注浆技术在铁路隧道施工中的应用分析

梁家启

【摘 要】在铁路隧道施工建设中，注浆技术的出现提高了工程效率，保证了工程的可靠性。文章总结注浆技术及注浆材料的种类，并分析注浆技术工艺，希望可以对相关人员提供参考。

【关键词】注浆技术;铁路隧道;注浆方法;施工应用

【中图分类号】U445.55 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2021）04-0102-03

随着我国经济发展进入新常态，为了加快各地区的基础建设，我国近几年在这些形态各异的山地进行大量的铁路隧道建设，在施工过程中工程加固、防渗、防裂措施极为重要，对隧道的成功修建意义重大。在很长一段时间内，工程师一直在研究一种实用性和可靠性兼顾的工程技术，而随着注浆技术的广泛应用，这个问题也迎刃而解。注浆技术使得铁路隧道的承载性和可靠性都有了很大的提升，保证了整体工程质量。

1 浆液的基本概念

从流变学的角度出发，流变模型可以用来分析任意的注浆材料及载体。比如，在石灰石风化区及新鲜完整的灰岩区，大多数的注浆载体都符合胡克定律;而在有断层破碎带及岩溶发育良好的地方，则大多属于塑性体等。水泥浆液一般用黏性及塑性-黏性来界定，即人们常说的牛顿体和宾汉姆体。所以，注浆载体在弹性与塑性之间变化;浆液基质在黏性与黏性-塑性之间变化。注浆的实施就是这两者变化的组合与调节。

在具体施工过程中，会使用到不同类型的注浆材料，材料的具体应用情况见表1。

2 注浆技术分类

2.1 渗透注浆

渗透注浆是通过对注浆材料进行加压，使其注入孔洞或裂缝中，同时克服自身及环境的阻力（山石、混凝土或钢筋混凝土体），当其凝固时就能发挥防震加固及减少渗漏的作用（如图1所示）。渗透注浆的工作原理就是将注浆施工处看作是均匀的同性载体，比如在隧道施工中，将注浆材料注入山体钻孔，使浆液扩散填充孔洞及裂缝，提高工程强度。

2.2 压密注浆

压密注浆是注浆材料使用稠密的浆液，在施工过程中进行严格的监测和控制，将注浆材料挤入载体，在注浆处形成一定大小的结石体，对其周围岩石形成位移或者压实载体。

2.3 劈裂注浆

劈裂注浆是通过钻孔将注浆加压，当注浆材料的压力大于注浆设备极限承载力时，使得被灌载体发生水力劈裂产生新的缝隙，或者使原有裂缝沿最小阻力抗线方向继续扩展、张开，从而使得注浆材料填充到空隙中实现减震加固。

3 注浆技术的作用

3.1 填补漏孔

铁路隧道修建过程中，对工程中出现的孔洞用注浆材料进行添堵，防止隧道洞壁出现渗水、漏水现象，提升铁路隧道的可靠性 [1]。

3.2 复位偏斜度

当隧道出现不均匀沉降时，注浆技术的应用可以使其恢复到原位。因此，在紧固铁路隧道裂缝中适当使用注浆技术，可以提升整体工程的可靠性 [2]。

3.3 防渗

在隧道修建和使用过程中经常出现渗水、漏水现象，利用注浆技术可以降低工程中的渗透性，减少隧道渗水现象，提高整体工程的安全性。

3.4 增加隧道强度

根据工程实际情况使用不同的注浆材料，增强洞壁的力学性能，使其可以抵抗适度的地质变动，在保证隧道安全性的前提下，提高其使用年限。

4 注浆技术施工流程概述

在铁路隧道修建过程中，为了保证安全性及经济性，必须对注浆技术的施工流程进行分析，保证施工人员熟悉每一个流程。注浆技术工作流程如图2所示。

4.1 打孔

根据工程需要确定基本的打孔位置，再根据设计要求测量出具体位置，转机的转头也要做好调整，保证接下来的工作可以有序地完成。调整转机的位置进行钻孔，先要转出导孔，之后进行注浆孔的转取，在整个施工过程中，要不断地校对处理，保证钻孔符合设计要求，防止其出现偏斜的情况。钻孔过程中也要对转机和转头位置进行校对，使其可以顺利地完成工作任务。

4.2 安装注浆管

施工过程中，合理布置注浆管位置至关重要，这对整个工程的质量有着重要的影响。在安装过程中，为保证注浆管可以安装到设计的位置，需要对钻孔进行清理，通常会用射水处理，避免孔洞被沙石堵塞，使注浆管可以顺畅地插到预定位置。

4.3 注浆材料制备

在注浆技术应用中，广泛使用水泥浆，因此本文主要介绍水泥浆的制备。制作水泥浆是整个工程的重中之重，配置不同的水泥浆需要使用不同类型的水泥。应根据隧道设计要求，在保证其可靠性及经济性的情况下制备不同的注浆材料。在制作过程中，要保证其强度等级，需要施工方加大质量审查力度，及时替换不合格的材料。同时，也要考虑注浆材料的使用环境，在适合的温度、湿度环境下進行施工作业，保证注浆材料可以最大限度地发挥工作性能。

4.4 喷射注浆处理

在注浆材料准备完成后，需要对施工隧道进行喷射注浆，这是整个工程的核心部分，施工方要保证施工质量，避免注浆中出现空腔现象。近几年多采用高压摆喷进行注浆，这样可以保证注浆材料达到足够的深度及覆盖面，较大的压力也避免了空腔现象的出现。在具体操作中，要将喷管布置到设计深度，同时要检测和控制注浆材料的压力和流量，使其达到合理的喷射范围，通过及时调整设备使其可以完全填充孔洞。填充结束后，要对处理结果进行评估和检查，保证施工达到铁路隧道的设计要求。

4.5 浆液回填

当对填充处进行检查后发现有空腔及漏喷部分，要及时补填注浆材料，这对于保证整个工程的质量非常重要。隧道施工中出现空腔会影响其力学强度，给施工安全及日后使用埋下隐患。注浆过程中，如果喷管流量突然降低，则极易发生漏喷，形成空缺，因此喷浆过程中的检测也极为重要，当发现漏喷时，要及时回填，保证工程质量。

4.6 清洗設备

对钻孔喷浆完成后，要及时清洗相关设备，防止注浆材料对设备造成堵塞损坏。及时清理维护也可以提高设备的工作寿命，降低故障率，保证工程进度。清洗时要重点清洗喷射设备，将残留的注浆材料清理干净，保证下次使用不会发生堵塞。

4.7 设备移位

设备清洗完成后，将相关的喷浆设备放置下一个注浆孔，再次进行注浆，重复上述工作。

5 应用特点及注意事项

5.1 应用特点

在铁路隧道建设中，当支撑体不稳定或隧道洞壁岩石有松动现象时，采用注浆技术是最普遍的方法。当需要注浆时，首先要确定注浆的位置，检测隧道结构中不稳定的部分，然后根据载体特性及施工要求钻取合适的钻孔，要保证钻孔的深度及位置准确，避免出现偏斜现象，根据实际情况选用合适的注浆方法和注浆材料，制订出一套科学的实施方案。注浆材料不但要在短时间内凝固 [3]，还要保证它具有足够的力学强度和防渗透性，这对注浆方法和材料的选用都提出了较高的要求。注浆施工过程中，首先要确保设备性能和使用环境良好，制定合理的注浆工艺及步骤，注浆时不能改变施工顺序，改变施工步骤可能会形成空腔或者达不到预期效果，进而对整个工程的质量及安全性产生危害。若要用到钢板或其他工具衬砌，必须按照已经制定的施工步骤进行喷浆作业，严禁擅自更改施工顺序，保证施工过程的安全性。

5.2 注意事项

在铁路隧道施工过程中，通常可以选择多种注浆方法，工作人员在实际操作过程中，应该结合具体的工程项目选择合适的注浆技术。每一种注浆技术在施工之前，工作人员都需要控制注浆的参数，注浆参数对于注浆工程质量有很大的影响。在参数控制工作中需要注意以下事项。

其一，在注浆过程中，工作人员需要对压力进行控制，因为注浆过程动力来源主要是压力，所以压力变化情况是能够影响注浆质量的重要原因。在进行注浆工作的过程中，其质量结果和效果也会受到多种外界因素的干扰，其中包含地质条件、注浆方式和材料等，这些都是能够影响注浆压力的因素，因此在控制注浆压力时，技术人员需要根据实际情况采用正确的控制方式。通常在对地面浅层进行注浆时，注浆压力相对较小，渗透系数和注浆系数之间成反比关系，所以在注浆的过程中一定要控制压力因素。

其二，在注浆中通常会出现浆液大面积扩散问题，因此技术人员要注意做好防范工作。在注浆过程中浆液扩散的面积越大，其覆盖范围就越广，进而会在一定程度上增加影响注浆质量的因素，同时会给环境带来不利影响。在注浆过程中会对注浆半径产生影响的因素主要包括注浆压力和注浆时间，因此在注浆过程中，工作人员应该重视控制注浆时间及压力，并且根据实际工作情况进行适当调整，避免在注浆过程中发生浆液扩散超出特定范围的情况，进而影响施工质量。

其三，当注浆工作完成后，工作人员需要对其凝固时间进行控制。技术人员在实际施工中，要采取合理的措施控制浆液凝固时间，可以通过加入催化剂实现对凝固时间的有效控制。此外，应尽量缩短凝固时间，进而满足工期需求。

6 结语

近年来，我国高铁快速发展，而铁路隧道建设是其重要组成部分，对各地区的协调促进发展起着不可替代的作用。随着工程人员的不断探索与研发，注浆技术也不断地趋于成熟，广泛应用于铁路隧道的建设中。注浆技术实用性高，操作简便，对施工环境要求低，使用成本低，施工时间短，对提升隧道工程的安全性及稳定性有着积极的意义。应用注浆技术时，要结合实际情况及隧道设计要求，合理选择注浆技术和材料，按照制订的计划步骤进行施工，在保证整个工程质量的前提下，提高施工效率和经济性。工程人员要在实践中不断提高自身的理论水平，为我国的铁路隧道工程建设贡献力量。

参 考 文 献

[1]郭磊.高速公路隧道浅埋段地表深层注浆施工技术[J].珠江水运，2019（15）：15-16.

[2]陈伟.深孔注浆技术在地铁暗挖隧道施工中的应用[J].科技风，2019（27）：95-96.

[3]熊佳佳.隧道工程现场注浆试验设计与实施[J].中外建筑，2019（8）：229-230.