探究高压旋喷注浆技术在富水砂层隧道中的应用

张 高 鹏

(晋中市交通建设质量安全监督局，山西 晋中 030600)

0 引言

随着我国社会经济、科学技术及建筑行业的进步，隧道工程建设数量呈现出日益增长的趋势，反映我国交通事业发展的同时，也反映出我国社会在不断进步，综合国力在不断提高。隧道工程施工难免会遇到各种各样的施工难点，减缓施工进度的同时，降低施工质量，从而影响隧道工程的正常使用，所以隧道施工中的每一个环节都应该引起相关工作人员们的重视，尤其是富水砂层隧道工程施工，要将先进的高压旋喷注浆技术应用到其中，以保证施工质量。

1 工程概况

为进一步了解高压旋喷注浆技术在富水砂层隧道中的应用，本文选择某城市隧道工程施工作为研究对象，据了解该隧道的围岩设计为Ⅵ级。开挖过程中遇到了高中斜井地层，这些地层主要以水粉细砂成分为主，所以遇水就形成富水砂层，同时还夹杂了不连续卵砾石土地层，导致该隧道的地层自稳能力差、无胶结、容易松散，富水时自稳能力基本无，增加溜塌事故的发生率。

2 高压旋喷注浆技术在富水砂层隧道中的应用

2.1 旋喷桩施工参数设计

具体参数：1)隧道周边桩的间距为50 cm，桩径为60 cm；2)隧道工作面桩的间距为150 cm，桩径为60 cm；3)隧道施工进行喷浆时的压力应控制在45 MPa～55 MPa的范围内；4)水泥浆的流量参数设计165 L/min，转速设计10 r/min；5)旋喷后退的速度参数设计为5 cm/8 s[1]。

2.2 旋喷桩加固技术

1)隧道周边加固。

通过旋喷桩护壳+钢管管棚来实现加固，其作用在于实现对隧道周边先行变形的抑制，其长度参数设计为16 m，搭接参数设计为3 m，外插角参数设计为5°，护拱的厚度为25 cm。

2)掌子面加固。

通过水平旋喷桩+玻璃纤维锚杆来实现加固:其作用在于实现对掌子面纵向变形的抑制，其长度参数设计为16 m，搭接参数设计为15 m，桩体角度参数设计为下倾5°。

3)锁脚旋喷桩加固。

其作用在于实现对隧道结构下沉的抑制，以提高其稳定性，长度参数设计为9 m，外插角参数设计为45°和30°。

4)帷幕旋喷桩。

作用是在仰拱开挖过程中，将待浇筑的仰拱给围闭起来，形成封闭的工作空间，防止外部流砂和地下水涌入。长度8 m，桩体垂直。

2.3 高压旋喷注浆技术

1)旋喷桩施工技术。

a.确定施工机械设备的型号。施工中所用的机械配套包括型号为:主要设备有生产的PST-60和摇臂钻机、型号为SM-14的地质钻机(多功能)、型号为7T-505J的高压泵和型号为SGM14的浆液自动搅拌机，这些机械设备均生产于意大利土力公司。b.施工技术要点。进行钻孔时，要保持孔内的通畅，并在压力标准为2 MPa～4 MPa的情况下进行清水输送的；在恢复因故障停喷施工前，施工人员需要进行搭接喷射处理，搭接的标准为30 cm～50 cm，并将深度、时间等相关数据记录下来；如果施工中出现浆液喷射不足等问题时，需要及时进行增加喷液，并对相应的设备进行检查，待浆液准备充足及设备检查没有问题后继续进行浆液喷射[1，2]。

2)开挖支护施工技术。

超前预加固后还需要进行三台阶法隧道施工，以保证隧道的稳定性，具体如下：第一，施工初期，使用型钢+网喷混凝土进行支护工程施工，二衬施工时所使用的混凝土为C45钢筋混凝土；第二，加固后，施工的空间得到了扩大，施工人员要充分利用大型机械设备进行隧道施工，以加快施工进度，以提高施工效果的同时，提高隧道工程的经济效益。

3 隧道施工监测

在隧道开挖过程中要对隧道的变形状态进行监测，以保证隧道的稳定性，检测的内容不仅有拱顶沉降监测，还有水平收敛监测，一般是在隧道施工完成后进行的。对此，本文所提到的隧道工程也在施工完成后进行了变形状态监测，以变形量的形式表现，经监测该隧道的最大变形量小于135 mm，对于富水砂层隧道来说已经很小了，造不成什么威胁，证实隧道施工前进行超前预加固，能够有效提高隧道围岩的稳定性，使隧道施工的安全性得到了保证和提高[2]。

4 结语

在富水砂层隧道施工中应用高压旋喷注浆技术，能够有效提高隧道的施工质量和延长隧道的使用寿命，因为该技术的应用，除了能够解决富水砂层隧道施工的隧道位移大、掌子面稳定差等问题以外，还能够提高隧道拱脚的稳定性，并对隧道沉降进行有效控制；另外还能对隧道洞进行综合性降水，使砂层含水量得到有效降低，从而提高了隧道地层稳定性，实现了富水砂层隧道的无水施工。

[1] 杨朝帅,王光辉.高压旋喷注浆技术在富水砂层隧道中的应用[J].山西建筑,2017,43(2):167-169.

[2] 刘 洋.高压旋喷注浆技术在既有高速公路路基沉降处治中的应用[J].公路与汽运,2016(3):113-116.

[3] 董 鹏.高压旋喷注浆法在既有房屋地基处理中的应用[J].工程建设与设计,2016(1):44-47.

[4] 胡仕涛.高压旋喷注浆技术在隧道泥砂地层加固中的应用[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版),2011,24(1):10-13.

[5] 卢红前,刘欣良.某电厂取水隧道地段岸坡高压旋喷注浆加固的设计与应用[J].武汉大学学报(工学版),2010,43(S1):181-186.