文｜中鐵十二局集團(tuán)市政工程有限公司 張永壯

軟弱圍巖富水淺埋隧道在施工過程中施工風(fēng)險(xiǎn)大，施工難度大。本文通過徐家梁子隧道在軟弱圍巖淺埋段施工概況，簡(jiǎn)單談一下關(guān)于處理軟弱圍巖富水淺埋隧道的基本思路、方案以及作用機(jī)理和實(shí)際效果。

1.地質(zhì)概況

K41+443 ～K41+450 段長(zhǎng)度17 米，平均埋深為40m，下伏全-強(qiáng)風(fēng)化砂巖夾頁(yè)巖，厚度16.7 ～21.4 風(fēng)化產(chǎn)物以粉質(zhì)粘土、碎石為主，附近地表有河溝穿過，滲水現(xiàn)象一般，地下水為基巖裂隙水，賦水性較好。在K41+443 掌子面完成出渣后，發(fā)生大量滲水并夾雜黃色泥土，地表發(fā)生沉陷。

2.處理思路

首先封堵掌子面，對(duì)地表進(jìn)行加固注漿；其次加強(qiáng)洞內(nèi)支護(hù)，超前支護(hù)采用雙排注漿小導(dǎo)管，開挖后快速進(jìn)行初期支護(hù)，及時(shí)施做仰拱盡快封閉成環(huán)。

3.處理方案

3.1 地表處理

首先在地表塌陷處四周施做漿砌截水溝，將地表水引至臨時(shí)排水系統(tǒng)；然后對(duì)塌陷處進(jìn)行地表注漿加固，注漿范圍為隧道中線左右側(cè)各15 米范圍內(nèi)，注漿孔按間距為1.5m×1.5m 梅花形布置（見圖3-1），注漿材料采用水泥-水玻璃雙液，鉆孔采用套管護(hù)壁進(jìn)行跟進(jìn)，通過φ89 鋼花管在0.5 ～1.0MPa 注漿壓力下注入，注漿深度直至仰拱底，加固順序由內(nèi)向外。

其作用機(jī)理為：由于漿液滲透作用，或是漿液被擠到巖體間隙當(dāng)中，經(jīng)過硬化后使得巖塊與土體結(jié)合成一體，或以高強(qiáng)夾層的形式將黏土分割包圍，從而提高巖體的完整性、增強(qiáng)巖體的穩(wěn)定性；并且空隙被填充后會(huì)對(duì)地下水滲透起到阻斷作用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)堵水以及圍堰固定。

3.2 洞內(nèi)處理

3.2.1 洞內(nèi)封堵及排水

首先對(duì)掌子面通過噴射混凝土進(jìn)行封堵，用抽水泵將洞室滲水排出洞外。

3.2.2 超前支護(hù)

采用雙排φ42 注漿小導(dǎo)管超前支護(hù)，管長(zhǎng)3m，環(huán)向間距20cm，打設(shè)角度分別為5°和7°，縱向搭接不小于1.5m，注漿材料為水泥-水玻璃雙液。

超前小導(dǎo)管注漿時(shí)，在進(jìn)行開挖之前應(yīng)首先將開挖面及周圍坑道巖面進(jìn)行封閉，接著在坑道周圍依照坑道輪廓打入帶孔小導(dǎo)管，然后經(jīng)小導(dǎo)管向圍巖內(nèi)注入水泥以及水玻璃，等到漿液硬化再在坑道周邊巖體進(jìn)行一圈加固，以保證開挖作業(yè)的安全進(jìn)行。

圖1 注漿孔布置圖

3.2.3 初期支護(hù)

將原設(shè)計(jì)鋼拱架間距縮短至50cm，無法及時(shí)施做仰拱的增加臨時(shí)仰拱，以保證鋼拱架封閉成環(huán)；采用環(huán)向小導(dǎo)管注漿加固，環(huán)相間距1.0m×1.0m，縱向間距50cm，加固深度為3.0m。

3.3 注漿流程情況

（1）鉆孔：在開鉆前先在低速低壓下進(jìn)行，開孔完成幾米后再增加壓力和速度。（2）清孔：利用高壓空氣對(duì)鉆好的孔道進(jìn)行吹洗，將其中的殘留石頭渣子清除，確?？椎劳〞场＃?）下管：倘若在頂進(jìn)過程中出現(xiàn)問題，難以頂進(jìn)，則應(yīng)首先排查清楚故障原因，如果有必要，則應(yīng)重新對(duì)孔道進(jìn)行清理，然后再把鋼管往里面頂進(jìn)。在鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)對(duì)地質(zhì)進(jìn)行觀察分析，結(jié)合地質(zhì)情況選擇合適鉆進(jìn)速度，同時(shí)準(zhǔn)確記錄施工情況。（4）注漿：借助6mm 鋼板對(duì)鋼花管管頭進(jìn)行焊接處理，將其管口封住，然后再將注漿管焊接上去，將堵漿塞進(jìn)漿孔和注漿管連接在一起，并用絲扣使得堵漿塞和導(dǎo)管相連。接著，在注漿過程中借助水玻璃進(jìn)行封口注漿時(shí)應(yīng)保障從孔口進(jìn)入，并一次性注入，使得管中漿液處于密實(shí)狀態(tài)，注漿過程中實(shí)施終壓注漿，在達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量時(shí)便可以停止，將閥門關(guān)閉。水泥漿配制過程中應(yīng)避免各種雜質(zhì)混合在其中，并且要確保在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。

4.加固效果

4.1 抑制地表沉陷

地表注漿可以對(duì)地層起到固定作用，這樣在進(jìn)行隧道施工過程中，能夠降低施工過程給地表帶來的影響，防止其發(fā)生沉陷，進(jìn)而控制和約束圍巖位移。

4.2 地表注漿與洞內(nèi)支護(hù)共同組成支護(hù)體系，加強(qiáng)了圍巖整體性

在地表注漿對(duì)圍巖加固的基礎(chǔ)上，洞內(nèi)超前小導(dǎo)管支護(hù)以及初期環(huán)向注漿支護(hù)，極大程度上提高了支護(hù)體系的強(qiáng)度和剛度。

5.注漿加固施工總結(jié)

5.1 適用條件

注漿加固適用于無地下水、水量和壓力較小或較大的軟弱破碎巖體的地層條件，以及含水率較大而顆粒較細(xì)的黏土地層、軟土地層也適用，對(duì)增強(qiáng)軟弱巖體的穩(wěn)定性和封堵地下水有著顯著效果。

5.2 注漿材料選擇

一般，對(duì)于無水的松散層或松散塌方體選用單液水泥漿；對(duì)于有水的強(qiáng)滲透地層、黃土類地層、不透水的黏土層等宜選用雙液水泥-水玻璃漿。

5.3 注漿順序

注漿宜按孔間隔進(jìn)行，并應(yīng)先灌注滲透系數(shù)大的土層，后灌注滲透系數(shù)小的土層。如果各部分滲透系數(shù)相同，則應(yīng)按先上方后下方，或先內(nèi)圈后外圈的順序進(jìn)行。

5.4 注漿壓力

每孔注漿應(yīng)利用止?jié){閥保持孔內(nèi)壓力直至漿液完全凝固為止。注漿的孔口壓力一般為0.5 ～1.0MPa，最高壓力應(yīng)嚴(yán)格控制在允許范圍內(nèi)。

5.5 注漿加固施工缺點(diǎn)

注漿加固施工工序持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，致使整個(gè)施工循環(huán)過長(zhǎng)，影響施工進(jìn)度。

5.6 施工質(zhì)量控制及注意事項(xiàng)

一是依照相關(guān)規(guī)定要求依順序來進(jìn)行施工，尤其是鉆孔、注漿等步驟更要依順序?qū)嵤?，如果在此過程中出現(xiàn)漏漿或冒漿情況，則需要對(duì)注漿參數(shù)進(jìn)行更改，并及時(shí)調(diào)整注漿壓力、控制注漿量，并對(duì)冒出漿液的縫隙位置進(jìn)行處理。二是鉆孔和注漿時(shí)，應(yīng)明確區(qū)分鉆孔類型，進(jìn)行統(tǒng)一分類，做好編號(hào)記錄，并對(duì)相關(guān)記錄材料進(jìn)行有序整理。三是對(duì)注漿孔數(shù)量進(jìn)行把握，鉆孔深度左右偏差要小于100mm，空位左右偏差小于50mm。四是注漿時(shí)應(yīng)注意觀察注漿壓力、注漿量等指標(biāo)，嚴(yán)格依照相關(guān)要求標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。五是對(duì)地表情況進(jìn)行密切檢查，隨時(shí)觀察地表動(dòng)態(tài)情況。六是注漿過程不能對(duì)周邊環(huán)境帶來污染或破壞。

6.結(jié)語(yǔ)

隧道施工中對(duì)軟弱圍巖富水淺埋隧道采取注漿加固是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，本次分析希望能夠起到一定借鑒作用，在進(jìn)行處理之前應(yīng)充分了解項(xiàng)目情況，在單位有關(guān)規(guī)定下開展，做到有的放矢，確保最終取得良好處理效果。