隧道軟弱圍巖小導管徑向注漿技術分析

梁仲德

[摘要]近幾年我國隧道建設技術在不斷地更新，其中注漿技術的結構和方式也在不斷的變化。文章以某隧道軟弱圍巖工程為例，分別從其工程情況分析、施工方案結構、徑向注漿技術運行機制以及效果檢驗措施展開了細致的討論，旨在為相關管理人員以及施工監管人員提供必要的技術參考，以促進整體技術的優化運行。

[關鍵詞]隧道；軟弱圍巖；小導管；徑向注漿技術

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.34.188

1 工程基本情況以及方案分析

1.1 某工程基本情況概述

某隧道軟弱圍巖工程在挖掘前，利用5#的施工豎井以及2#的聯絡通道作為基本的工程框架，主要劃分的結構為，左線、右線、大里程以及小里程四個項目，全程439米，并且基礎的洞內已經逐步支架成關環，但是沒有經歷二次施工，最小的線距控制在17米左右。另外，工程的施工路段早期為礦山法段，之后才改建為盾構通過段，相應的工作人員要進行集中的礦挖施工，并且需要沿著原來的初步支架結構進行不等距的挖掘施工，以保證兩次開挖過程的銜接性以及工程平衡。其中最大的擴挖范圍為335厘米，最小的擴挖范圍也維系在146厘米。

除此之外，在對基礎的地質和水文進行監測的過程中，擴挖段隧道拱頂覆蓋巖層以及隧道穿越地層和隧道底板巖層要按照自上而下的順序進行有效的填充，分別填充土層、砂層以及礫砂巖層[1]。整體的開挖范圍會經過強中化或者是中等風化的含礫砂層，并且整體拱頂覆蓋的巖層基本的深度和厚度不一致，但都會含有水砂層。在判斷相應的隧道圍巖級別時，評定其等級為四級，地下水的類型屬于孔隙潛水和基巖層裂縫水結構，是巖性第四系海陸相粉砂。另外，擴挖段主要的透水層以及含水層結構厚度保持在0.6米到4米之間[2]。

1.2 某工程基本方案分析

在建立基礎的施工方案的過程中，相關管理人員要根據實際地質雷達的勘測結果進行隧道上方土層的集中管理，其中能得出聯絡通道東西走向各延伸10米左右，不僅存在軟弱圍巖，基礎土質也比較疏松，也受到了很大的地表污水影響，圍巖自身的穩定能力比較差。相關人員要保證整體工程的安全進行，就要充分結合相應的地質要求進行淺埋暗挖的施工方針。首先，要保證超前小導管注漿加固，稱為“管超前、嚴注漿”，其次，利用小步距短臺階開挖與臨時仰拱措施并行，保證噴錨初支以及鋼格柵結構的支護綜合，稱為“短開挖、強支護”，最后，對整個工程項目踐行有效的監控，在基礎開挖項目運行后，利用初支結構進行支護后的跟蹤注漿，稱為“快封閉、勤量測”。只有保證小導管注漿技術的有效應用，才能進一步優化整體隧道建設的整體穩定性，并且從根本上確保地下管線和隧道結構的安全。

2 工程內小導管徑向注漿技術的運行機制分析

2.1 優化確定基本的技術參數

根據某工程的實際需求，相關人員要針對小導管的參數進行有效的處理，使用的熱軋無縫鋼管的外徑要維系在42毫米，壁厚3.5毫米的尺寸范圍內，管長控制在6.5～9.5米之間，這樣才能有助于小導管直接插入圍巖內部，并且在鋼管前可以直接兩驅200毫米左右的距離，直接加工成尖錐樁，保證有效的封焊。另外，要保證焊接結構的管身孔徑在10毫米左右，后端100厘米不設置溢漿孔，并且要在管尾直接焊接φ0.6厘米箍筋。

2.2 優化設置基本的注漿孔

要對鋼管的外插角度進行有效的測量和關注，保證在5°～10°。首先施工的是左線隧道線路的內側拱腳，保證其與基礎軌面線間邊墻都采用較長的注漿管，長度控制在10米左右，其管口環向距離為1.2米，布置方向為水平；其余部分都采取6米左右的注漿管，其管口環向距離為0.6米，縱向距離為1.7米，具體見下圖。

隧道小導管徑向注漿布置圖

2.3 優化運行基本的注漿操作

在運行整體的注漿過程中，首先，相關人員要集中關注注漿的施工流程。由于會使用不同長度的小導管，因此，在工程運行過程中要利用不同的鉆機，保證10米以內的小導管利用水平鉆機鉆孔作業，而6米以內的小導管利用手風鉆鉆孔作業，而洞內徑向注漿采用的是孔口管止漿操作，保證基本的注漿壓力控制在0.5～1.5MPa，在工程初噴混凝土后，相關操作人員要集中截斷隧道范圍內的注漿鋼管，并且集中焊接鋼板，實現有效的錨固效果。其次，要集中關注注漿方式。在注漿操作的過程中，要保證自上而下的順序，在關注注漿壓力的過程中，當壓力已經上升到1.5MPa后，相關人員就要停止注漿過程，待壓力下降后再繼續操作，重復幾次之后保證減壓的壓力值恒定，并且保證其與設計的終壓數值相等且狀態穩定10分鐘，進漿速度要維持在初始速度的25%，或者是工程中的注漿量維持在設計注漿量的80%，才是符合標準的數值，方可結束注漿。特別要注意的是，若是在實際工程運行過程中，出現了冒漿的現象，相關操作人員一定要停止操作。最后，要集中注意注漿效果的檢查。結束作業后，相關管理人員要進行有效的項目驗收操作，利用打檢查孔的措施對圍巖預加固效果進行驗收，檢查孔保證深度在4米左右，檢查標準是檢查孔水滴不成線，并且基本的滲水量≤2L/d的時候，加固效果是最佳的。若是實際檢驗結果不足標準，就要進行補充注漿操作，在拱部以及兩邊墻再設檢查孔。

3 工程內小導管徑向注漿技術的效果檢驗措施分析

3.1 集中檢驗預加固效果

在進行預加固效果檢驗的過程中，相關管理人員要直接采用現場開挖的手段進行檢驗，通過相應的檢驗措施，實驗人員不難發現，利用小導管徑向注漿技術能保證隧道上部的軟弱巖層成為統一的整體，且提升了圍巖的基礎剛度和強度，為施工中出現的巖層松弛和坍塌提供了有效的保證。也輔助施工后掌子面減少出現滲水現象，從根本上保證了整體注漿技術的運行，也提升了隧道軟弱圍巖的施工安全。

3.2 集中運行監控量測過程

相關人員在對注漿過程進行監控的過程中，要利用好工程項目擴挖前已經設置好的監控量測點，進行有效的項目補充，并且對整體注漿過程進行集中的安全水平監測以及評估，最重要的是關注注漿技術運行過程中產生的壓力，保證不會出現由于壓力過大導致的洞內收斂值增大，也能有效地規避地面上拱現象。另外，對于監測量測的過程，也要進行集中的數據分析，保證分析結果能有安全的評價機制。相關人員在對工程評價后，提出相應的工程對策，其施工人員根據具體的施工建議進行施工行為的有效糾偏，建立施工過程的信息化轉變。相關人員要建立有效的位移管理等級，按照三級管理措施進行安全性評價的鑒定，并且根據不同的測量結果鑒定不同的工程管理等級，在工程運行過程中強化超前與支護、初期支護強度以及初期支護剛度，對項目中支護操作、圍巖操作以及回填操作進行及時的應對處理，以保證整體項目順利運行。除此之外，相關管理人員要針對施工過程中的具體操作進行集中的升級管理，保證運行的穩定性和安全性，并且確定整體施工結構的完整。在施工中因地制宜，利用科學合理的注漿手段的漿液配比能保證施工順利進行。

4 結 論

綜上所述，小導管徑向注漿技術集中降低了隧道軟弱圍巖施工的安全風險，且整體施工工序靈活簡單，不僅基礎設備相對簡單，而且施工成本也比較低，能有效升級建筑物掌子面的穩定能力，集中降低圍巖滲水現象，對地表沉陷也有很好的控制作用。

參考文獻：

[1]李鵬飛，趙勇，劉建友，等.隧道軟弱圍巖變形特征與控制方法[J].中國鐵道科學，2014，35（5）：55-61.

[2]趙亢，楊其新，蔣雅君，等.關埡子隧道軟弱圍巖大變形機理分析[J].鐵道標準設計，2015，10（10）：114-118.