试分析隧道施工中的注浆堵水技术

张琛

（甘肃万泰建设工程有限公司，甘肃 兰州 730010）

0 引言

在公路的隧道施工的建设过程中，经常会遇到一些比较复杂的地形或者较为糟糕的地质情况，尤其是在隧道施工的过程中，就经常会遇到一些突然发生的问题，这些突然发生的问题所带来的危害就会对相关工作人员的生命安全造成严重的威胁。为了保证公路的隧道施工工作开展的顺利，对于一些具有危险岩石以及巨大缝隙的地区，就需要进行合理的堵水工作。而注浆堵水技术的有效应用在隧道施工的过程中就显得尤为重要。因此，本文就隧道施工中注浆堵水技术进行分析，以此来确保隧道施工的质量和效率，进而有效的促进我国隧道工程的发展和建设。

1 隧道施工中注浆堵水技术的概述

1.1 注浆堵水技术所具备的重要作用

注浆堵水技术在隧道施工过程中是比较常见一种施工工艺，主要应用在处理地下积水、加固隧道基层等方面[1]。注浆堵水技术是提高隧道施工质量和保证隧道施工安全的重要施工工艺。对于注浆堵水技术而言，其主要的目的就是堵水防渗还有加固增强。具体来说，注浆堵水技术具有以下作用。

（1）惰性填充。在浆液凝固之后，对于岩石内部的缝隙就需要进行填充，以此来使得岩石土体的外力支撑有效的提高，并且使得岩石的形变得到有效的改善。

（2）化学胶结。对于化学胶结而言，这属于一种化学反应，具体来说就是在地层当中注入化学浆液和水泥浆液，然后这两者会在其中产生化学反应，以此来使得岩土的强度得到有效的提高。

（3）压密挤密。在注浆的过程中，注浆所产生的压力会对地层造成挤压，这时就会对其中存在的孔缝还有裂隙进行挤压压实，以此来使得地层的力学性能以及密实度得到有效的提高。

1.2 注浆的渗透原理

在地层当中，浆液通常都是以紊流的状态存在的，并且会随着注浆量的增加而逐渐的增多，而在注浆的规模增大的情况下，渗透的断面也会随之增加，这样就会减少压力，使得流动的速度减慢[2]。而在地层的深层部分，浆液在沉积后会变成为阻滞流和层流的状态，随着时间的变化，浆液也会逐渐的凝固，进而逐渐的形成具备较高强度的结构。这个形成的结构不断可以阻止浆液的流动，同时对于地下水的流动也具备阻止的作用。对于注浆渗透的原理来说，其实就是在机械充塞还有水化反应的作用来使得浆液扩散，进而实现充塞。其中的机械充塞其实就是在机械作用下使得浆液可以绕着地层当中的缝隙进行流动。而水化则是指水和材料在注浆的过程中产生化学反应，以此来实现地层缝隙的注浆。

1.3 适用范围

在隧道施工建设的过程中，不可避免的一种灾害就是涌突水，一旦发生涌突水灾害那么就会对施工的安全造成直接的影响，所以为了可以更好地解决涌突水问题，就需要科学合理的应用注浆堵水技术。对于涌突水而言，对其进行控制的方式主要就是堵和排。所谓的堵就是对地下水的流路进行阻隔，以此来防止涌水问题的发生。而排则是指对掌子面的地下水进行排水，以此来使得地下水位缩减[3]。在隧道施工的过程中，在使用排水方式的时候，一定要采取成本低并且容易施工的方式。但是如果施工区域的地下水水量比较大的时候，或者是减少地下水位的难度比较大的时候，那么在堵水的时候就应该要针对实际的情况来采取合适的堵水技术。对于隧道的涌突水来说，注浆施工是比较常见的堵水技术。在运用该技术的时候，将浆液注入到地层当中，以此来形成固结土，这样可以使得地层的透水性得到合理的削弱，并且还可以围岩的稳定性得到有效的保障。运用注浆堵水技术来实现完全止水的关键就是形成弱透水，并以此来全面的提高围岩的止水性能。在隧道施工的过程中，施工人员如果遇到了涌突水等问题，那么对于注浆堵水技术一定要进行科学合理的使用。

2 隧道施工注浆堵水技术应用的关键点

2.1 注浆堵水技术的参数控制

2.1.1 凝胶的时间

在对凝胶的时间进行确定的时候，对于泵压力还有进水量一定要进行综合的考虑，这样才可以保证所确定的凝胶时间是合理的[4]。一般来说，当泵压小幅度的上升，而进水量比较大的时候，那么凝胶的时间为1～2min，而当泵压短时间大幅度升高的，并且进水量比较小的时候，那么凝胶的时间会延长到5～6min。

2.1.2 进浆量

在判断进浆量的时候，一般是以这几个值为依据：首先当泵压小幅度升高并且进浆量的值超过300L/min 的时候，那么就可以采取大进浆量；而当泵压平稳的升高，并且该值在100～300L/min之间，那么进浆量就是正常的；而当泵压短时间内大幅度升高，且值在100L/min 的时候，则应该采取小进浆量。

2.1.3 注浆压力

当浆液顺利的进入到土层的缝隙当中时，就可以在注浆压力的推动作用下将其注入到缝隙当中[5]。而在这个过程中应该要控制注浆压力，并且对于浆液的性能还有土层缝隙的规模等进行充分的考虑，然后在设置注浆压力值的应该要依据隧道施工项目的实际情况进行。

2.1.4 注浆结束

当注浆的压力也和所设计的最终压力保持一致的情况，将注浆作业结束。

2.2 注浆过程

2.2.1 浆液的配置

在浆液进行配置的过程中，一定要按照从稀到浓稠的基本原则进行配置，在整个配置的过程中要灵活的调整，并以进浆量作为标准，对于浆液的关键参数（如浓度、体积比还有凝胶时间等）要进行合理的控制。

2.2.2 注浆

在注浆施工的过程中，对于注浆的压力一定要给予高度的重视，如果该值升高的速度比较慢的时候，那么进浆量参数就应该要合理的减少，以此来使得各个参数的均衡性得到有效的保障。

2.2.3 设置注浆段的长度

在设置注浆段长度的过程中，对于设备工作的性能（也就是注浆能力）、施工现场的地质条件还有水文情况等都应该要综合的进行考虑[6]。在注浆作业之后，还应该要挖掘止浆带，以此来为之后的注浆堵水施工奠定基础。

2.2.4 孔口管的埋设

在孔口管埋设的过程中，空口和管壁之间的缝隙可以运用麻丝来进行填充，这样才可以使其紧密性得到有效的保障，接着再将浆液注入到孔口管当中。在注浆堵水施工的过程中，关键的一个装置就是孔口管，因为其具备着导向作用，所以在其埋设的过程中，对于外插角一定要精准的控制。

2.2.5 布置注浆孔

对于注浆孔而言，其布置的效果会对注浆堵水施工的效果造成直接的影响[7]。所以，在对其进行布置的过程中一定要对于水层和土层缝隙的实际情况进行结合，以此来使得注浆孔布置的合理性得到有效的保障。在这个过程中，如果岩石层当中具备的裂缝比较丰富，并且规律性不够明显，很难进行注浆孔布置的时候，那么可以将注浆孔均匀的布置到含水层上。而为了使得注浆堵水的施工效果可以得到有效的提高，那么注浆孔应该要穿过缝隙，并且按照长短相结合的基本原则来对注浆孔进行合理的布置。

2.2.6 钻孔

在钻注浆孔的时候，应该要先将注浆孔的孔位确定好，在确定完成之后使用红色的油漆在指定的工作面标记好。接着将其作为钻孔作业的基点，调整钻头的位置，移动钻机，然后与孔位对齐[8]。在初期钻孔的时候，一定要遵守速度慢、加压轻的基本原则进行，并且有关的施工人员还应该要涌水位置、起止的时间还有涌水量等信息进行完整的记录。

2.2.7 注浆的速度以及顺序

在注浆的过程中，一定要先完成外圈的注浆作业，然后在完成内圈的注浆，而对于同一圈进行注浆的时候，应该要按照从上至下的基本原则来进行。而对于注浆的速度来说，应该要依据钻孔的涌水量来确定。当涌水量大于等于50L/min 的时候，那么比较合适的注入速度为80～150L/min；而当涌水量小于等于50L/min时，那么就应该要在这个注入的速度的基础上减少，一般来说比较合适的速度为35～80L/min。

2.3 注浆堵水施工质量的检测

一般来说，注浆的角度误差应该要小于等于0.5°，成型注浆帷幕的厚度应该要大于等于6m，注浆孔的深度误差一定要小于等于五厘米，注浆的每段长度一定要小于等于32m。而在分段注浆施工开始之前，钻孔注浆的长度应该要控制在五米左右。在施工现场中，如果有持软弱破碎带或者是断层存在时，那么一定要及时的运用相应的安全处理措施，以此来有效的防止发生安全事故。在完成注浆之后一定要对注浆的实际压力进行测量，确保其已经满足设计图纸的标准要求。对于注浆的每一个注浆孔而言，都应该要满足相应的标准要求，并且不能够有漏浆现象的发生。

3 结语

综上所述，在隧道施工的过程中，运用注浆堵水技术可以使得围岩力学性能还有物理性能得到有效的改善，并且还可以得到比较良好的加固围岩效果以及堵水效果。因此，在施工的过程中，对于注浆方案还有注浆材料等应该要依据施工现场的实际情况来进行合理的选择，以此来确保钻孔注浆施工的效果以及质量，进而为之后的隧道施工奠定坚实的基础，促进我国隧道工程的建设和发展。