探析隧道帷幕注浆堵水加固基岩的施工技术

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摘要：帷幕注浆技术已经被广泛的应用，并且得到了国内外的认可。基于此，本文结合工程实例对隧道帷幕注浆堵水加固基岩的施工技术进行了分析。

关键词：隧道帷幕注浆；堵水加固基岩；施工技术

帷幕注浆技术主要是指：在已经打好孔的工作面上，注入一定量的水泥（或水泥―水玻璃等）浆液，注入的浆液水会受到一定的压力，这就会使浆液从围岩的间隙中挤出来，使其与岩体的缝隙填充，并且包裹岩体使其具有更高的强度，最后变成水帷幕。采用这种施工技术主要是为了防止地下水的过度流失以造成表面生态系统的破坏，确保生态环境不被破坏。

1、工程实例

歌乐山单洞双线隧道全长4906m，它的进口里程是DK151+070。采用Ⅳ级围岩地段为DK151+995～DK152+050，这段地段处于低洼地段，具有导水性和储水性，它的基岩很容易出现缝隙，并且岩石还容易破碎；在它的右侧有一段地下水发育而且围岩不稳定的水库，这就使在洞室开采的时候容易出现塌方、突水事故。所以，这就需要帷幕注浆进行堵水、加固岩石以保护施工的顺利进行。

2、施工技术

2.1施工技术参数

（1）采用孔口管长度是108mm、壁厚5mm的无缝钢管轧机，型号为YXU-75型钻机。（2）给止浆岩盘留处3m的长度，每次开挖深度为24m,注浆的长度为27m。（3）在了解该段隧道地质情况的基础上，通过推算及工程比较，最终确定隧道开挖轮廓线外3 m为浆液扩散半径（见图1）。（4）利用将双浆液超细水泥―水玻璃浆作为材料。水泥浆与水玻璃的体积比为1∶1～1∶1.03，水玻璃浆密度在1.21～1.38 g/cm3之间，水灰在水泥浆中的比为0.8∶1.0～1.5∶1.0。（5）注浆压力是由浆柱压力、孔口压力、管路损失压力三部分构成的。注浆的终压力是根据该处的静水压力加上1.0-2.0Mpa,这个数据是根据现场的试验为依据的；注浆的终压力要大于注浆的初压力，并且随着孔型深度的增加逐渐的递减。

图1 注浆纵断面、平面布置图

2.2施工方法

2.2.1探索钻探施工：在进行隧道工作面钻探的时候，先在钻探前30m处进行超前钻探，在超前钻探的区域进行探测和注水试验，据此来测定里面岩石的状态、水压力等等，这些操作都是为了以后的注浆做准备的，通过探测可以为注浆提供参数，以便后续工作可以顺利的进行。

2.2.2止浆墙的注浆施工：在进行第一次注浆的时候，先在掌子面浇注50cm厚度的C30的止浆墙，在以后的注浆时，利用已注浆的岩体来代替止浆墙（预留长度3m），用喷射混凝土把掌子面封闭起来，厚度在25-30cm之间。

2.2.3注浆孔施工：（1）循环注浆共分为5次，一共浇注79个注浆孔，浇注的注浆孔直径要大于等于108mm,浇注终孔直径要大于等于90mm；注浆孔的每个孔与孔要控制在3-4m之间。（2）在掌子面要留出注浆孔的位置，并且用红油漆来标记钻孔位置；开启钻孔机器，先将机器对准钻孔位置，然后调整钻孔机的位置和设计位置（即偏角和立角与设计相同）；将钻孔机调到低压、慢速进行开孔，钻孔至2-3m的时候，关闭钻孔机。（3）埋设孔口管：在管口的端部20-50cm处用棉纱缠绕2圈；在孔口管的里面放环氧树脂锚固剂，在放进孔里去，用锚固剂把孔口管进行固定。

2.2.4钻孔浇注：当所有的孔口管都安装完毕后，继续钻孔，然后安装导管、止浆塞之后，进行注浆浇注。注浆常采用分段式和前进式两种方式进行浇注。所有孔都是先开孔以后在一个一个的进行浇注，直到达到设计的深度；检验部门检查合格后，在进行下一部分的注浆。（1）开孔位置的确定。开孔的位置要与设计的开孔位置偏差在±5 cm的偏角范围内。每完成一个钻孔的时候，要先对钻孔的位置进行检验，及时的纠正，偏差应该小于30cm。（2）浇注的顺序应该是由外到内进行浇注，采用同一圈孔间隔施工。在浇注的过程中如果出现跑浆或者是窜浆的时候，采用间隔注浆浇注的方式。其他部分的帷幕浇注要根据周围的围岩状况和涌水量来确定，也是采用推进式或前进式方法。在浇注注浆的时候，那是一个连续的操作工艺流程，不宜中断，要尽量减少由于外界因素而导致注浆操作出现的中断，对于一些间歇性注浆，要注意冒浆和串浆现象的出现，并且及时的制止和采取一些措施。（3）浆液的制定要按照事先制定好的参数进行制配，配好的水泥浆在用1mm的筛过滤一遍。在注浆的时候，应该先对注浆管进行清理，以防堵塞。在保证注浆管畅通无阻后在进行注浆。整个注浆系统都检查完毕后，在开启阀门，进行注浆。利用注浆泵先稀后稠、由大到小的方案，先进行水泥单浆在双的顺序进行浇注。当注浆量达到所需的数值时，保持2-3分钟，停止浇注，关闭系统阀门。整理整个注浆系统设备，用清水清理好后在安放好，以便下次使用。

2.3完成注浆标准

2.3.1单孔结束注浆标准：随着压力表中的注浆压力逐渐的升高，直至注浆量减少到一定的程度，达到注浆终压值，在继续注浆10分钟以上；在结束时注浆量应该小于20L/min或者总注浆量应该大于全部注浆量的80%；孔的涌水量应该小于0.2 L/min；结束后要检查钻孔取岩芯，还有浆液的饱满度。

2.3.2全程结束注浆标准：当所有的开孔都已经完成浇注的时候，要对所有的浇注效果进行检查，直至所有的浇注孔符合设计要求的时候，没有出现漏浆等现象；浆液浇注都达到有效要求；岩体浇注后稳定，可以保证开挖洞的时候不会出现任何问题。

2.4注浆结果检查

注浆结束后，要对钻孔取岩芯对注浆结果检查，钻孔的深度要达到开挖的深度标准，并且还要预留出3m的距离，检查出水口量应该为0.2 L/（min・m）。对浆液扩散比较少的地方、还有钻孔渗水量大于0.2 L/（min・m）或漏水量大于10 L/min的地方，应该加注浆液，以保证达到符合的标准。当所有的注浆效果都达到规定标准后，才可以进行开挖。

3、施工过程的关键点

(1)保证钻孔质量：在开孔时候，要先确定好位置，在尽可能的贴近岩石面进行钻孔，要尽量减少杆的震动；钻进时要用清水，为确保钻孔质量，开孔要慢速、轻减压、大水量；换钻杆时要注意检查钻杆中心水孔是否畅通，是否有损伤痕迹等。（2）调节好注浆压力。在进行浇注的时候，要注意压力调节旋钮，把油压放在油压刻度上，随着注入量的逐渐增多，阻力也会逐渐的增大，当压力泵达到一定的数值时，就会停止下来，不至于会出现超压浆危险。(3）控制注浆泵流量。注浆泵的排量记录仪和排量调节控制钮方便地控制注浆泵流量大小。(4）控制凝胶时间。采取调节水泥浆与水玻璃浆的注入比例以及注浆泵2个出浆口的变化及流量控制。接浆要在制定的泄浆口处，为了避免其他的意外发生，常常根据双浆液的凝胶时间来进行判定。

4、结语

通过对帷幕注浆的具体操作，让我们了解到了帷幕注浆的固结、堵水的作用，这保证了隧道结构的安全，也给建筑的施工带来了方便。隧道以后可以顺利的通过岩层地区或者是水库地段。帷幕注浆技术不仅被广泛的应用在建筑上，也可以被应用到环境保护上。它可以保护水土的流失，保持生态的平衡。

参考文献

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