岩溶隧道帷幕注浆止水的施工技术

2016年第33期（11月 下）

桥梁与隧道工程

岩溶隧道帷幕注浆止水的施工技术

邓小红

（江西赣粤高速公路工程有限责任公司，江西 南昌 330013）

摘要：结合具体工程实例，对岩溶隧道帷幕注浆止水施工技术进行了探讨。实践证明，在岩溶隧道施工过程中，使用帷幕注浆的方法进行使用有比较好的施工效果，具有较高的应用价值。关键词：岩溶隧道；帷幕注浆；止水施工中图分类号：U455

文献标识码：B

1 工程概况

某隧道工程设计施工长度为6831m，隧道所处地区地层主要为富水地段，地质结构复杂，地下水发育。在进行隧道施工时很容易出现突泥、突水、塌方的情况，围岩主要为V级、IV级。隧道非溶岩交界处和溶岩交接处比较复杂，很容易出现突水、涌泥的情况，水的正常涌水量为7321m3/d，最大涌水量为45762m3/d。在隧道从此地段穿过时，很有可能出现涌水情况，需要采用帷幕灌浆技术进行处理。

基于此，在施工前期应当对洞内抽排水设备、排水设施进行严格检查，同时还要准备防风险设施和材料，设备规格表如表1所示。

表1：帷幕设备规格

序号

名称冲击钻

1

液压钻机

ZYG-150

钻孔深度150m，Φ65～Φ120，重量

120kg

4～12Mpa，18.5KW，流量0～270L/

min，重量930kg10Mpa.11kw

型号YQ-100

规格

钻孔深度30m，Φ85～Φ130，重量

300kg

2 分析隧道帷幕注浆基本施工方案

结合工程建设实施设计基本需求，对于隧道DK267+850～DK267+900段则需要使用3m超前帷幕注浆进行预加固，其中超前预注浆段基本长度是27m和30m。对于隧道DK268+205～DK268+302段需要使用8m超前帷幕注浆，其中超前预注浆段基本长度是27m和30m。超前小导管布置在隧道外轮廓线5m的位置，使用厚度为5mm，外直径为50mm的热轧无缝钢管加工制成，钢管前部加工成锥形，尾部使用焊接钢筋进行加固。

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复式注浆泵双液注浆泵水玻璃桶储浆桶高速搅拌机

ZG6310ZYB-S70/100

200L200LJZ350

叶片式

3.1.2 按照施工需求完成注浆浆液配置

结合隧道施工地质环境和条件实际情况选用单浆液和双浆液。其中单液水泥浆浆液在配置时要按照施工现场条件和凝结要求添加速凝剂，并使用水调剂成为单液水泥浆浆液，其中单液水泥浆水和灰的比例为1:0.6～1:1，保证单液水泥浆从稀到浓。为了减少水泥浆凝结时间可以结合试验要求，在水泥浆中添加速凝剂，通常情况下速凝剂用量是水泥用量的2%～3%。而双浆液主要是水泥与水玻璃相互混合水泥浆，并且水泥浆水灰比例为1:1～1:1.5，水玻璃的浓度控制在30～40玻美度，而水泥与水玻璃的体积比例是1:0.3～1:1，结合试验基本需求添加缓凝剂，通常情况下缓凝剂是水泥用量的1%～3%。

在施工过程中严格要求注浆水泥强度等级大于等于R42.5，而水玻璃浓度要求在30～40玻美度范围内，使用TGRM超细双液型水泥基特种注浆材料有助于提高施工质

3 帷幕灌浆的施工方法

3.1 工程施工前期准备工作3.1.1 工程施工平台的准备工作

在工程项目施工前需要先做好施工平台准备工作，建设施工钻机平台，搭建施工材料存放点，布设施工控制线路。然后将工作面封闭用做止浆墙，避免注浆施工产生冒浆现象。注浆工程施工前期需要严格按照施工要求检查钻机、搅拌机、注浆泵基本性能，确保施工设备始终保持良好状态。此外还需要准备施工材料，其中包含有密封套和注浆管等其他材料，将注浆施工需要用的水玻璃、缓凝剂以及水泥等其他材料等运送到施工作业平台上，确保材料满足施工需求。在实际注浆与开挖施工过程中可能会产生涌水或者局部坍塌等状况，极大危害着地面施工的安全，

[1]

收稿日期：2016-08-13

作者简介：邓小红（1965—），男，工程师，研究方向为公路工程。

72量，而缓凝剂则需要使用磷酸氢二钠，速凝剂需要使用EC477-92水泥速凝剂。3.2 进行帷幕注浆施工3.2.1 布设孔口管的方法

根据工程施工设计要求与掌子面地质环境实际状况，对孔口管进行相应调整和布设，确保注浆孔满足施工标准且穿过裂隙，在注浆过程中能完成出水裂隙的填充，从而有效提升工作效率和工作质量[2]。孔口管布设的基本方法为：使用ZYG-150型钻机钻深度为3.2m孔，然后插入长度为3m的108mmPVC孔口管，外露出20～30cm，采用麻丝填塞于管壁与孔口接触处，然后再往孔口管内部注入双液浆固结。而孔口管的主要作用是导引双液浆灌注，在安装钻孔过程中应根据安装要求控制好外插角度，确保固结牢固，避免出现窜浆或者漏浆现象。3.2.3 进行钻孔施工

根据工程施工设计钻孔方向和角度进行钻孔，避免出现打偏情况，使注浆施工形成较好的止水帷幕。在开孔过程中要按照轻加压、多给水、慢速度的原则进行施工。一般会先钻外圈，同一个孔圈则需要先钻其下部孔，然后再钻其上部孔，并且需要间隔交替进行施工。其中注浆孔应达到一孔多用的基本目的，注浆孔的间隔距离保持在3m.

⑴定期或不定期对孔内水量变化情况进行检测，了解裂隙发育与前方岩性的基本状况，从而给注浆方案和注浆浆液配比提供依据，记录钻孔数据和相关资料；⑵通过一序孔检查二序孔注浆的实际效果；⑶不断总结灌浆经验并采取合适的施工方案。⑷钻孔过程中做好安全控制，对孔号、进尺、岩石裂隙发育情况等进行记录，如果单孔出水量低于30L/min，可以继续进行钻孔施工，如果单孔出水量超出了30L/min要立即终止钻孔施工。3.2.4 搅拌作业

按照浆液配合比参数进行制浆，使用高速搅拌机搅拌浆液，并且搅拌时间应当大于等于3min，其中注浆材料包含有两种，即水泥单液浆、水泥与水玻璃双液浆。影响注浆效果因素相对较多，其中浆液配合比是影响注浆效果的重要因素之一，因此需要先对土体裂隙情况与浆液扩散半径进行综合考虑，然后再根据上文中设计的配合比例配置水泥砂浆。水玻璃浓度控制在30～35玻美度。如果注浆压力以及注浆量已经满足设计基本需求而无法自封孔的，则可以直接采用双液浆进行封孔。在注浆过程中结合涌水量大小以及进浆状况来确定浆液配比，若是涌水量相对较大，而进浆也较快，则使用凝胶时间较短的配合比。双液注浆时，要尽可能缩短浆液汇合管的长度，并控制在1m以内，为了防止管路被堵塞，临时停止注浆时要先将水玻璃停用，然后采用单液水泥浆的方式持续注浆60～120s，使用纯水泥浆将管路中的双液混合浆液置换出来。3.2.5 注浆的基本方法

使用前进分段式进行注浆，其中分段长度在3～5m范围内，在低压状况下灌注浆液并固定后方岩盘，再使用纯压

交通世界TRANSPOWORLD式进行深孔注浆。在注浆过程中严格按照先外后内、先上后下、对称开孔以及间隔跳孔基本原则进行施工，确保注浆基本效果与密实度。若是钻孔涌水量相对较大则使用较大速度进行注浆。

其中单孔注浆结束基本标准是：结合注浆压力与注浆量稳定时间进行控制，若是注浆压力逐渐升高，并在其达到实际终压后持续注浆10min以上时完成注浆。或者当单孔注浆量和设计注浆量基本相同时，控制进浆量为20～30L/min完成注浆。当已经达到设计终压数值时，则进浆量比10L/min小。

3.2.6 进行注浆效果评定

隧道开挖施工方法和注浆效果评定有着直接关联，使用超前探孔取芯的方法进行分析，对钻孔内部出水状况观察和检验，可以将注浆效果评定标准设定为：①一般施工地段检查孔出水量相对较小，通常小于0.2L/min；②进行压水检查，当压力为1.0MPa时，进水量一般小于2L/min；③通过检查孔获取岩芯，并对注浆充填情况进行观察。如果上述基本要求无法满足，就需要结合实际情况补孔注浆，达到施工要求为准。

对揭示后地质状况进行分析，完成超前帷幕注浆施工后，裂隙被浆液填充密实，使得地层透水系数有所减少，从而发挥堵水作用。3.2.7 帷幕注浆施工注意事项

首先在实际施工过程中注浆段施工较为顺利，施工人员则会认为注浆后围岩稳定性和固定性较好，没有充分考虑到帷幕注浆段开挖时就有可能产生坍塌状况，所以应在开挖前期采用超前支护措施进行防护，确保挖掘稳定性和安全性。严格按照设计要求控制注浆方向和深度，随时对涌水量、水压等进行检测，核对地质情况，注浆过程中遇到堵管的情况时要先将泄浆阀打开，然后将进浆阀关闭，查找堵管原因，所有的施工参与人员都需要经过专业的培训，没有经过培训的工作人员不允许上岗，对于一些比较重要的环节要安排专业人士操作。设备进场后要进行检查和保养，保证设备处于良好的运行状态下，施工现场要配备方木、编织袋、棉纱等抢险材料。

4 结论

本工程通过使用上述方法进行帷幕灌浆施工，顺利完成了隧道施工，起到了良好的止水效果。实践证明，在岩溶隧道施工过程中，使用帷幕注浆的方法进行使用有比较好的施工效果，具有较高的应用价值。

参考文献：

[1] 程建铝，宋战平.喀斯特地区铁路隧道工程地质灾害研

究初探[J].水利与建筑工程学报，2006，4（3）：18-21.[2] 段靖海.青龙山二号隧道防水和地下水保护施工技术[J].

国防交通工程与技术，2016（S1）：45-47.

（编辑：蔡海霄）

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