帷幕注漿截流在地表水害防治中的應(yīng)用實(shí)踐探析

■趙繼龍 ■中交二公局第四工程有限公司，河南 洛陽(yáng) 471013

目前，我國(guó)各個(gè)地區(qū)都開(kāi)始大規(guī)模的興建工程，包括山體隧道工程、地下開(kāi)挖工程等等，部分工程由于工程量大、波及范圍廣，因此在施工過(guò)程中，倘若不能有效的顧及到實(shí)際情況，勢(shì)必會(huì)造成地表水災(zāi)害的出現(xiàn)，不僅僅是對(duì)工程本身造成影響，還會(huì)對(duì)周邊的人群和生活環(huán)境造成問(wèn)題。在此，本文主要對(duì)帷幕注漿截流在地表水災(zāi)害防治中的應(yīng)用進(jìn)行討論。

1 工程概況

倉(cāng)園隧道位于甘肅省隴南市武都區(qū)漢王鎮(zhèn)倉(cāng)園村，隧道下穿全國(guó)第二大泥石流沖溝-甘家溝，隧道起訖里程:DK378 +170～DK378 +885，最淺埋深僅14 米，淺埋段總長(zhǎng)263 米，全隧Ⅴ級(jí)加強(qiáng)襯砌，進(jìn)出洞口主要分布于第四系砂質(zhì)黃土中，洞身大部分布于細(xì)角礫土，局部動(dòng)身為風(fēng)化千枚巖屬軟巖大變形隧道，地質(zhì)條件極其復(fù)雜。地面高程約在1010～1090m，相對(duì)高差約80 米左右，最大埋深約80m，全長(zhǎng)715 米。沿線位于甘肅省東南部，屬北亞熱帶濕潤(rùn)向暖溫半濕潤(rùn)過(guò)渡的季風(fēng)氣候，受境內(nèi)高山深谷地形的影響，在氣候上有明顯的區(qū)域特征，氣候差異懸殊，垂直分帶的差異性明顯，河谷炎熱，山地寒冷。

2 水文地質(zhì)條件分析

帷幕注漿截流在實(shí)際的應(yīng)用中，要想取得較好的效果，就必須對(duì)水文地質(zhì)條件進(jìn)行分析。從客觀的角度來(lái)看，倉(cāng)園隧道穿越泥石流沉積層段:DK378 +401～DK378 +510 段圍巖情況破碎，自穩(wěn)能力差，拱頂?shù)魤K、滲水，下臺(tái)階四周均有滲水;DK378 +510～DK378 +610 段掌子面為飽水的泥石流洪積角礫土，夾砂質(zhì)黃土薄層，季節(jié)性滲水嚴(yán)重，掌子面和邊墻有少量滲水，洞頂沉降大。地表溝心地段最小淺埋13～15米，施工中淺埋段涌水，拱頂及地表沉降，最大斷面拱頂沉降達(dá)到163cm，施工安全性不能保證。如果想要較好的防治地表水害，應(yīng)首先明確該項(xiàng)工程和周邊地區(qū)的水文地質(zhì)條件，以此來(lái)保證帷幕注漿截流能夠在實(shí)際的工作中，發(fā)揮出較大的積極作用。在此，本文主要對(duì)水文地質(zhì)條件進(jìn)行論述。

2.1 補(bǔ)給來(lái)源

地表水害之所以會(huì)出現(xiàn)，原因之一在于其擁有源源不斷的補(bǔ)給，所以在治理的過(guò)程中，會(huì)顯得異常艱難。結(jié)合倉(cāng)園隧道的工程概況和實(shí)際的施工條件，認(rèn)為補(bǔ)給來(lái)源主要集中在以下幾個(gè)方面:第一，地表水本身的流動(dòng)補(bǔ)給。在任何一個(gè)地區(qū)，地表水都具有自身的循環(huán)系統(tǒng)，因此流動(dòng)補(bǔ)給是主要的補(bǔ)給方式之一。在實(shí)際的施工過(guò)程中，基本上是不允許對(duì)流動(dòng)補(bǔ)給造成傷害的，因?yàn)楝F(xiàn)階段很多地區(qū)的水資源都比較短缺，倘若因某一項(xiàng)施工造成傷害，會(huì)產(chǎn)生較大范圍的水資源利用影響，其工程所產(chǎn)生的效益，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法彌補(bǔ)造成的損失。第二，大氣降水是另一個(gè)重要的補(bǔ)給來(lái)源。地表水的補(bǔ)給中，大氣降水占有很大的組成部分，尤其實(shí)在雨季來(lái)臨的時(shí)候，降雨量會(huì)持續(xù)的提升，地表水的補(bǔ)給不僅滿足了日常的需求，甚至是超過(guò)過(guò)了自身的承受范圍，再加上其他的因素影響，造成了很大的地表水害。

2.2 主要含水層及封堵段的確定

我們?cè)诿鞔_地表水害的補(bǔ)給來(lái)源后，還應(yīng)該對(duì)主要含水層以及封堵段的確定進(jìn)行討論。含水層和封堵段基本上是集中在一項(xiàng)工作來(lái)完成，但目前的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較為嚴(yán)格，所以在具體的工作中，會(huì)將每一個(gè)含水層及封堵段進(jìn)行有效的分析，以此來(lái)保證帷幕注漿截流，可以針對(duì)實(shí)際的情況來(lái)發(fā)揮作用。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)下的工程情況，主要含水層及封堵段，集中在以下幾個(gè)方面:第一，第四系含水層。該含水層主要是由砂子、沙礫所組成的，由于近代的工程開(kāi)發(fā)數(shù)量較多，造成了河流的堆積，其厚度較高，同時(shí)在補(bǔ)給來(lái)源上，直接受到了大氣降水以及地表水流動(dòng)的補(bǔ)給，是主要的處理層面。第二，石炭系太原組含水層。該含水層相對(duì)特殊一些，因此其含水量主要是集中在灰?guī)r含水層當(dāng)中，客觀上的含水性比較強(qiáng)，并不容易處理。第三，寒武系灰?guī)r含水層。該層的含水量一般，主要是根據(jù)地區(qū)情況的不同，含水量也存在差異。值得注意的是，寒武系灰?guī)r含水層與石炭系下部灰?guī)r，在多數(shù)情況下，是不存在溝通情況的，因此在厚度方面比較高，帷幕注漿截流，一般是不考慮這個(gè)層面的。

3 帷幕注漿截流在地表水害防治中的應(yīng)用實(shí)踐

由于地表水害造成的影響比較嚴(yán)重，導(dǎo)致我們?cè)诰唧w的施工中，必須采取有效的技術(shù)性措施來(lái)治理。相對(duì)的，帷幕注漿截流在很多方面雖然表現(xiàn)出了較大的積極作用，但并不意味著該方法能夠適應(yīng)所有的工作需求，還是應(yīng)該在具體的處理工作中，通過(guò)結(jié)合實(shí)際情況來(lái)完成，不要盲目的應(yīng)用，避免對(duì)既有的工作結(jié)果造成不利影響。在此，本文主要對(duì)帷幕注漿截流在地表水害防治中的應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行論述。

3.1 基礎(chǔ)工作的處理

與一般防治地表水害處理不同的是，帷幕注漿截流在實(shí)際的運(yùn)用中，會(huì)保證每一項(xiàng)工作的高標(biāo)準(zhǔn)和細(xì)節(jié)處理，告別傳統(tǒng)處理當(dāng)中的各項(xiàng)問(wèn)題。倉(cāng)園隧道通過(guò)設(shè)計(jì)變更在DK378 +450～DK378 +550 段沿隧道凈空外左8m 和右5m 范圍內(nèi)帷幕注漿，長(zhǎng)度為隧道拱部以上5m 至邊墻底部，采用Φ89 鋼管，帷幕注漿范圍內(nèi)制作花管，間距1m ×1m。通過(guò)施工，我們總結(jié)出帷幕注漿截流在運(yùn)用中，首先要在基礎(chǔ)工作的處理上努力:第一，經(jīng)過(guò)計(jì)算后得知，采用的水泥漿水灰比，基本上要控制在7∶1 左右。第二，水玻璃與水的比例，應(yīng)盡量控制在1L∶0.5L 左右，倘若在實(shí)際施工中遇到一些特殊的情況，則可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整比例，但不要過(guò)大。第三，水泥漿與水玻璃的比例，應(yīng)控制在1L∶1L 左右，該項(xiàng)比例控制基本上沒(méi)什么難度，但還是要注意不能出現(xiàn)任何的雜質(zhì)，否則將影響最終的注漿效果。第四，帷幕注漿截流在應(yīng)用后，施工28 天左右時(shí)，強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到9.3MPa，如果未達(dá)到，則要考慮注漿的部分工作未發(fā)揮作用，需要重新進(jìn)行或者彌補(bǔ)。第五，水泥漿的容重:1.619g/cm3;雙液漿初凝時(shí)間6 分鐘左右，終凝8 分鐘左右;水玻璃模數(shù)為2.4，水玻璃模數(shù)越大，其粘度增大，粘結(jié)力增大;水玻璃的濃度Be'=35。

3.2 注漿過(guò)程中的注意事項(xiàng)

(1)注漿過(guò)程中會(huì)加大初期支護(hù)及圍巖的壓力，因此在注漿施工之前布設(shè)好監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，并量測(cè)獲得初使數(shù)據(jù)，監(jiān)控量測(cè)包括拱頂下沉及凈空收斂，按設(shè)計(jì)間距進(jìn)行量測(cè)斷面布置，同時(shí)加強(qiáng)斷層裂隙帶的初期支護(hù)和圍巖的觀測(cè)。

(2)注漿前再次復(fù)核滲水水壓力，以便精確確定注漿壓力值。

(3)注漿時(shí)注漿設(shè)備設(shè)在工作面，以便取得良好的注漿效果。

(4)在注漿過(guò)程中隨時(shí)觀察出水點(diǎn)及周邊節(jié)理裂隙的滲漏水情況，如出現(xiàn)串漿、漏漿等現(xiàn)象，采取表面封堵、間歇注漿、加濃漿液等技術(shù)措施及時(shí)進(jìn)行處理。

(5)注漿時(shí)若采用間歇注漿方式，間歇時(shí)間視漿液的膠凝時(shí)間而定，稍短于漿液膠凝時(shí)間。注漿前向注漿孔內(nèi)壓入高錳酸鉀顏色水做壓水試驗(yàn)，觀察并記錄注漿孔附近的串(冒)漿點(diǎn)，并用棉絮進(jìn)行及時(shí)封堵。

(6)在注漿過(guò)程中嚴(yán)格控制注漿壓力和記錄注漿量，當(dāng)注漿壓力突然增大且初期支護(hù)表面未發(fā)現(xiàn)有滲漿時(shí)，及時(shí)減小注漿壓力，以防止因注漿壓力過(guò)大造成的初期支護(hù)破壞或附近地段的巖爆發(fā)生。

3.3 帷幕注漿截流的應(yīng)用

地表水害的防治過(guò)程中，帷幕注漿截流的確可以取得較為積極的結(jié)果，但如果控制不好，則會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的反效果。本文認(rèn)為，在今后的工作，帷幕注漿截流的應(yīng)用，還應(yīng)該在以下幾項(xiàng)工作中繼續(xù)努力:第一，水灰比應(yīng)保持固定不變，水玻璃的濃度也不能有任何的改變，我們可以在實(shí)際的工作中，調(diào)整雙漿的具體比例。例如，水玻璃的溶液占比，可以按照從小到大的順序來(lái)調(diào)整，而凝膠時(shí)間，則可以從長(zhǎng)到短來(lái)控制，這樣就可以更好的掌握注漿截流的效果。第二，當(dāng)水灰比從小到大的過(guò)程中，凝膠時(shí)間就會(huì)從原來(lái)的較短時(shí)間變成較長(zhǎng)的時(shí)間。此時(shí)，初凝和終凝也會(huì)變得快一些，該方法在實(shí)際的應(yīng)用中是比較理想的。除此之外，我們?cè)诰唧w的作業(yè)方式上，選擇了全孔一次壓入的方式，該方法不僅節(jié)省時(shí)間，同時(shí)具體的地表水害防治效果也比較突出。

4 總結(jié)

本文對(duì)帷幕注漿截流在地表水害防治中的應(yīng)用展開(kāi)討論，從現(xiàn)有的工作來(lái)看，多數(shù)工程通過(guò)利用帷幕注漿截流的方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)地表水害的有效預(yù)防和治療，提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，對(duì)周邊環(huán)境所造成的影響也是比較小的。在今后的工作中，應(yīng)進(jìn)一步推廣應(yīng)用帷幕注漿截流方法，并不斷的注入新的技術(shù)和措施，促使該項(xiàng)方法的服務(wù)范圍更加廣泛。

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