引論：我們?yōu)槟砹?篇注漿工藝在不良地質(zhì)隧道施工的應(yīng)用范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

在高速公路隧道或礦山井巷工程施工中，在接近破碎帶、斷層前，圍巖或填充體都會(huì)出現(xiàn)一定程度的變化，這時(shí)作為技術(shù)人員就應(yīng)該仔細(xì)對(duì)圍巖情況進(jìn)行觀察、分析，必要時(shí)輔以超前地質(zhì)鉆孔探明前方的圍巖狀況[1]。當(dāng)前方圍巖強(qiáng)度低于二類、長(zhǎng)度大于5m時(shí)，宜采用注漿法對(duì)破碎段圍巖進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固后再進(jìn)行掘進(jìn)施工。

1注漿工藝在軟弱巖層隧道施工過程中的應(yīng)用

1.1工程概況

該隧道的軟弱地層段起始樁號(hào)為K82+080～K82+600，全長(zhǎng)520m，隧道中部的K82+080處發(fā)育一條中落魚斷裂，屬于壓性非活動(dòng)斷裂，斷裂帶寬度（10～20）m；該斷裂富含地下水。同時(shí)在隧道的K82+540處發(fā)育一條沖江河斷裂，屬于活動(dòng)斷裂，屬于壓性質(zhì)斷裂，破碎帶寬度（80～100）m。圍巖巖性表層為褐黃色、褐灰色碎石土，圍巖主要成份板巖夾千枚巖；下伏基巖上為褐灰色、深灰色板巖夾千枚巖、玄武巖，上部多為強(qiáng)風(fēng)，巖石較破碎；下部多為中風(fēng)化，巖體較完整、巖石較軟，隧道穿過區(qū)域多為強(qiáng)～中風(fēng)化板巖夾千枚巖區(qū)域。[BQ]=266，施工期間處理不當(dāng)或支不及時(shí)時(shí)極易出現(xiàn)局部塌陷，側(cè)壁基本穩(wěn)定；另外，由于大氣降水下滲較強(qiáng)，地下水流通區(qū)通過隧道軸線，地下水豐富，隧道在雨季施工中會(huì)有股狀流水，建議做好地下水監(jiān)測(cè)及預(yù)備工作，加強(qiáng)地下水的疏導(dǎo)措施。隧址區(qū)埋深達(dá)363.6m，隧道設(shè)計(jì)為雙向四車道分離式隧道，開挖斷面積114.43m2，凈斷面65.13m2，凈寬11m，C30鋼筋砼襯砌斷面。

1.2注漿參數(shù)的確定

1.2.1注漿方法的選擇常用的注漿方法有地面預(yù)注漿和工作面預(yù)注漿兩種方式可供選擇，結(jié)合該隧道而言，首先隧道埋深達(dá)363.6m，若采用地面預(yù)注漿工作，即有設(shè)備選擇的局限性，也面臨地層可注性的未知因素，同時(shí)亦存在操作技術(shù)、效果檢驗(yàn)困難的問題，綜合考慮采用掌子面超前預(yù)注漿較為合理[2]。掌子面超前預(yù)注漿是當(dāng)隧洞掘進(jìn)到斷層（或含水層）前，停止掘進(jìn)，利用掌子面與斷層（或含水層）之間不透水巖帽為保護(hù)層或?qū)ｉT構(gòu)筑止?jié){墊，然后在掌子面上鉆孔注漿，再進(jìn)行掘砌工作。對(duì)于高速公路隧道而言，要在114.43m2的掌子面人工構(gòu)筑2m厚的止?jié){墊存在技術(shù)上不可行、經(jīng)濟(jì)上不合理等諸多困難。而預(yù)留止?jié){巖帽的方法，不需工料，簡(jiǎn)單易行，若條件允許應(yīng)優(yōu)先考慮，亦推薦采用在掌子面預(yù)留止?jié){巖帽的方式進(jìn)行預(yù)注漿。式中：B為巖帽厚度，m；Pf為注漿終壓，包括巖帽處的靜水壓力和注漿時(shí)超過靜水壓力的工作壓力，取5MPa；D0為隧道凈寬，11m；[τ]為巖層容許抗剪強(qiáng)度，按0.1倍抗壓強(qiáng)度計(jì)算，取2.45MPa。

1.2.2鉆孔及注漿參數(shù)確定

在確定實(shí)施注漿前，應(yīng)在YCS-2000A瞬變電磁儀或TSP203地質(zhì)探測(cè)儀等超前水文地質(zhì)預(yù)報(bào)的指引下鉆6～7個(gè)鉆孔，以探明斷層或地下水發(fā)育情況和溶洞、孔穴、裂隙的方位、規(guī)模等地質(zhì)情況[3]。并采用長(zhǎng)短孔相結(jié)合，以達(dá)到注漿充分、不留死角為目的，來確定鉆孔參數(shù)。漿液的選擇主要根據(jù)破碎段地下水量大小確定：①當(dāng)流速<0.138m/s、裂隙寬度>0.15mm時(shí)，可采用32.5級(jí)的硅酸鹽水泥配置單液漿即可滿足要求。注漿過程中，當(dāng)初壓升高較慢、漿液可注性較差時(shí)，可在漿液中適當(dāng)添加適量的可注性材料，如水玻璃、粉煤灰等，但總量應(yīng)控制在3%～5%，以免增加注漿成本；②當(dāng)?shù)叵滤魉佟?.138m/s時(shí)，應(yīng)選擇水泥—水玻璃漿液以保證注漿效果。其配合比參數(shù)為：C∶S=1∶（0.4～1.0）（體積比），施工用水的pH值不宜小于4.0，水玻璃模數(shù)2.2～2.8，水玻璃濃度40Be。設(shè)計(jì)注漿壓力（終壓值）為注漿處?kù)o水壓力的2～3倍；如沒有測(cè)靜水壓力，當(dāng)采用水泥漿時(shí)，流動(dòng)度宜大于240mm，注漿壓力宜為（1.0～7.0）MPa；注漿時(shí)，當(dāng)注漿壓力達(dá)到初壓時(shí)應(yīng)立即停止注漿，待漿液凝結(jié)后再逐步注至終壓。注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)于壓力注漿，注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓下，注漿量不大于1L/min后，繼續(xù)注漿30min以上，可結(jié)束本孔注漿；對(duì)于無壓注漿，當(dāng)注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，停止注漿后，漿液在（10～15）min不在正常時(shí)，即可結(jié)束注漿。注漿效果檢查：一個(gè)注漿段的注漿孔全部注完后，按鉆總數(shù)的2%～5%布置檢查孔，對(duì)注漿效果取樣進(jìn)行檢驗(yàn)，同一地層取樣數(shù)量不少于3組，每組試件不少于6個(gè)；并取巖芯觀察漿液充填情況，同時(shí)對(duì)檢查孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)（宜在注漿結(jié)束3d后進(jìn)行），在1.0MPa壓力下檢查孔進(jìn)水量應(yīng)小于2L/min，否則應(yīng)加密鉆孔注漿。考慮地層產(chǎn)狀變化的影響，深孔全斷面預(yù)注漿起點(diǎn)于距斷層面前10m左右，以保證足夠的止?jié){巖帽，其終點(diǎn)應(yīng)超過斷層破碎帶（或預(yù)測(cè)突水段）10m。注漿工程量按填充率5%計(jì)算，實(shí)際工程數(shù)量應(yīng)以監(jiān)理工程師認(rèn)可的現(xiàn)場(chǎng)記錄為準(zhǔn)。

1.2.3鉆孔布置

當(dāng)隧道通過斷層破碎帶，當(dāng)探水孔5~6孔中至少4孔出水，總流量≥10m3/h時(shí)應(yīng)進(jìn)行全斷面深孔注漿堵水。鉆孔起點(diǎn)應(yīng)在距斷層面前≥10m，注漿孔布置由掌子面向開挖方向呈環(huán)狀布置，鉆孔布置成3圈，內(nèi)外圈按梅花形排列，一個(gè)注漿段完成后留6m不開挖作為下一注漿段的止?jié){巖盤。漿液擴(kuò)散半徑1.5m，孔底間距不大于3m，并孔直徑φ115mm，終孔直徑φ75mm。

2注漿工藝在隧道施工過程中加固應(yīng)用

注漿的加固作用在隧道工程中主要有結(jié)構(gòu)加固和地層加固[4]。結(jié)構(gòu)加固主要實(shí)用于應(yīng)力較大、膨脹圍巖段已支護(hù)好的巷道。由于應(yīng)力增加、支護(hù)強(qiáng)度不足而使隧道產(chǎn)生較大變形或失穩(wěn)，影響安全和使用功能。這種情況在我們公司施工過的項(xiàng)目中曾多次出現(xiàn)（如開遠(yuǎn)小隧道工程、馬鞍山豎井工程、保山金廠河斜井工程）。在支護(hù)結(jié)構(gòu)變形或失穩(wěn)前，沒有引起足夠的重視，結(jié)果導(dǎo)致工期拖延并造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。通過這類地層時(shí)，施工中除了減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)、及時(shí)加強(qiáng)支護(hù)外，還應(yīng)必須及時(shí)、準(zhǔn)確的對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行變形觀測(cè)，及時(shí)掌握圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變情況和分布位置、應(yīng)力大小、來壓時(shí)間和周期。當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)不能有效的抵抗圍巖應(yīng)變時(shí)，必須提前增加支護(hù)強(qiáng)度、通過注漿加固地層，變被動(dòng)支護(hù)為主動(dòng)支護(hù)，及時(shí)減少圍巖的應(yīng)力釋放，減輕支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載壓力，保護(hù)支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

3注漿工藝在支護(hù)過程中的應(yīng)用

注漿充填是隧道工程施工中比較常用的施工工藝，廣泛用于混凝土支護(hù)的承壓隧道、永久硐室的壁后充填，能夠保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的密實(shí)性[5]。一般選擇與支護(hù)結(jié)構(gòu)同強(qiáng)度的單液漿進(jìn)行充填。注漿孔間距縱向一般（5～8）m，橫向一般（2～3）m為宜。通過漿液充填混凝土與圍巖間的裂隙，保證支護(hù)質(zhì)量[6]。充填注漿施工要求如下：1）注漿范圍不小于空洞和裂縫的空隙范圍。當(dāng)空洞邊界巖體破碎、裂隙發(fā)育時(shí)，注漿范圍超出空洞范圍的寬度不小于空洞高度的0.5倍；注漿深度應(yīng)根據(jù)洞穴、裂縫分布情況綜合確定，充填下限深度應(yīng)低于空洞底部標(biāo)高或附加應(yīng)力影響深度，固結(jié)體強(qiáng)度應(yīng)滿足上覆荷載要求；注漿孔應(yīng)采用“三角形”或“矩形”布置，注漿孔間距宜為（3.5～10.0）m（當(dāng)漿液流動(dòng)性大時(shí)取大值，當(dāng)漿液流動(dòng)性小時(shí)取小值）；2）注漿材料宜選用水泥、黏土或粉煤灰。當(dāng)空洞體積較大，且對(duì)充填體強(qiáng)度要求高時(shí)，可填充水泥砂漿或超流態(tài)混凝土；當(dāng)對(duì)充填體強(qiáng)度要求較低時(shí)，可先注入粉煤灰、尾礦粉、砂、礫石等惰性材料，再注水泥漿液。當(dāng)滲漏嚴(yán)重時(shí)可注入水泥漿-水玻璃等漿液；3）漿液濃度應(yīng)根據(jù)空洞特征選用，并應(yīng)符合下列規(guī)定：①當(dāng)注漿流量大時(shí)，應(yīng)采用濃漿液或雙液漿，當(dāng)注漿流量小時(shí)，應(yīng)采用稀漿液；②對(duì)于無充填物的空洞，可先注水泥砂漿或超流態(tài)混凝土，當(dāng)砂漿無法注入時(shí)，采用純水泥漿；4）注漿壓力應(yīng)綜合根據(jù)上覆壓力、空洞大小、裂隙發(fā)育程度、漿液性能及巖土條件等因素通過試驗(yàn)確定，并符合下列規(guī)定：①前期注漿壓力宜為（0.2～0.5）MPa，當(dāng)體積較大且空洞內(nèi)無充填物時(shí)，可采用無壓填充；②注漿終止壓力宜為（1.0～1.5）MPa，中間孔宜為（2.0～2.5）MPa；5）鉆孔孔徑不得小于91mm；鉆孔孔斜率應(yīng)小于1/100；注漿施工應(yīng)先邊緣孔，后中間孔；當(dāng)場(chǎng)地存在高差時(shí)，應(yīng)先注孔底標(biāo)高低的孔，孔底標(biāo)高的孔注漿完成后，封閉孔口，再注孔底標(biāo)高高的孔；6）水泥漿液的水灰比可采用0.5～0.6，空洞較大時(shí)可直接注入水泥基混合漿液或超流態(tài)混凝土。

4注漿工藝在隧道工程中水害治理的應(yīng)用

地下水是地下工程施工中最大的“攔路虎”之一，治理地下水主要有“堵、截、疏、排”等幾種方法。通過斷層破碎帶前，通常采用帷幕注漿的方式進(jìn)行治水，注漿堵水的鉆孔布置方式同前述軟弱地層的注漿加固類似。帷幕注漿法治理地下水主要是充分利用漿液的密實(shí)性來隔斷地下水流通道，改變地下水的流動(dòng)方向來實(shí)現(xiàn)工作面無水作業(yè)。施工中遇到大量的突水點(diǎn)或突水帶時(shí)，應(yīng)及時(shí)將突入巷道內(nèi)的水及時(shí)排除地表或主水倉(cāng)，探明出水點(diǎn)的位置，監(jiān)測(cè)出水點(diǎn)的流量、靜水壓力、水質(zhì)等[7]。在獲得突水點(diǎn)的第一手資料后，制定科學(xué)的帷幕注漿止水方案：注漿孔間距宜為有效擴(kuò)散半徑的1.5倍，當(dāng)采用多排孔布設(shè)時(shí)，鉆孔排距不宜大于孔間距。帷幕注漿終壓宜為靜水壓力的1.6～3.0倍，三序孔注漿壓力應(yīng)高于一序孔和二序孔。松散地層或裂隙較發(fā)育的巖體帷幕注漿壓力宜取小值，其他巖體帷幕注漿壓力宜取大值；帷幕注漿宜采用循環(huán)式注漿，也可采用純壓式注漿；注漿水灰比宜采用0.5～5.0，可加入水玻璃等添加劑。帷幕注漿應(yīng)利用下一序注漿孔檢查上一序注漿效果；帷幕注漿質(zhì)量檢驗(yàn)孔數(shù)量不應(yīng)少于注漿孔總數(shù)的10%，且不應(yīng)少于5個(gè)，帷幕軸線上檢驗(yàn)孔中壓水試驗(yàn)孔不少于檢驗(yàn)孔總數(shù)的60%。檢驗(yàn)孔應(yīng)采取巖芯，并繪制鉆孔柱狀圖，巖芯采取率不應(yīng)小于75%。只有在地下水流速相對(duì)較慢、靜水壓力較小時(shí)，漿液的濃度、壓力可以適當(dāng)降低，否則不允許注漿壓力小于靜水壓力。注漿順序應(yīng)由出水量少、水壓低的部位向出水量大、水壓力高的部位逐漸靠攏，直至全部將突水點(diǎn)封堵完畢。注漿過程中，應(yīng)對(duì)每個(gè)注漿孔的進(jìn)漿量、注漿壓力做好準(zhǔn)確的記錄。進(jìn)漿量和注漿壓力未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的注漿孔，應(yīng)采用間隔注漿的方法灌注，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求。注漿結(jié)束后，應(yīng)觀察檢查孔內(nèi)的水量、水壓力、水質(zhì)的變化情況檢驗(yàn)注漿效果。正式掘進(jìn)前，必須采用超前探水鉆機(jī)鉆設(shè)探水孔進(jìn)一步驗(yàn)證注漿效果，探水孔不得少于3個(gè)，深度超前于含水層（3～5）m。只有當(dāng)探水孔內(nèi)無明顯的水流時(shí)才允許進(jìn)行工作面的開挖、支護(hù)作業(yè)。作業(yè)過程中，工程技術(shù)人員應(yīng)密切觀察工作面的水量、水質(zhì)、頂?shù)装搴椭ёo(hù)結(jié)構(gòu)壓力變化情況，出現(xiàn)水量變化異常、頂?shù)装搴椭ёo(hù)壓力增大時(shí)，應(yīng)立即撤出人員和設(shè)備，查清水量變化和來壓的具體原因，另行制定處理方案。貴鋁項(xiàng)目部北部回風(fēng)斜井施工期間，采用注漿法成功通過了兩段涌水超過100m3/h的含水?dāng)鄬印?

5結(jié)語

1）在隧道節(jié)理裂隙發(fā)育、地下水流速較慢的圍巖中采用注漿技術(shù)進(jìn)行加固能取到很好效果，可防止隧道施工時(shí)的頂部坍塌和邊墻片邦，更好地為作業(yè)人員的提供安全保障，在降低隧道穿過不良地層處治成本的同時(shí)也能快速通過隧道圍巖不穩(wěn)定段；2）在隧道應(yīng)力較大且較松軟、地下水流速較快的圍巖中采用注漿技術(shù)進(jìn)行加固其圍巖固結(jié)效果不太明顯，注漿技術(shù)在隧道圍巖加固應(yīng)用中還有局限性。

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作者:張榮貴 郝留忠 陳林 單位:云南建投礦業(yè)工程有限公司