超前帷幕注浆技术在隧道施工中的应用分析

邴春伟

中交路桥建设有限公司总承包分公司

超前帷幕注浆技术在隧道施工中的应用分析

邴春伟

中交路桥建设有限公司总承包分公司

随着社会的进步和国民经济的发展，人们在出行的便捷方面的要求越来越高，这就促使很多基础公共设施的建设。而隧道是一种埋设在地层之内的工程建筑物，是利用地下空间设置交通基础设施的一种形式。在隧道施工当中非常容易出现坍塌和突水之类的问题，而利用帷幕注浆技术能够在一个特定范围内的围岩缝隙将水挤出，从而形成具备较大强度的一种混合浆体，继而形成水帷幕而起到止水的功能。本文结合某隧道工程的施工实例，对帷幕技术施工的过程进行了分析，以期为我国隧道施工工程技术水平的提升提供良好的工作思路。

隧道工程；施工技术；帷幕注浆技术应用

目前，隧道工程已经逐渐被应用在了地下施工项目当中，而随着隧道工程在规模和数量上的逐渐扩大，出现的问题也越来越多，施工的难度也显得更大。所以，将现代高新技术应用在隧道工程的建设当中显得尤为重要。超前帷幕注浆技术(下文简称为帷幕注浆技术)是注浆施工技术的一个分支，其应用主要是通过气压或者液压，结合工程的设计标准，把浆液依据特定的浓度经过注浆孔而压送到岩土层当中，继而对岩土层当中得到裂隙等加以填补，达到岩土力学性能提升的作用，为工程质量提供保障。

1、工程概况

本文结合某隧道工程的施工实例，对帷幕注浆技术在隧道施工中的应用进行了探讨。该隧道的总长是803.34米。而隧道开挖断面的尺寸是6.02*4.98米。这个隧道的围岩由砂岩、泥质砂岩和泥岩等主要类型的土层组成，砂岩是相对富水层。所以河水位之下的泥质砂岩的接触带非常可能会形成突水或者坍塌的情况。为了保证隧道施工过程的安全，相关设计人员和工程管理人员经过分析和探讨，最终决定采用帷幕注浆的技术针对该隧道工程加以处理。

2、浆液选择

我们利用超前探孔的形式对隧道当中的实际情况加以勘测，结合勘测的结果所显示的地质条件以及涌水的状况，施工管理人员决定采取水泥-水玻璃形式的浆液。而浆液所对应的配合比是一种决定注浆效果的关键性因素。通过相关的实验，该工程最终将水泥和水玻璃的配合的体积比确定为1：0.5到1：1。

3、选择注浆参数

依据工程整体的设计需求，注浆范围应该是开挖轮廓线之外三米。将循环注浆段长度严格控制在二十米，而注浆终孔的间距依据浆液扩散半径的1.5到1.6倍加以确定，通常都是两到三米。而该隧道工程所选取的注浆终孔的间距是三米。该隧道中的涌水压力是0.45兆帕，通常情况之下，应该将注浆最终压力严格控制在1.5到4兆帕之间。结合该工程项目的中土层的实际状况，所以最终将注浆压力确定成1.8兆帕。注浆总量要依据岩体的孔缝率，以及浆液所具备的充填率加以估算和确定[1]。

4、帷幕逐渐技术应用

4.1 帷幕注浆的施工工艺流程

该隧道工程所实施达的帷幕注浆施工，经过研讨将具体施工工艺的流程确定为：孔位标注、台车就位、钻孔方向的确定、钻孔、孔口管的设置、注浆以及效果检测。

4.2 止浆墙施工建设

在对混凝土止浆墙加以施工建设的过程当中，最为重要的应该就是对止浆墙设置的厚度加以确定。要是出现了止浆墙厚度太小的情况，就不能达到注浆所需要的压力，而且也不能保证施工过程的安全性。而要是起厚度太大，就会对资源形成浪费，而且还会对钻孔施工的速度造成一定的影响。在通常状况之下，应该结合最大注浆压力、注浆材料强度以及隧道开挖断面大小等因素对止浆墙厚度加以综合分析和考虑。本文所提及的隧道工程所应用的止浆墙是平面型的混凝土止浆墙。结合该工程的实际情况来说，最终将混凝土止浆墙的厚度确定为三米，注浆材料则采用C20强度的混凝土。

4.3 孔口管的埋设

在对孔口管加以埋设的过程当中应该保证其具有牢固和密实的特性，从而保证不会发生漏浆或者串浆等问题。在该隧道工程当中对孔口管实施的埋设过程，要先利用钻机实施钻孔作业，而钻孔的长度应该控制为3.2米。然后再将三米长的长孔口管插入到钻孔之内，长孔口管外露部分的长度应该在20到30厘米之间。接下来在注浆管孔口位置利用胶泥以及麻丝之类的材料对其加以缠绕，继而保证注浆孔口管跟孔壁之间能够实现充分的塞紧[2]。这就实现了注浆管固定步骤的完成。而在胶泥凝固到一定程度以后，就可以开始实施帷幕注浆的步骤了。

4.4 钻孔

在实施钻孔工作以前，应该结合设计图纸当中的具体要求对孔位加以确定。依据相关规范当中的要求，实际施工所形成的孔位跟设计孔位间的偏差要控制在五厘米之内，而且偏角应该符合设计方案的要求。通常情况之下，在每钻进一定的长度以后，就要对孔位加以一次检查，如果发生了偏差问题应该加以及时的修正。孔位所处位置相应的偏移量要控制在三十厘米之内。而在实施钻孔工作的时候，要依据从外到内的基本顺序实施。针对同一圈之内的钻孔，要利用间隔的方式加以施工。在钻进的过程当中，要是出现了涌水，亦或是卡钻之类的问题，就应该立刻停止钻进，然后对钻孔加以清理以后才能继续进行。在钻孔的过程当中应该对一些相关的数据信息加以良好的记录，从而为后续的工作提供保障。

4.5 制浆

依据工程设计方案当中的配合比，对浆液加以合理的配制。在对水泥浆液加以配制的过程当中，应该严格禁止有其它的杂物混入到浆液当中。而在水泥-水玻璃形式的浆液搅拌配置完成以后，要对其加以过滤，然后将过滤后的浆液灌入存浆槽之内。而配置完的浆液要在规定的时间之内使用完毕，如果超过规定的时间就应该将其废弃，以免影响到注浆的效果。

4.6 压水实验

在实施帷幕注浆的施工过程当中应该进行相应的压水实验，本文所提及的隧道工程当中采取的压水方法是双塞正水法。在实施压水实验的过程当中，要在孔口管中的回水管上面设置一块压力表。而依据设计要求，实验的压力应该控制在静水压力的一点五倍到两倍之间。实验进程当中要定时对流量以及压力加以观察，通常应该将间隔时间设置为十分钟。压水实验最终结束的标准是：压力以及流量都维持在一个相对稳定的状态，而且针对流量实施的连续四次观察所呈现的最大值跟最小值之间的差距应该小于百分之十。在达到了实验结束的标准后，就可以停止实施压水实验，同时将实验当中最终的流量确定成计量流量。

4.7 钻孔的清洗

在针对钻孔实施注浆步骤以前，要先对钻孔加以冲洗，将其中所存在的各种杂物彻底清理干净。在本文所提及隧道工程当中我们采用的是压力突然上升和下降的冲洗方式。在冲洗后出水管的水呈现出较为洁净的状态时，并且保持十分钟以上，总冲洗时间高于三十分钟之后，就可以确定钻孔的清洗工作已经完成[3]。

4.8 注浆的顺序以及速度

在这个隧道工程当中我们在注浆施工当中利用的是自外向内的注浆顺序。通常情况之下，应该先试试无水孔注浆的施工，继而对有水孔实施注浆工作。在无水的地段当中应该依据从拱角先开始的顺序实施注浆工作，而且也可以依据从拱顶先开始注浆的顺序。通常情况之下应该结合注浆出水量大小的呈现对注浆的速度加以确定。而注浆过程通常都是利用从快到慢的速度变化形式进行。

4.9 注浆结束的标准

结合工程施工的相关要求，在帷幕注浆的施工过程当中，是结合注浆的压力以及注浆量等数据实施注浆的具体施工。在进行注浆的时候，注浆的压力会逐渐上升，而在注浆的压力达到了设计的最终压力之后，同时在这个状态之下保持十分钟以上的情况之下，就可以基本认为这个钻孔的注浆工作达到了相应的施工标准。而在单孔注浆量跟设计的注浆量基本上相等的时候，且注浆结束的时候所呈现的注浆量是20-30L/min之下，就可以对这个钻孔停止注浆工作了。

在注浆工作完成以后，要对注浆的效果加以检查。一般情况之下，每个注浆的循环要设置四个检查孔，从而对注浆充填的状况加以检查。针对检查孔的深度来说，应该结合注浆加固的具体范围来确认。

5、注浆施工的判断标准

注浆施工最终效果的判定标准是在严重破碎带中的检查孔出水量要比0.2L/min小，而且任何一个检查孔所呈现的出水量都要比10L/min要小。而在一般地段，检查孔呈现的出水量要比0.4L/min小，而任何一个检查孔所呈现的出水量则要比10L/min小[4]。

结束语

本文结合某隧道工程施工过程的实际例子，对这个隧道中围岩所呈现的突水和坍塌的状况，应用帷幕注浆的技术方法进行了处理。通过对其加以注浆处理之后，讲过检测发现其注浆效果可以满足相关的规范和标准，这就证明了本文所采用注浆施工的可行性，能够为同种类型的工程所借鉴和参考。相关从业人员应该积极探索，对国外的一些相关应用技术加以借鉴，结合我国隧道工程的实际情况，制定出更为科学合理的施工方案，为我国基础设施建设行业提供源源不断的动力。

[1]易星.超前帷幕注浆技术在隧道施工中的应用[J].工业技术创新，2017，(01)：47-50.

[2]陈大伟.帷幕注浆技术在高速公路隧道施工中的应用研究[J].公路交通科技(应用技术版)，2016，(06)：243-244.

[3]陈晓琴.超前帷幕注浆技术在客运专线铁路隧道施工中的应用[A].上海市土木工程学会、上海隧道工程股份有限公司.地下工程施工与风险防范技术——2007第三届上海国际隧道工程研讨会文集[C].上海市土木工程学会、上海隧道工程股份有限公司，2007：4.

[4]刘志广.帷幕注浆技术在隧道施工中的应用[J].华东公路，2016，(02)：35-36.