工程师，研究方向：公路工程施工。

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1008-3383(2017)05-0147-01