岩溶隧道涌水注浆加固关键技术研究

林建川 李鹏

摘要：我国地理环境多变，在岩溶地区修建隧道过程中所产生的突水突泥已经成为了主要的隧道施工危害，大规模的水泥倾漏不仅会危害施工队伍的生命健康，影响隧道施工的正常工作进度，还会给工程质量带来极大的隐患，印象隧道使用者和周遭居民的生命安全，因此在隧道施工时要对其富水岩溶层进行注浆加固，增加工程施工的的稳定性，使岩溶隧道可以正常使用。

关键词：隧道施工;岩溶隧道;注浆加固

引言：

注浆加固技术是考虑到岩溶隧道工程外部自然环境、地质条件、岩体完整性等多种地理因素，结合涌水位置进行控制性的注浆加固，以此来控制相关岩溶隧道的稳定性。在進行注浆加固工作之前，要先对该段隧道的岩体渗透性，水量和水压要有一个大致的认识，以便进行注浆工作。

一、目前岩溶隧道工程的主要危害

在我国道路或是工程施工中，经常会途径一些岩溶地区，需要开采隧道才能通过，但是一些岩溶地区含水量丰富，施工队伍稍有不慎就容易出现大规模的突泥突水现象，给施工队伍造成了阻碍。并且受这些恶劣影响，施工队伍的工程质量往往难以保证，隧道建成运营环境也得不到保证，威胁到每一个使用隧道的人民生命安全。

在岩溶区域进行隧道施工主要产生的工程危害有以下三种，其一是水资源的浪费和枯竭，部分地区的水资源联通较为紧密，部分水源经过岩溶隧道地区，施工队伍如果没有及时的采取加固工作就会使得该地段的水资源大规模的浪费，涌出的水资源也得不到利用。其二是地表塌陷和地面沉降，在岩溶隧道进行施工的过程中，隧道没有进行加固工作很容易产生突泥现象，造成大部分的土壤涌出，严重时会掩埋岩溶隧道，大量的岩土移动还会使得该地区的地表发生沉降和塌陷，造成该地段的交通堵塞。其三是引发工程灾害，在含水量丰富的岩溶地区开采隧道需要时刻关注该地区的突水突泥现象，一旦发现就要及时加固，防患于未然。大量的涌水和涌泥会淹没施工场地，损坏施工设备，给施工队伍带来生命财产威胁，严重影响隧道的正常施工。

二、隧道注浆加固技术发展现状

（一）注浆加固发展理论

目前国内外对于隧道注浆加固的理论研究远远不能满足工程施工的实际需求，需要我们进一步的研究发展。国内外的主要研究方向集中在注浆材料的流变特性，劈裂注浆理论和渗透注浆理论这几个方面，施工中应用最为广泛的是渗透注浆法。

（二）注浆加固材料

在隧道内注浆材料大致上分为两类，水泥注浆材料和化学注浆材料，两种材料各有其施工特点要求，水泥注浆材料在凝固后强度高，造价也相对低廉，来源广泛且操作难度低，但是一般的水泥注浆材料颗粒较大且不甚均匀，难以满足一些特殊的隧道注浆加固工作。化学注浆材料时新型的一种注浆材料，具有可塑性好，颗粒小且分明的特点，可以轻松的注入到一些岩溶隧道的细微裂缝中，满足各种工况下的加固需求，但是化学注浆材料发展还不成熟，应用和操作也相对困难，造价成本高，不适合大面积的注浆加固工程使用。

（三）注浆加固施工

注浆加固在工程建设中属于隐蔽性施工，早期的加工工作中没有较多的监测要求，因此对加固过程中产生的一些问题没有及时注意到，产生了不可挽回的巨大损失。近代微型电子计算机的发展给予岩溶地区注浆加固施工工程的实时监测提供了可能，现代注浆加固工程已经开始普遍使用电子计算机系统来帮助施工人员监测加固过程中岩溶区域的注浆压力、浆体流量。浆液粘度等重要施工数据，来让施工控制中心可以第一时间对施工突发状况作出反应，并收集施工中产生的有关数据，以便技术人员进行分析研究，来确定注浆工作中控制注浆工序的要点和注浆过程中更重工程的应变规律，提高注浆工工作质量，保证隧道稳定性，确保人民群众和施工队伍的生命财产安全。

三、岩溶隧道注浆设计技术的应用研究

根据所处岩溶地段的工程需求，隧道注浆设计可以为分周边注浆、地表注浆。超前预注浆、超前帷幕注浆四种主要注浆方式。

（一）周边注浆

周边注浆是通过加固岩溶开采隧道的周边岩体进行注浆加固，根据使用功能的不同又可以分为周边加固注浆和周边回填注浆。水泥注浆液是周边加固注浆的主要材料，主要目的为加强周边岩体的防水性能，回填周边岩体的空隙，加固周边岩体结构，提高周边岩体的承载力，以此来支撑岩溶隧道工程的施工。

（二）地表注浆

地表注浆一般适用于地面下30cm左右的岩土层，通过注浆使得靠近的地面的洞室或者是岩溶隧道顶部的松散土壤加固凝结，以便形成大体积的混凝土块，帮助施工队伍顺利加工岩溶山体。

（三）超前预注浆

在岩溶隧道施工过程中，有些特殊工况需要一边进行隧道施工，一边进行注浆加固，这时就需要对隧道进行超前预注浆，使用口径较小的导管对施工隧道前方的岩体进行初步渗透，是一种预先加固施工岩体的辅助施工方式。多用于土质较为松散，施工地区含水量丰富的工程，一般使用水泥注浆液进行施工，以保证注浆的防水性和加固性能。并根据不同施工工况来调整水泥注浆液配比，在单体注浆液效果不佳的时候，也可以选用水泥-水玻璃双重混合注浆液体。

（四）超前帷幕注浆

超前帷幕注浆主要应用在地下水丰富的施工地区，在施工准备阶段，对岩体进行一次注浆加固，形成一个防水帷幕来确保施工进度的顺利进行。

（五）注浆加固施工的主要步骤

注浆加固施工是关系到隧道稳定性的重要辅助工程，在施工开展前，要预先调查施工地段的岩土特征和地下水分布，根据隧道施工路段来设计一个全面的施工方案，并根据施工过程中可能遇见的突发状况作出好预留备案，选择好注浆方案后，在施工场地预先进行注浆液的检测和注浆试验，确保注浆液可以达到预期的加固效果。其次是要根据实施的施工状态来不断调整注浆工程的各种参数，并实时收集注浆工程中产生的各项数据，做好工程监察工作，一旦出现问题，及时同时施工队伍进行调整，以确保注浆施工质量。

四、结束语

注浆施工是确保岩溶隧道稳定性的重要工程，我们要从改善注浆施工的监察工作入手，改良施工技术，引进先进施工设备，培养相关技术人才，做好注浆施工的各项准备工作，以此来保证隧道建成后的稳定运营。

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