[摘要]：在大斷面淺埋暗挖隧道開挖掘進(jìn)施工前，結(jié)合場(chǎng)區(qū)內(nèi)地質(zhì)補(bǔ)鉆資料，通過鉆孔取芯巖樣對(duì)比分析，對(duì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖層和粉質(zhì)粘土層采取地表注漿設(shè)計(jì)，對(duì)漿液不同配合比做配比試驗(yàn)，得出注漿參數(shù)，運(yùn)用袖閥管后退式注漿工藝對(duì)地表進(jìn)行大面積注漿，并在施工過程中，加強(qiáng)注漿量控制和施工過程控制，有效的加固了淺埋段地層，改善了圍巖特性，為隧道掘進(jìn)提供了有利的施工時(shí)機(jī)，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

　　關(guān)鍵詞：淺埋暗挖隧道  地表注漿  施工技術(shù)

　　Abstract: Excavation Tunneling: Shallow Tunnels in large section of the field area geological make up the drilling data, comparative analysis of drill core rock samples, sandstone, argillaceous siltstone and silty clay layertake the design of surface grouting ratio test, compared the different mixing of the slurry obtained grouting parameters, the use of the sleeve valve tube back grouting process on the surface, a large area of grouting in the construction process, strengthening grouting controlcontrol and construction process, the reinforcement of the shallow segment stratum, and improve the surrounding rock features, and favorable timing of construction for the tunnel boring, and achieved a certain economic benefits.

　　Key Words: Shallow Tunnels; surface grouting; construction technology中圖分類號(hào)：隧道工程     文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A        文章編號(hào)：

　　1 引言

　　注漿技術(shù)是加固軟弱地層、改善地層水理性質(zhì)的關(guān)鍵施工技術(shù)。隨著科技的發(fā)展，得到了廣泛應(yīng)用，如道路基礎(chǔ)加固、水池、地下室的防水堵漏、大壩基礎(chǔ)的加固及填充大壩壩體的開裂縫隙、軟弱圍巖加固、圍幕注漿、注漿堵水、坍方處理、橋臺(tái)沉降控制、房屋沉降控制等，較好地解決了施工中碰到的難題。本文針對(duì)大面積隧道淺埋段地表應(yīng)用注漿加固技術(shù)，改善了圍巖結(jié)構(gòu)狀態(tài)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

　　２ 工程概況

　　2.1設(shè)計(jì)情況

　　某隧道位于廣東省境內(nèi)，全長2056m。其中DK10+710～DK10+850為淺埋段，最淺埋深6.8m，設(shè)計(jì)為Ⅴ級(jí)圍巖，采用CRD法開挖，開挖斷面寬14.86m，高12.74m；初期支護(hù)采用全環(huán)I20a工字鋼鋼架支護(hù)，縱向間距60cm；拱部系統(tǒng)錨桿采用Φ25mm中空錨桿，錨桿長4.0m，間距0.8m×1.0m(環(huán)向×縱向)；拱部采用Φ42mm、長4.2m的注漿小導(dǎo)管做超前支護(hù)，間距0.4m×2.4m(環(huán)向×縱向)；拱墻、仰拱噴射28cm厚C25砼。

　　2.2工程地質(zhì)

　　某隧道下穿滴水巖森林公園段，地表植被主要為竹林、灌木。表層為粉質(zhì)黏土，淺黃色，硬塑。土質(zhì)不均勻，黏性一般，含少量砂粒，厚2~6米；下伏震旦系（Z）中厚層狀變質(zhì)砂巖，紫紅色，原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造部分風(fēng)化破壞，巖芯多呈碎塊狀，手可折斷，產(chǎn)狀：200°∠65°，節(jié)理二組，全~強(qiáng)風(fēng)化巖層，基巖裂隙水發(fā)育。

　　３ 注漿設(shè)計(jì)

　　3.1  注漿材料選定

　　在隧道淺埋段地表進(jìn)行鉆探取樣分析，0～6m為粉質(zhì)粘土，褐黃色，硬塑，以粘土為主，次為粉粒，含少量碎石，土質(zhì)不均，粘性較差；6～13m為全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，棕紅色，原巖結(jié)構(gòu)基本破碎，但尚可辨，巖芯呈堅(jiān)硬密實(shí)砂土狀，遇水易軟化崩解；13～20m為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，棕紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖芯多呈碎塊狀，部分餅狀，短柱狀，巖質(zhì)較軟；20～35m為強(qiáng)風(fēng)化粗砂巖，淺灰色，粗粒結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖芯多呈碎塊狀，巖質(zhì)較軟。通過分析以上地質(zhì)補(bǔ)鉆資料，注漿材料孔底5m范圍內(nèi)選用超細(xì)水泥-水玻璃雙液漿，其它部位選用超細(xì)水泥漿。

　　3.2  注漿孔設(shè)計(jì)

　　在隧道中心線兩側(cè)各17.5米地表范圍內(nèi)進(jìn)行注漿處理。注漿深度處理范圍：洞頂位置，處理至拱頂開挖線外50cm的范圍；隧道兩側(cè)，處理至仰拱下3.5米處。孔間距按1.5m×1.5m梅花型布置。如圖1、2所示。

　　3.3  漿液參數(shù)選定

　　根據(jù)地表鉆探和布孔位置，采用單液漿和雙液漿相結(jié)合的施工加固方法，使全～強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖得到有效加固，為后序開挖掘進(jìn)工作奠定基礎(chǔ)。由試驗(yàn)室做漿液配比試驗(yàn)，確定漿液參數(shù)，具體如表1、表2。

表1 漿液配比

表2 雙液漿試驗(yàn)?zāi)�固時(shí)間

　　3.4  注漿參數(shù)確定

　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆探資料，該工點(diǎn)主要為粉質(zhì)粘土層和泥質(zhì)粉砂巖層，漿液擴(kuò)散半徑取0.9m；注漿壓力2～4MPa；漿液凝膠時(shí)間2′～4′；注漿速度20～60L/min；注漿分段長度0.4cm。

　　3.5  單孔單段注漿量計(jì)算

　　該工點(diǎn)注漿主要以加固地表為目的，注漿結(jié)束標(biāo)志主要以注漿量控制。單孔單段注漿量采用下式計(jì)算

　　Q=nπR2hα（1+β）

　　式中：Q-單孔單段注漿量（m3）；

　　R-漿液擴(kuò)散半徑（m）；

　　h-注漿分段長度（m）；

　　n-地層孔隙率（裂隙度），裂隙帶取2%～5%，斷層破碎帶取10%～20%，砂層及充填型溶洞和巖溶發(fā)育帶取30%～40%；

　　α-地層空隙或裂隙充填率，取70%～80%；

　　β-漿液損失率，裂隙帶和斷層破碎帶取5%～20%，砂層及充填型溶洞和巖溶發(fā)育帶取10%～20%。

　　通過上式計(jì)算，單孔單段注漿量為235L～391L。

　　3.6  注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

　　單孔或單孔單段注漿時(shí)，當(dāng)注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量，或者注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓時(shí)注漿速度小于5～10L/min。

　　4  注漿施工

　　4.1 注漿試驗(yàn)

　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選取有代表性的斷面，按設(shè)計(jì)要求布點(diǎn)，鉆孔取出巖芯，清孔后下袖閥管，管口周圍密封后進(jìn)行壓水試驗(yàn),檢查管路連接氣密性和機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。按試驗(yàn)室提供的配合比進(jìn)行試驗(yàn)，主要目的是為了確定合理的施工配合比；檢驗(yàn)地層注漿擴(kuò)散半徑，注漿量控制及壓力情況；為后序注漿工作提供參考。

　　4.2 注漿工藝

　　4.2.1  鉆孔

　　該工點(diǎn)注漿場(chǎng)地面積大，鉆孔不受其它施工干擾，清理地表后，按測(cè)量斷面布置孔位，采用10臺(tái)XY-100型鉆機(jī)同時(shí)鉆孔。鉆機(jī)就位后，調(diào)整鉆桿垂直度；開鉆時(shí)采用套管定位，泥漿護(hù)壁成孔；鉆孔過程中，記錄每個(gè)鉆孔取出的巖芯和長度，分析巖樣確定巖層厚度及注漿長度。

　　4.2.2 安裝注漿管

　　袖閥管由聚乙烯塑料制成，每根管長4m，外徑φ47mm，壁厚4mm，每隔33.3cm 鉆一組8個(gè)8mm的射漿孔，外包橡皮套，管口兩端配有悶蓋。清孔檢查合格后準(zhǔn)備下管，管口底端加悶蓋，管內(nèi)充滿清水，管與管之間采用絲扣連接，沿套管護(hù)壁下到孔底。拔出套管后，從孔底至地面以下3m范圍內(nèi)采用粗砂或碎石將注漿管周圍填充密實(shí)；地面以下3m至地面孔口范圍內(nèi)采用水泥砂漿加速凝劑封堵密實(shí)。

　　4.2.3  注漿及注漿特點(diǎn)

　　注漿方式采用后退式袖閥管分段注漿工藝，注漿順序采用約束-發(fā)散性方式。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，該工點(diǎn)在靠線路左側(cè)山腳路旁設(shè)一臺(tái)75KW發(fā)電機(jī)，兩臺(tái)WB-150型雙液漿注漿機(jī)，配兩臺(tái)攪拌機(jī)，由專人負(fù)責(zé)操作，通過對(duì)講機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)施工員保持聯(lián)系。該注漿機(jī)設(shè)備注漿速度分四個(gè)檔位，注漿壓力0～10MPa，可根據(jù)注漿情況調(diào)整注漿速度，與注漿點(diǎn)相距60m左右。施工時(shí)一般鉆線路橫向三排孔后，即可按兩序孔原則開展注漿作業(yè)。采用雙液漿超細(xì)水泥-水玻璃有如下特點(diǎn)：

　　（1）在粉砂巖層中可注性好，漿液擴(kuò)散半徑大，填補(bǔ)漿液空白區(qū)；

　　（2）凝膠時(shí)間可控，對(duì)于漿液輸送距離遠(yuǎn)，漿液在地層中的凝固非常有利；

　　（3）早期強(qiáng)度較高，對(duì)本段洞內(nèi)開挖掘進(jìn)施工有利。

　　4.2.4  注漿施工注意事項(xiàng)

　　（1）鉆孔時(shí)嚴(yán)格控制鉆孔垂直度，利于下袖閥管；

　　（2）孔口管段封堵密實(shí)，由孔底開始注漿，每次注漿段長0.6～1.0m。注完第一注漿段后，利用止?jié){系統(tǒng)提升至第二注漿段注漿，直到完成該孔注漿；

　　（3）按試驗(yàn)室提供的漿液配比注漿，可根據(jù)注漿情況適當(dāng)調(diào)整；

　　（4）按注漿施工工藝進(jìn)行，兩端人員配合好，調(diào)整好注漿速度，時(shí)刻注意壓力表變化；

　　（5）注漿過程中發(fā)生堵管時(shí)，及時(shí)查找原因，檢查漿液濃度、漿液凝膠時(shí)間、漿液內(nèi)有無固體雜物、注漿泵缸體內(nèi)有無堵塞、注漿管路有無彎折；

　　（6）處理串漿孔位時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)封孔質(zhì)量，調(diào)整注漿速度和注漿壓力，嚴(yán)格按分序孔位進(jìn)行注漿；

　　（7）注漿管無法提升時(shí)，檢查注漿管絲扣有無脫落，止?jié){塞與注漿管是否配套，及時(shí)更換；

　　（8）注漿時(shí)做過注漿記錄，檢查核對(duì)該孔注漿量和注漿壓力，未達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量時(shí)補(bǔ)注。

　　5  注漿效果檢查

　　通過地表采取雙液漿和單液漿聯(lián)合注漿加固后，為檢查注漿效果，采取地表鉆孔取出巖芯，與鉆孔時(shí)取出的巖芯對(duì)比，巖芯呈柱狀，完整性好。經(jīng)測(cè)算巖樣中含漿量，達(dá)到設(shè)計(jì)注漿要求，滿足洞內(nèi)開挖支護(hù)條件。在本段開挖施工過程中，掌子面上有部分漿體與圍巖固結(jié)，線路左側(cè)中臺(tái)階有部分滲水，流量不大，處于可控狀態(tài)。

　　6  結(jié)論

　　通過地表注漿加固技術(shù)，加快了隧道洞內(nèi)開挖時(shí)間，兩者在工序上相互配合。依據(jù)地質(zhì)巖樣分析，確定注漿材料，設(shè)計(jì)合理的注漿方案，選好注漿參數(shù)，控制好地表注漿施工過程，在隧道淺埋段開挖掘進(jìn)施工中發(fā)揮了重要作用，在其它類似工程施工中具有廣泛的發(fā)展前景。

　　參考文獻(xiàn)

　　張民慶，彭峰．地下工程注漿技術(shù)．北京：地質(zhì)出版社，2008