松散地质段隧道开挖地表压浆施工技术分析

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摘 要：在松散地质路段进行隧道施工，对隧道工程的实施具有较大的挑战性。松散地质具有岩层结构稳定性差、土壤易流失、土体承重力差的特点。所以，在这种条件下进行隧道施工，必须采用地表压浆等特殊的技术手段，来解决松散地质所带来的施工难题。本文针对在松散地质段进行隧道开挖地表压浆施工技术手段展开相关论述。

关键词：松散地质段；隧道；地表压浆；施工技术

中图分类号：TU74 文献标识码：A

隧道作为公路建设的一种形式，为在许多特殊地质条件下的地区沟通提供了可能性，特别是在一些山区、丘陵地带，通过隧道的形式，使当地人民取得了与外界的联系。对一些松散地质段，可以借鉴国内外先进技术手段和经验，通过解决开挖后松动早、来压快、易塌方的特点入手，对其早支护、短进尺、早封闭、加强支护，另外通过其他各种专业辅助措施共同作用，来提高松散地质段隧道开挖地表压浆施工的质量。

1 松散地质段的施工特点

松散地质段由于自身所具有的特性，具有施工难度大、危险性高、工程易塌方的特点。松散地质土壤结构松散，土体空隙较大，具有很强的滑动性，易被雨水冲刷。在松散地质段施工，需要有针对性的选择专业的施工方案，以便施工。

2 压浆施工的内涵

压浆施工是压密注浆的简称。在隧道施工中，压密注浆是指利用较高压力向土壤中灌入浓度较大的水泥浆，开始时总是先填充较大的空隙，然后在压力下再逐渐渗入土壤缝隙。随着土层缝隙内水泥浆液压力逐渐升高而对土层结构产生强烈挤压，土壤中会出现剪切裂缝产生劈裂，浆液随即填充裂缝，形成浆脉，浆脉在土壤中凝固形成土体中新的网状骨架。水泥浆在填充土壤缝隙的过程中，使土壤结构变得更加紧密，加上浆脉的形成，使得土体的抗压能力和防渗性能都大大得到提高，从而使松散地质的土体提高承载力。这种压浆施工技术主要用于不饱和土壤结构。对于一些排水相对困难的施工场地，则需要降低灌浆速率，以防土层渗水量土壤增大。

3 隧道开挖地表压浆施工方案

根据所在松散地质岩层条件，采取地表压密注浆预加固技术，将含有凝胶、填充性能的浆液材料压入地层。为了改善岩层的物理力学水平，提高围岩地基的承受力、抗剪强度和自稳能力，可以对松散地质进行填充-挤压密实-加固处理，这样不仅可以将土层变实，还能填充土层中的缝隙，减少注浆对土层造成的渗透作用和隧道开挖后土层的渗水量增加的现象。

在隧道进口处采用管棚超前注单液浆加固地层，管棚长度一般不超过20m，环向间距设置在60cm左右，外插角控制在5-6°，搭接长度在3.5m左右。拱墙设超前小导管预注单液浆加固地层，小导管长大约4m，搭接长度在2m。由于松散地质段采用大管棚注浆在成本和时间上并不是最佳选择，所以采用地表注浆加固并结合超前小导管预注单液浆的方式加固地层。

4 松散地质段隧道开挖地表压浆的具体施工方法

松散地质段隧道施工中最需要注意的问题就是要对地层进行加固处理以防止隧道坍塌，针对这一技术，施工人员需要综合考虑多个方面，除了对地形地貌有非常全面的掌握之外，还要对可行的地表压浆方案的施工方法做到心中有数，以便使这一过程为隧道施工打下良好、稳固的基础。

4.1 洞口处理

洞口是隧道施工能否顺利进行的前提和保证，施工人员应该根据不同的地形来决定刷坡坡率。坡面的固定可以采用锚网喷混凝土，坡面加固可以采用小导管注浆，注浆图案可以结合实际进行选择。这一过程的操作为地表压浆施工打下了良好基础，不仅可以在地表注浆时起到止浆面以防浆液流失的作用，还能防止日后隧道施工过程中边坡坍塌等情况的发生。

4.2 挖掘洞顶临时截水渠

挖掘截水沟的目的就是为了引开从山体上下来的水流，防止其对隧道附近土层造成冲刷。所以，对于截水沟的挖掘应该充分考虑地形地貌，采取合理的坡度，同时提高实用、美观的意识。

4.3 压力灌浆

高压灌浆是整个工程最关键的阶段。一直以来，由于一些原因，导致传统的压浆施工达不到预期效果，压浆后浆脉不够饱满、密实度差，甚至强度不足。针对这些问题，压浆本身的质量以及压浆灌注时各种仪器、设备的配合都是具有决定性的因素。如果浆液内水灰比不合格，会使浆脉强度不够，浆液在土壤中对土壤缝隙的填充不足，以及对土壤挤压不实。而灌浆机器如果工作强度不足，也会导致压浆效果不良。

进行压浆前，应该充分检查各个部位的接口严密程度，老化破损的橡胶管要及时换掉，枪头塞入钻孔深度要达到80-100cm之间。各部位的螺丝应该多次检查，确定旋紧、安装无误后，再进行压浆。因为压浆时压力非常大，松散的螺丝对施工人员非常危险。

针对松散地质段土壤孔隙较大的特点，应选择在浆液中添加U型高效膨胀剂，使水泥浆在初凝时膨胀，以促进浆液对土体的填充，当浆液达到饱满时，可提高松散土体的密实性。同时，应该适当降低水灰比，并加入适当的超塑性剂来提高浆液的流动性。灌浆时，压力设置在0.3-0.6MPa即可。对于土体内含有泥夹层的部分，应适当加大灌浆压力。浆体在保证足够的流动性的前提下，应有足够的强度，浆脉形成时，7天的抗压强度应不小于20MPa，并且浆脉强度分布要均匀，具有一定的稳定性。

4.4 超前小导管注浆补充地表压浆不足

由于地表注浆施工技术只能使地层得到加固，在开挖过程中，不能起到大管棚施工的挑台梁作用，所以需要采用拱部双层超前小导管注单液浆的方式以弥补地表注浆加固的不足。具体操作时，可根据所建隧道规格选择内、外层小导管所需的钢花管的角度和长度、环向间距等等，其主要功能就是进一步加强隧道拱部开挖轮廓线以外一定范围内的松散体注浆牢固程度。为了解决小导管注浆中碎石孔隙太大不利于浆液渗透的问题，可以先对整个面进行混凝土喷射，形成一定止浆面后再进行注浆加固。

结语

目前，在松散地质段进行地表压浆施工，已经成为多种不同用途的隧道施工首选的施工方案。通过地表压浆施工，松散地质段的土壤结构变得更加紧密，承载能力更强，从而大大解决了松散地质段不利于施工的问题。多种不同功能的隧道在这项施工方法对松散地质的预先处理后，后续的工程进度才能陆续进行。所以，地表压浆施工技术对于解决不良地面施工，具有重要的参考价值。在这项施工技术的具体操作上，我们已经取得了比较丰富的经验，技术上也趋于成熟，应用规模也在逐渐扩大。

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