高速公路隧道施工中的超前帷幕注浆技术应用

高速公路隧道施工中的超前帷幕注浆技术应用摘要：本文以大箐隧道施工情况为例，介绍了注浆防排水技术在我国隧道施工过程中的应用，超前帷幕注浆技术在具体施工过程中得到广泛的应用，并取得了良好的效果。

关键词：超前帷幕注浆，高速公路，隧道施工

中图分类号：u412.36+6 文献标识码：a 文章编号：

1 引言

对于作为世界难题的隧道防排水问题来说，随着我们隧道工程项目的增多，注浆防水，在铁路、公路和西气东输等大型建设项目中得到广泛应用，例如：西气东输工程潜江一湘潭支线城陵矶长江穿越隧道主要是由南、北两岸竖井和中间隧道组成。其中南岸竖井深35.50m，北岸竖井深67.55m，隧道长约2700m，主要穿越的地层自上而下依次为：粉质黏土，粉土，碎石，全、强风化带，中风化带及微风化带绿泥石质板岩，地下水水位高，埋深仅1.7m，对施工会产生一定的危害。竖井采用的施工方法为：上部沉井法施工，下部为矿山法施工；竖井间穿越隧道北段采用矿山法，南段采用盾构法施工。为防止地下水给施工带来危害，确保工程顺利进行，决定在沉井施工至设计里程时，封闭其掌子面，对其下部围岩进行注浆，并对沉井壁后进行注浆；矿山法施工段先超前探水，对探孔有水段进行帷幕注浆堵水并加固围岩，以预防在施工的过程中发生涌水、涌砂、突泥，引起工

程灾害。

2 工程概述

大箐隧道位于云南省永平县境内，是大(理)保(山)高速公路最长的隧道，也是全线重难点控制工程,隧道为分离式单向双车道，全长6217m，隧道最大埋深687m，设计净跨10.9m，净高7.2m。地质主要以白垩系地层为主，岩性为泥质粉砂岩,岩层强度差异性较大，自稳性差，属典型的“滇西红层”地质，涌水量大。我单位承担出口上行3091m，下行3126m施工任务。1999年10月18日开工，2002年3月20日竣工，2002年9月25日验收。

洞身开挖702268m3；初期支护喷射混凝土28530m3；铺底及路面混凝土87354m3；系统排水6530 m；隧道共设74台纵向诱导式通风机。

施工中我单位按照网络计划，遵循“短进尺，弱爆破，强支护，勤量测，早封闭”的原则，合理安排工序，充分发挥各种资源的作用，做到施工有序，确保了工期、质量、安全、效益。2002年9月25日一次通过建设、设计、监理、质量监督站、施工单位及接收单位参加的验收，通过近3年的运行，使用单位认为：大箐隧道工程质量实现了业主提出的实用、高效、舒适、经济、美观的使用要求。

3 全断面预注浆堵水方案

项目部强化围岩预测，并根据围岩的类别决定进尺长度，装药量及支护形式，保证工程进度及施工安全，在大箐隧道大涌水段采

用堵排相结合的办法进行止水，具体方法是：1、在涌水段起拱线以上用小导管注水泥、水玻璃浆堵水，再紧贴围岩加密布设弹簧管将水引至起拱线以下纵向排水管中;2、在二衬与初支间防水板背后布设弹簧排水管将水引至排水沟中。该办法有效地防止了水从二衬砼中渗出。二衬采用衬砌台车施工，二衬砼内实外光。

3.1 注浆材料

注浆材料采用普通水泥浆、普通水泥一水玻璃双液浆，超细水泥浆，超细水泥一水玻璃双液浆，从而达到细沙层均匀扩散固结，可控制注浆和快速施工目的。

(1)原材料

水泥：p032.5r普通硅酸盐水泥；

超细水泥：粒径20µm、标号32.5r；

水玻璃：模数2.4~3.0，浓度42be’。

(2)浆液配比

普通水泥浆：水灰比1:1；

超细水泥单液浆：水灰比2：1～1．5：1；

水泥一水玻璃双液浆：水泥浆水灰比1：1，水玻璃浓度30～35be’，水泥一水玻璃浆液体积比1：1～1：0．3；

超细水泥一水玻璃双液浆：超细水泥浆水灰比2：1，水玻璃浓度30～35be’，水泥一水玻璃浆液体积比1.1～1：0.5。

根据隧道注浆加固范围，结合工程地质和水文地质情况，运用

工程类比法施工中选择浆液的扩散半径为2m，注浆终压为5～7mpa，采用前进式分段注浆，分段长度为3～4m。

超前预注浆的钻孔施作，使水平工程地质钻机。为了保证施工质量，布孔方式采用圆形布孔法，每循环共布置3圈，钻孔角度呈发射状。

3.2 超前帷幕注浆施工

全断面超前帷幕注浆施工的具体的注浆堵水施工工艺和过程如下：

1)止浆墙采用c20模筑混凝土，厚度1.5m，施作止浆墙时，将探水孔内的涌水由孔口管排出，以确保混凝土止浆墙的强度及注浆施工质量。

2)注浆孔采用钻机成孔，钻孔后安设φ108mm孔口管，孔口管长度200cm；现场施工时，无法安设孔口管的，就采用水囊式止浆塞进行注浆。

3)注浆孔的施作顺序基本上按以下原则进行：

①跳孔施作(也称两序孔作业)。注浆孔的施作要求跳孔进行，即先施作奇数孔，然后再施作偶数孔。这种施作顺序既能较好的控制注浆区域，保证注浆效果，又能节省浆液的用量。

②发散型注浆。即注浆按d圈-c圈-b圈-a圈原则进行。

③充分考虑水源影响因素，按由下到上，由右到左的注浆顺序进行。

4)注浆工艺采取前进式分段注浆，注浆分段长度3～4m。但因开始施工初期加固段涌水量较大，有些注浆孔在实际的施作过程中涌水量大，必须进行加固注浆后才能继续钻进，所以实际施工中的分段长度普遍小于设计值。

3.3 注浆效果评定及开挖验证

注浆效果评定是决策注浆堵水施工是否达到预期效果的主要依据，目前普遍采取的评价注浆堵水效果的方法有p—q-t曲线分析法和施作检查孔直接检查法两种。本次注浆堵水的目的就是保证隧道的开挖施工能够顺利进行，所以对该次注浆堵水施工选用了第二种评价方法。按注浆施工规范要求，现场施作了5个检查孔，各孔沿隧道的轴向长度均要求达到15m，通过5个检查孔的取芯分析及整体观察判断，发现各检查孔均岩芯完整、成孔不塌、不漏，经评价认定注浆堵水施工达到设计要求，符合开挖条件，可以进行开挖施工。随后的开挖施工也最直接的检验了这一结论。

4 结语

通过对该富水断层段的注浆堵水施工，得到以下几点体会：

1)探明地质情况是科学施工的前提和依据。隧道前方地质情况的探测要以物理探测和直接钻探相结合，物理探测要采用多种物探仪器对物探结果相互验证，准确发现隧道前方岩石隧道工程技术可能存在的不良地质段。然后针对这些不良地质段采用直接钻探的方法，详细的掌握隧道开挖前方的地质情况。