浅析超前帷幕注浆技术在隧道施工中的应用

浅析超前帷幕注浆技术在隧道施工中的应用

罗姣

深圳市金才人力资源管理有限公司广东深圳518000

摘要：当前的隧道施工中已经将超前帷幕注浆技术充分应用到施工环节中，超前帷幕注浆技术具有优异的止浆性能。本文以某隧道工程为例，对施工中的注浆方案、注浆参数进行分析，并重点归纳施工要点。该工程充分的施工准备是确保施工质量的基础，总体施工速度和效果较好。

关键词：超前帷幕注浆技术；隧道施工；应用

引言：超前帷幕注浆技术（以下简称帷幕注浆技术）是注浆施工技术的一种形式，具体施工需要严格按照工程设计标准进行，工作原理是通过液压或气压的方式按照一定浓度配比浆液然后通过注浆孔，最终送至规定的岩层中，以填补岩土体中的裂隙或孔隙，可使岩土体的力学性能得到改变，以确保工程质量。帷幕注浆技术是由不同的注浆功能的，主要有防渗注浆和加固注浆两种，其中防渗注浆主要用来增强工程的基础抗渗能力，将浆液注入具有合理孔距的钻孔中，促进多个孔隙中的浆液互相搭接，最终形成一种类似帷幕结构的混凝土防渗墙，防渗作用明显。

1方案设计与参数确定

本文选取的隧道工程地质条件复杂，穿越地层多，在多个隧道段均有围岩破碎及地下水发育。经过现场勘查知3#斜井身的长度约为900m，主倾角23.08°，正洞断面面积约90m2。在需要注浆施工的隧道段围岩地质条件较差，且围岩岩体遭到严重破坏，滴水和渗水问题普遍存在。在这种施工条件下，必须考虑使用注浆施工技术，结合工程人员的施工经验，决定采用超前帷幕注浆施工技术。

1.1注浆方案

在施工之前要对施工段的地质条件进行细致的勘测，勘测技术为TSP红外线技术，对施工段的地质条件和水文条件有了准确掌握，在此基础上结合现有的注浆施工设备、施工材料等对开挖技术及支护形式进行了确定，并不断根据施工现场条件确认注浆施工的设计方案。该隧道工程断层破碎带、节理裂隙的水量和水压较大，因此选用超前帷幕注浆施工，针对局部渗水位置，要优先开挖施工，再进行径向注浆。

1.2注浆参数

（1）注浆范围

注浆范围的选择要紧密结合隧道涌水压力、围岩应力、几何特征、施工特点及支护结构等影响施工的因素。本工程以3#斜工区的实际情况为基础，结合了以上影响因素，确定本工程的正洞注浆加固施工范围为开挖轮廓线外3m。

（2）注浆材料及配比

在结合本隧道工程实际情况和以往施工经验的基础上，将普通水泥、普通水泥—水玻璃及硫铝酸盐水泥作为本工程的注浆材料，要注意控制好注浆材料配合比。在进行注浆材料的配备时，要严格按照施工标准要求和注浆的实际需求，确保注浆材料配合比满足施工需求。

（3）注浆压力

在确定注浆压力时，根据可参考理论计算并结合类似的工程施工经验选择合适的注浆压力，确保注浆质量。基于此，本工程的注浆压力为静水压力的2～3倍。实践证明，该注浆压力能获得较好的注浆效果。

（4）浆液扩散半径

浆液扩散半径指的是在进行单个注浆孔的注浆施工时围岩内部的浆液扩散范围。影响浆液扩散半径的因素主要有浆液浓度、凝胶时间、注浆压力等，浆液扩散半径取值应结合具体的实践经验，本工程在确定浆液扩散半径时，紧密结合工程实际及影响其扩散半径的因素，确定的浆液扩散半径科学合理。

2超前帷幕注浆施工

2.1施工准备

做好充分的帷幕注浆施工的前期准备，首先要在掌子面施工超前水平探3个孔，1#探孔孔深30m，终孔涌水量约28m3/h，静水压力0.6MPa；2#探孔孔深30m，终孔涌水量约30m3/h，静水压力1.0MPa；3#探孔孔深30m，终孔涌水量约18m3/h，静水压力0.6MPa。对现场地质进行勘查后得知本工程的各个施工段都有岩体破碎及地下水发育问题，且滴水及渗水现象普遍存在。

2.2注浆设计

在进行注浆施工时，需要注意以下施工关键点：一是在掌子面后方20m范围内应该进行注浆加固，确保施工区域安全；二是探孔时要进行顶水注浆施工，且控制浆压在2～3MPa间；三是在进行DK28+105～+078段注浆施工时，要进行27m超前周边注浆，钻孔量为35个。在进行DK28+105～+104段注浆施工时，要建造1.0m厚的止浆墙；四是在整个注浆施工过程中应对围岩变化进行密切监控，以对注浆参数及孔位布置情况进行及时的调整，确保注浆施工质量。

2.3施工要点

（1）止浆墙施工

建造混凝土止浆墙的重点在于提高其稳固性，且止浆墙要确保封闭。对于掌子面后方20m范围内的注浆施工，主要施工点为注浆加固施工，以此建造混凝土止浆墙，并采用喷射混凝土的方式封闭止浆墙。

（2）开孔

开孔施工要严格按照工程设计要求进行，钻空位置需要在掌子面进行确定，并将确定好的注浆孔位置用油漆明确标识出来，钻具可对准标识的注浆口，要保证钻机钻孔方向一致，在确保钻孔和钻机的方向一致后即可固定钻机进行开孔施工。

（3）孔口管埋设

埋设孔口管的基本要求是确保固结牢固，避免漏浆现象出现。采用钻机进行钻孔施工，在钻孔内部插入孔口管，使其外露20～30cm。施工时要注意要用胶泥或麻丝对孔口进行缠绕处理，以确保注浆孔口管与孔壁紧密结合。

（4）钻孔

钻孔操作要严格遵循由外向内、由上向下的顺序，且要间隔跳孔。钻孔前需要对钻空位置进行确定，并将吾侪控制在±5cm内。在钻孔时要做好定时的钻进长度检查，确保及时发现并纠正偏差。要严格控制孔位偏移量，使其在30cm内。此外，在钻孔施工时一旦出现卡钻或涌水问题要立即停止钻进施工，并清理钻孔，确保钻孔清理完成再继续施工。

（5）制浆

制浆质量是注浆工作高效完成的前提，在完成钻孔施工后，要对施工浆液进行配置，配置时要严格控制环境中的杂物，避免进入浆液影响纯度。在配置完水泥—水玻璃浆液后要对其进行过滤处理，处理好的浆液可存入浆槽内。存入浆槽内要保证存放密闭，且空间温度、湿度适宜，以保证存放符合注浆使用要求。

（6）压水试验

压水试验压力为静水压力的1.5～2倍，在进行试验时需要对流量和压力变化进行密切监测。判断压力试验是否结束的标准为：流量和压力处于相对稳定状态，且同时流量连续四次读数最大值和最小值相差小于最终值的10%。

（7）钻孔冲洗

钻孔清洗工作应该配备专门的清洗人员，确保清洗及时且清洗干净。清洗人员要仔细清理钻孔内的杂物，结合本工程特点将本工程冲洗钻孔的方式定为骤升骤降压力进行放水的清洗方式，且冲洗时间为30min以上。

（8）注浆顺序和速度

注浆时必须控制好注浆顺序和速度，确保注浆符合施工质量要求。在具体施工时，一般注浆要采取从外到内的方式，且先注单液水泥浆，接着注水泥—水玻璃双液浆。且为了有效提高注浆堵水效果，提高其坚固性，要实施约束型注浆。注浆时的速度一般为要先快速注浆，再缓慢降低注浆速度进行注浆，以确保注浆质量。

3.结语：

本工程在进行帷幕注浆施工中，施工前期准备充分，采用的钻孔设备较为先进，注浆施工速度快，注浆效果良好。该隧道施工对超前帷幕注浆技术的应用显示出采用配套的施工设备、选用合理的施工方案的重要性，超前帷幕注浆技术的应用能够获得良好的注浆效果，且利于控制施工成本，应该将其在隧道施工中大力推广，以提高隧道施工质量。

参考文献：

[1]易星.超前帷幕注浆技术在隧道施工中的应用[J].工业技术创新,2017,01:47-50.

[2]刘志广.帷幕注浆技术在隧道施工中的应用[J].华东公路,2016,02:35-36.

[3]陈大伟.帷幕注浆技术在高速公路隧道施工中的应用研究[J].公路交通科技(应用技术版),2016,06:243-244.