试论隧道帷幕注浆堵水加固基岩施工技术论文

试论隧道帷幕注浆堵水加固基岩的施工技术【摘要】采用帷幕注浆施工技术是国内外公认的一种行之有效的方法,已被广泛应用。本文结合工程实例，简述了隧道帷幕注浆堵水加固基岩的施工技术，且通过了现场试验，顺利的完成了施工任务。希望能对类似工程具有一定的借鉴与指导意义。

【关键词】隧道；帷幕注浆；堵水；加固基岩；施工技术

帷幕注浆主要是在工作面钻注浆孔的基础上，向孔内注入水泥(或水泥—水玻璃等)浆液，浆液中的水将会在一定压力程度下从围岩裂隙中挤出，以确保具有相当强度的混合浆体将围岩裂隙完全填充，并将其与岩体固定起来，最终变成止水帷幕。帷幕注浆的作用是预防地下水流失过渡而对附近地表生态环境不利，最终以实现保护生态环境的目的

1 工程概况

某一全长为4906 m的单洞双线隧道，其进口里程为dk151+070。ⅳ级围岩地段为dk151+995～dk152+050，该段地段低洼有一定的导水性和储水性，其基岩节理裂隙发育，岩石破碎；其右侧有一地下水发育且围岩自稳性超低的水库，因此洞室开采稍有差错极易形成塌方、突水。因而利用帷幕注浆进行堵水、加固围岩以确保施工安全。

2 帷幕注浆的施工技术

2.1 确定技术参数

2.1.1 采用孔口管为准108 mm、壁厚5 mm的热轧无缝钢管的

yxu-75型钻机。（2）保留3 m止浆岩盘，并且每一循环开挖24 m，注浆长27 m。（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。胶凝时间选1～2 min的基础是，当泵压长时间不升高且进浆量很大时；当泵压稳定上升且进浆量中等时，胶凝时间选在3～4 min；胶凝时间选5～6 min的前提是当泵压升高很快且进浆量较小的时候。（5）浆柱压力、孔口压力、管路损失压力共同构成了注浆压力。注浆终压采用为该处静水压力加上1.0～2.0 mpa是以现场试验为依据的；设计注浆终压力一般高于注浆初期压力，随钻孔深度增加而依次递减。

图1 注浆纵断面、平面布置图

2.2 施工方法

2.2.1 超前钻探施工：

用钻机在洞内工作面上向隧道前方钻探30 m左右的超前探孔，利用探孔进行探测和注水试验。探测岩石的完整程度、涌水压力和涌水量，为正确选择注浆参数和采取相应的技术参量提供依据。

2.2.2 止浆墙施工：

首轮注浆前，在掌子面立模浇筑50 cm厚的c30混凝土止浆墙，

以后各循环注浆时，可利用已注浆未开挖的岩体代替止浆墙（预留长度3 m），掌子面用喷射混凝土封闭，喷射混凝土厚度为25～30 cm。

2.2.3 开孔施工：

（1）每一循环共设5环79个注浆孔，注浆孔开孔直径≥108 mm，终孔直径≥90 mm；注浆孔孔底间距按3`4 m控制。（2）按设计在掌子面放出钻孔位置，用红油漆标出注浆孔位置；将钻具对准注浆孔孔口位置，调整钻机的钻孔方向和设计钻孔方向一致（即偏角和立角与设计相同），固定钻机；钻机采用低压力、慢速开孔，钻至2～3 m深度，退出钻机。

2.2.4 孔口管埋设:

在孔口管距法兰盘端部20～50 cm处缠绕2道棉纱；孔内放入环氧树脂锚固剂，将孔口管顶入孔内，即用锚固剂固定。

2.2.5 钻孔注浆:

孔口管安装完成后，继续钻孔，成孔后安装导管、止浆塞，进行注浆。注浆采用分段、前进式方式。先钻孔，后注浆；钻一段，注一段，直至设计深度；经检查孔检测合格后，进入下一段注浆段。(1）孔口位置准确定位。与设计位置允许偏差为±5 cm的偏角应符合设计要求。每钻进一段，检查一段，及时纠偏孔底位置，偏差应＜30 cm。(2）钻孔和注浆顺序应由外向内，同一圈孔间隔施工。注浆时如遇窜浆或跑浆，采用间隔1孔或几孔注浆方式。周边帷幕注浆方式应根据围岩性质和涌水量大小确定，采用前进式或后退式注浆。一个孔段的注浆作业一般应连续进行到结束，不宜中断，应

尽量避免因机械故障、停电、停水、器材等问题造成的被迫中断。对于因实行间歇注浆、制止串浆冒浆等而有意中断的，应先将钻孔清理至原深度以后再行复注。(3）根据选定的参数配制浆液，水泥浆配好后需用1 mm筛过滤一遍。注浆管须先检查，确认畅通后再接入注浆系统。注浆系统与孔口混合器接好后，开阀门，启动注浆泵按照先稀后稠、注浆量先大后小、先注水泥单液浆再注双液浆的程序注浆。当注浆压力达到设计值时，维持2～3 min，进浆量达到设计数量，则停止注浆，关闭球阀，随即卸下注浆混合器及注浆系统，并用清水清洗干净。

2.3 结束注浆的标准及注浆效果检查

2.3.1 单孔结束注浆：

注浆过程中压力逐渐上升，注浆量逐渐减少，当注浆压力达到设计终压，并持续保持10 min以上；注浆结束时进浆量＜20 l/min 或总注浆量大于注浆量的80%以上；检查孔涌水量＜0.2 l/min；检查孔钻取岩芯，浆液充填饱满。

2.3.2 全程结束注浆：

设计的注浆孔全部完成注浆后，对该段注浆效果进行检查，所有注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏注现象；浆液有效注入范围满足设计要求；预测岩体经注浆后，可在开挖后保证洞壁稳定。

2.3.3 检查孔位置的确定：

对检查孔钻取岩芯对注浆效果进行检查，检查孔钻深为开挖段长度以内并预留3 m段，检查孔出水量应0.2 l/（minm）。对浆液

扩散较为薄弱、钻孔渗水量＞0.2 l/（minm）或一处漏水量＞10 l/min的部位，需加孔补注浆，直到达到要求指标为止。注浆效果达到要求后，方可进行开挖。

3 施工要点分析

3.1 控制钻孔质量。要准确地确定钻孔位置，为减小钻杆的震动，钻机要在施钻时尽可能地贴近岩面；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。

3.2 注浆压力的控制。开泵前旋转压力调节旋钮，将油压调在要求的油压刻度上，随注浆阻力的增大，泵压随之升高，当达到调定值时，会自动停机，不致于产生超压注浆的危险。

3.3 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。

3.4 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。在注浆过程中，要经常测试以确保胶凝时间的准确性，每次更换其配比或浓度时，都要经过一系列的取样实配，测定凝胶时间；接浆要在泄江口处，为避免异常情况发生，要通过测定双液浆的实注凝胶时间来确定。

4 结语

通过帷幕注浆施工工程，帷幕注浆显著地发挥了固结、堵水的作用，确保了隧道结构从而是施工安全有效的进行，此隧道顺利地通过了岩层破碎带及水库段。帷幕注浆还有保护生态环境，确保水