超前帷幕注漿技術在隧道施工中的應用

高慎

中鐵十七局集團第五工程有限公司 云南瑞麗 678600

1 超前帷幕注漿施工方案

根據設計文件，并結合現場施工實際情況，本次設計的超前帷幕注漿施工主要流程（僅包括鉆探及注漿）為：

超前地質預報預測→超前帷幕注漿啟動判斷→超前帷幕注漿施工準備→超前注漿→注漿效果檢查→管棚施工→開挖及支護→開挖后判斷→注漿效果評價→下一循環超前注漿系統施工[1]。

超前地質預報預測結束后，根據其成果進行綜合分析，估算斷層影響帶與開挖掌子面的距離，并根據標準判斷是否啟動超前帷幕注漿施工；

達到判斷標準后啟動超前注漿，則暫停開挖，于掌子面前方提前施作5m止漿墻，作為超前注漿第一循環起點。同時，超前注漿施工需在掌子面后方已完成初支或二襯的情況下作業，并對后方圍巖穩定進行判斷，若后方圍巖無法達到承壓強度，則需要先針對掌子面后方進行徑向加固，達到要求后，啟動掌子面前方超前注漿；

1.1 超前注漿系統施工前

先進行超前帷幕注漿試驗，為后續系統施工提供更為經濟、合理、有效的施工參數及要求；

1.2 超前注漿試驗段施工結束后

檢查其注漿效果，必要時可加密補灌，同時按照設計要求施工中管棚。達到檢查要求后及時開挖及支護，根據開挖效果進一步判定注漿效果，進行綜合評價，以指導后續注漿施工。

1.3 超前帷幕注漿啟動判斷標準

（1）超前帷幕注漿啟動與否，其判斷標準需綜合考慮。主要根據超前地質預測預報資料，并結合隧道整體設計、地質資料進行突水突泥危險性判別。施工中，鑒于巖溶發育情況及巖體完整性難以量化，可根據超前探孔出水量、水壓、巖層情況及地表環境要求的判識標準，在施工中應根據掌子面前方地質信息進行綜合分析。

（2）在富水段采取綜合超前地質預測預報（鉆探、孔內成像、物探等）等措施后，盡量獲得如圍巖級別、綜合滲透系數、巖溶發育特征、巖體的抗壓強度、裂隙率、涌水量、水壓等地質和水文的基礎資料和指標[2]。

2 超前帷幕注漿技術在隧道施工中的應用

2.1 施工準備工作

在實際施工之前需要在掌子面施工超前水平設置3個探孔，1號探孔深度30m。終孔涌水量為30m3/h，靜水壓力為0.6MPa；2號探孔深度30m。終孔涌水量為30m3/h，靜水壓力為1.0MPa；3號探孔深度為30m。終孔涌水量為18m3/h，靜水壓力為0.6MPa；按照現場勘查結果，在施工段存在地下水發育和巖體破碎問題，并且出現大面積滲水情況。

2.2 注漿設計

超前探孔揭示涌水量在每小時12m3，注漿設計主要是在開挖輪廓線外3m。按照鉆機性能選擇循環注漿段長度20m。注漿孔為平行導坑縱向呈傘形輻射狀，要求注漿孔孔底間距按照注漿孔擴散半徑互相重疊原則確定。注漿終孔間距根據1.5倍漿液擴散半徑決定，通常為2-3m。此次注漿終孔間距為3m。

在此施工環節當中需要注意以下關鍵點：（1）在掌子面后方一定范圍內需要應用注漿加固施工技術，全面確保施工安全；（2）在注漿施工期間需要對圍巖變化情況進行密切觀察，并且及時調節孔位布置和注漿參數，全面加強施工質量。

2.3 施工技術要點

2.3.1 止漿墻施工操作

在進行混凝土止漿墻施工期間，首先需要明確止漿墻厚度，如果墻體厚度過小的話，將不能滿足注漿施工的壓力要求，降低施工安全性；若厚度比較大，將會嚴重浪費材料資源，還會對鉆孔施工速度造成影響。

2.3.2 埋設孔口管

該工程中埋設孔口管時首先需要借助于鉆機進行鉆孔施工，將鉆孔長度設置在3m左右，之后將2.8m長孔口管插入到鉆孔當中，此時需要將長孔口管外露段長度控制在25cm左右，之后使用麻絲和膠泥纏繞注漿管孔口，這樣能夠保證注漿孔口管和孔壁徹底塞緊，這樣就完成了注漿管固定處理，等到膠泥凝固到一定程度之后再進行帷幕注漿處理[3]。

3 結語

試驗段暫定為DK326+900-DK326+882段共18m，開挖13m，預留5m制漿巖盤。采用Atlas全液壓多功能鑿巖臺車進行鉆孔，自動化制漿系統進行制漿、灌漿。注漿材料按設計要求采用以水泥漿、水泥-水玻璃雙液漿，水量較大時采用特殊材料。采用檢查孔觀察法，進行注漿效果檢驗。此次研究主要是對某一實際工程案例進行分析，由于該圍巖結構砂巖層含水量較大，因此在施工建設期間出現坍塌和突水現象，需要使用超前帷幕注漿技術進行處理。按照此次研究結果顯示，在進行注漿施工時間需要將設計孔位和設計孔位之間的偏差值控制在5cm以內，注漿終壓控制設置在2MPa，孔取芯率超過70%，漿液填充率超過80%，滲水量不超過0.2L/min，在滿足以上施工要求時才能夠從根本上確保帷幕注漿施工質量。