曾繼光

摘 要 針對龍洞堡機場隧道出口端人工雜填土、淺埋等不良地質情況，本文從袖閥管注漿參數的確定、施工控制要點及注漿效果驗證等方面介紹其地表注漿加固施工技術措施，總結了袖閥管地表注漿施工經驗，為該隧道雜填土段施工安全、順利通過提供了強有力的技術保證。

關鍵詞 雜填土 隧道 袖閥管 注漿加固 施工技術

隨著我國高速鐵路建設規(guī)模不斷擴大，鐵路隧道施工難度及施工技術要求也越來越高。龍洞堡機場隧道是白龍鐵路的控制性工程，隧道三次穿越人工雜填土回填區(qū)，地質條件極差，暗洞開挖前若對回填土預注漿加固處理不當，極易發(fā)生塌方、地表下沉、冒頂等風險事件。

一、工程概況

1.工程簡介。貴陽樞紐白云至龍里北聯(lián)絡線工程站前I標段龍洞堡隧道位于龍洞堡機場范圍內，隧道全長2496 m，正線雙線通過速度目標值250 km/h。該隧道采用“新奧法”施工的原理進行設計，隧道三次穿越人工雜填土區(qū)域，地表建筑分布密集，施工風險等級高，屬I級風險隧道，是全線控制性工程。

2.注漿加固段地質概況。龍洞堡隧道DI3K30+053～DI3K29+970段地表為機場規(guī)劃用地，機場擴建將棄渣堆置于溝槽洼地內，原地形地貌已經改變。根據設計地質資料和地表注漿鉆孔芯樣分析圍巖情況可知，該段隧道洞身全部或大部穿越雜填土，主要成分以黏土為主，含少量礫石、建筑垃圾，均勻性差，經頻繁飽水、失水作用交替，建筑垃圾及礫石顆粒被黏土握裹嚴密，黏土含水量大，導致土體整體呈軟塑狀，穩(wěn)定性差，施工中易產生沉降、坍塌、偏壓等，對隧道施工影響極大，因此暗洞開挖前對雜填土進行注漿預加固顯得尤為重要。

二、袖閥管地表注漿施工

設計沿隧道頂部開挖輪廓外至地表采用Φ50 PVC袖閥管注漿加固雜填土，布置形式采用1 m×1 m梅花形布置。

1.地表處理及現(xiàn)場情況核對。（1）地表修整及排水處理。根據原有地形，對注漿區(qū)地表進行整平，并進行簡單夯實，整平完成后要求地表沿線路方向呈“人”字坡，橫向呈拱形，以保證洞頂范圍內地表排水通暢。（2）現(xiàn)場情況核對。①.地面標高核對。場地處理完畢后，進行測量放線定出孔位，沿線路方向每10 m設置里程標識牌進行分區(qū)，并將孔位用紅油漆噴做標記，按編號做好詳細記錄，根據實測標高逐一反推每根袖閥管長度，技術人員全過程現(xiàn)場進行復核，以防止出現(xiàn)錯、漏、短、盲現(xiàn)象。②.地質情況核對。袖閥管大面積施工前，加固區(qū)域按每10 m一處進行土體取芯，對雜填土體厚度、成分進行核對，并對其物理力學性能進行試驗，準確掌握加固體的孔隙率和含水率。根據分析結果為注漿工藝性試驗及注漿參數調整提供依據。

2.注漿工藝性試驗及注漿參數的確定。（1）注漿工藝性試驗。在注漿區(qū)域選取6排注漿孔作為注漿試驗段，并將注漿孔等間距分為4個區(qū)域，先對區(qū)域間的分隔孔壓注水泥漿，以防止各個區(qū)域壓注的漿液發(fā)生相互滲透，影響試驗數據分析。待分隔孔壓注的水泥漿終凝后，對試驗段分區(qū)域壓注不同水灰比的水泥漿，水灰比分別采用0.75（凈漿）、1.0（凈漿），0.4（摻灌漿劑）、0.5（摻灌漿劑），注漿終壓控制在1.0 MPa。完成后對各個不同水灰比的注漿區(qū)域進行取芯試驗和地基荷載試驗，根據試驗結果進行比對，判定水灰比為0.4（摻灌漿劑）的水泥漿液注漿加固效果最好，漿液擴散半徑及結石率均滿足設計要求，故確定采用水灰比為0.4（摻灌漿劑）的水泥漿液進行注漿施工。

（2）注漿參數。根據工藝試驗結果確定該段注漿采用水灰比為0.4摻加灌漿劑改性水泥漿液，注漿終壓控制在1.0 MPa。具體參數詳見表1。

注：由于現(xiàn)場各區(qū)段地質情況存在差異，現(xiàn)場可根據實際情況對注漿壓力進行相應調整：進漿量小、進漿速度慢的孔位，注漿終壓以1.0 MPa來控制，并持壓不小于10 min。注漿順暢地段且注漿量遠遠超出設計注漿量的孔位，注漿終壓以0.5 MPa來控制。

3.地表袖閥管施工。（1）施工工藝流程，見圖2。

圖2 袖閥管施工工藝流程圖

①測量放樣：場地處理完畢后，進行測量放線定出孔位及標高。

②孔深核對：根據實測標高逐一反推每根袖閥管長度，保證加固深度符合設計要求。

③鉆孔：根據核對后孔深進行鉆孔。鉆進過程中做好記錄，對設計地質情況進行核對，為注漿作業(yè)提供參考數據。

④安裝袖閥管：根據孔深度接長袖閥管，套殼料置換完畢后，將連接好的袖閥管下至孔底，袖閥管上口露出地面10～20 cm。

⑤封孔口：采用水泥砂漿封堵地面以下1 m范圍內鉆孔與袖閥管之間的空隙，以防止注漿過程中發(fā)生冒漿。

⑥注漿作業(yè)：總體遵循先外圍后內圈，先單號后雙號間隔跳注，單孔采用先下后上的順序分段式注漿，注漿步距66 cm（2節(jié)袖閥管）。注漿過程中，每段注漿完成后，向上移動一個步距的芯管長度（詳見圖3）。注漿結束后，在注漿管上口蓋上悶蓋，以便于復注或補注施工。

圖3 袖閥管注漿結構示意圖

（2）施工要點控制。①合理地進行分序鉆孔、分區(qū)注漿，嚴格按照從外圍達到“圍、堵、截”、從內部達到“填、壓、擠”、逐節(jié)自下而上并連續(xù)的注漿工藝進行注漿施工。

②注漿正?？孜?，根據單孔設計注漿量及設計注漿壓力采取定量、定壓雙控原則進行注漿施工。

③進漿量小、進漿速度慢、注漿困難的孔位，采取間歇式注漿，間歇時間控制在20 min～30 min，讓漿液在地層中充分擴散后再進行注漿，結束條件以注漿終壓1.0 Mpa并持壓10 min來控制。

④注漿順暢且注漿量遠遠超出設計注漿量的孔位，注漿終壓以0.5Mpa控制，以防止注漿速度過快、注漿量過大而引起串漿現(xiàn)象。

⑤每次拌制的漿液超過2 h，將會影響結石程度，應及時廢棄，重新拌制。

⑥特殊情況的處理。

注漿中斷：在注漿過程中，由于機械設備、輸漿管道、儀表失真等原因，迫使注漿暫停，直接影響注漿質量，同時也會給注漿施工帶來麻煩，延誤工期。對于注漿中斷，及時采取措施，如能盡早恢復，縮短中斷時間，恢復注漿，如中斷時間較長，應及時清洗注漿管和袖閥管，并檢查注漿設備，找出中斷的原因，采取有效措施，復注彌補，以保證注漿質量。

串漿：在注漿過程中，漿夜從其他鉆孔內流出發(fā)生串漿，其主要原因是該段為雜填土，孔隙相互串聯(lián)，使注漿孔直接或間接地連通，造成串漿，當發(fā)現(xiàn)串漿應立即采取措施，可對串漿孔同時進行注漿，或者將串漿孔封閉，待灌漿孔結束灌漿后，再將串漿孔打開，進行掃孔，沖洗，而后繼續(xù)注漿。

冒漿：由于封孔質量差或地表土質疏松，注漿過程中出現(xiàn)漿液從注漿孔外壁或注漿區(qū)域裂隙處冒出，造成注漿材料的損失及漿液通過裂隙通道滲透而無法形成均勻地擴散半徑，造成注漿盲區(qū)，影響注漿加固效果。采取加強封孔質量及間歇式注漿措施，必要時可使用水泥-水玻璃雙液漿對裂隙通道進行封堵，避免漿液四處流竄。

卡管：注漿過程中易出現(xiàn)注漿芯管掉入或卡入注漿管內而無法拔出的現(xiàn)象，導致整個注漿管路的廢棄，無法進行分段注漿，從而造成注漿盲區(qū)，影響注漿加固效果。為防止注漿芯管掉入或卡入注漿管內，下入芯管前應確保絲扣連接牢固，避免發(fā)生脫口而使芯管掉入注漿管的現(xiàn)象；施工過程中密切關注注漿壓力變化，防止因壓力過大導致注漿管發(fā)生變形而發(fā)生卡管現(xiàn)象。

（3）注漿效果驗證。①注漿驗證條件及標準。對與地表注漿完成14d后對注漿效果進行驗證及分析。注漿效果控制指標：彈性反力系數≥150 MPa/m；地基承載力達到0.3 MPa以上；變形模量大于1.5 GPa；泊松比≤0.4；內摩擦角不小于15°；黏聚力大于0.15 MPa；襯砌外5 m范圍內取芯率達到60%以上。

②驗證方法。根據現(xiàn)場實際，選用以下方法進行檢查：

統(tǒng)計計算注漿量。利用灌漿過程中的注漿量和壓力進行分析，判斷灌漿效果。

利用靜力觸探測試加固前后土體力學指標的變化，用以了解加固效果。

地表隨機開挖揭示，通過對土體固結效果及漿脈分布情況判定。

鉆芯取樣，對芯樣進行檢測分析。

③驗證后對于不合格區(qū)的對應措施。

對于注漿效果驗證優(yōu)先采用鉆芯檢測，如發(fā)現(xiàn)有未達到設計要求時或持懷疑態(tài)度時，應采取四項綜合手段進行綜合復檢，若均不符合要求，及時對不合格地段注漿原始記錄進行分析，查找原因并進行跟蹤注漿加固。跟蹤注漿施工完成并經驗證合格后，方可進行下一步施工。

三、結束語

經洞內開挖揭示及現(xiàn)場驗證結果表明，通過現(xiàn)場科學、合理的工藝性試驗，確定采用水灰比為0.4（摻灌漿劑）的水泥漿液及合理的注漿參數對地表進行袖閥管注漿施工，達到了預期加固效果。

通過合理的施工組織安排以及施工關鍵部位、工序的重點控制，按期保質、保量地完成了該段注漿加固任務，為下一步隧道的安全、高效施工打下了堅實的基礎。

及時對注漿施工成果進行總結，為今后該隧道其他回填土段落以及類似工程施工提供了寶貴的施工經驗。

參考文獻

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[2]TZ204-2008.客運專線鐵路隧道工程施工技術指南.

[3]杜嘉鴻等.地下建筑工程注漿簡明手冊.北京：科學出版社，1993年.