隧道超前預加固工程中注漿施工技術研究

唐軍

摘 ? 要：本文基于隧道工程加固對注漿的需求，探討了制漿系統建設、注漿前準備工作、注漿鉆孔施工和注漿施工等相關技術流程，認為：（1）基于不同現場的施工條件，分別在隧道內外施作注漿系統，注漿系統所處位置能夠兼顧水、電等設施，使注漿漿液能夠快速有效地注入治理段區域。（2）針對不同角度及位置的鉆孔，使用不同工藝施作鉆孔結構及孔口管止漿管。對位于隧道災害區域的鉆孔安裝防突裝置，避免鉆孔成為次生災害的薄弱點。（3）根據不同的地質條件，選擇合理的注漿材料及注漿設備，科學組織人工，對富水軟弱地層進行有效的注漿加固。相信對從事相關工作的同行能有所裨益。

關鍵詞：隧道工程 ?加固施工 ?注漿施工 ?注漿材料

中圖分類號：U453.6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）05（a）-0020-02

隨著“一帶一路”倡議的提出，大量公路隧道即將投入建設。隧道常穿越軟弱破碎地層，注漿治理方法作為解決富水軟弱地層地質災害問題的有效方法，被廣泛應用于工程建設中。注漿工作開始之前，需要人員、機械設備及物資等方面的準備，需根據現場條件和工程要求，在隧道外設置洞外制漿站，隧道內設置鉆孔施工場地、洞內制漿站、注漿材料存儲臺等各種不同功能分區，相互配合，以保障注漿作業的順利實施。

1 ?制漿系統建設

需要建立洞外注漿站，以滿足較大量的注漿施工要求，同時隧道注漿施工段配設洞內注漿站，以分別適應較大量注漿和少量注漿、單液注漿和雙液注漿的要求。

1.1 洞外注漿站

隧道洞外注漿站采用已驗收合格的攪拌站進行加工，采用混凝土罐車進行運輸。

1.2 洞內注漿站

隧道洞內注漿站的主要設施和設備有袋裝水泥平臺、立式攪拌機、二次攪拌儲漿池、水泥注漿泵（或雙液注漿泵）、清水池、水玻璃注漿泵（或雙液注漿泵）、水玻璃儲漿池、配電系統和供水系統。注漿站設備的配置及技術要求如下：

（1）袋裝水泥平臺：高0.3m，寬2m，長10m;水泥平臺要有防潮措施，防止水泥因受潮變質而失效。

（2）一次攪拌機：高1.0m，直徑1.5m，容量1.77m3，電機功率7.5kW/h，為自制，連續注漿時每小時造漿量不少于10t。

（3）二次攪拌儲漿池：直徑1.5m，深1.2m，容量2.11m3，電機功率7.5kW/h。

（4）水泥、水玻璃注漿泵：可選用ZJB（BP）—110/30A高壓變頻注漿泵或者2TGZ—60/210高壓雙液注漿泵（功率7.5kW），漿液輸送能力最大為3.6m3/h。水泥、水玻璃（或雙液）注漿泵均可滿足對GT-1材料的注漿需要。

（5）清水池：主要用于儲存清水，以防連續注漿時供水不足;長1m，寬1m，深度1.2m，容量為1.2m3。

（6）配電系統：要求電壓為380V，供電總功率不得小于注漿站內所有用電設備總功率的1.5倍。

（7）供水系統：要求供水系統的正常供水量不得小于15m3/h。

2 ?注漿前準備工作

（1）注漿系統建設好后，必須使用清水對機械和管路進行調試，確保設備運行正常，經檢查驗收合格后方可投入正常使用。（2）每次注漿前后都必須對整個注漿系統設備和管路進行檢查，發現問題及時處理。（3）做好污水處理。施工過程中產生的廢水、廢液經污水處理設備處理后方可排放。（4）保證供電、供水、供風、通訊和交通的暢通，注漿過程中嚴禁中斷。

3 ?注漿鉆孔施工

3.1 鉆孔結構及孔口止漿管的安裝

開孔孔徑為Φ153mm，深度為3～5m，在高壓帷幕預注漿加固過程中，為防止鉆孔被壓力頂出需提前打孔泄壓，必須在鉆孔內安裝注漿（止漿）套管，作為孔口管使用。孔口管采用Φ146mm鋼管，管外用速凝水泥封固，封固后打壓，在6MPa壓力作用下無泄漏且孔口管無松動說明止漿合格。孔口管注漿固結合格后，將孔口管固定牢固，裝上閥門，然后再進行鉆孔施工，采用Φ80mm孔徑鉆至終孔。

3.2 鉆孔防突裝置

鉆孔過程中，由于鉆頭揭穿涌水突泥區域時，泥水會從鉆孔內涌出，如何防止涌水、突泥是安全施工面臨的關鍵問題。鉆孔注漿過程中，注漿壓力也會給套管一定的作用力，迫使套管被拔出，因此防止鉆孔內涌水、突泥和止漿的重點是孔口管的封固質量必須達到耐壓要求。套管固結合格后，要及時安裝注漿高壓閥門，做到對涌水、突泥的有效控制。

3.3 鉆孔勞動力配置及快速施工

鉆孔施工主要采用大型集成化設備，另外輔以小型地質鉆機設備。大型設備每班組配備操作工人1名、輔助工人2名，小型地質鉆機每機組配備機長1名、技術工人3名，每班另配鉆孔施工副隊長1名。為保障鉆孔施工進度，主要從圖中的5個方面進行快速施工組織保障。

4 ?注漿施工

4.1 注漿材料選擇

根據隧道治理段復雜的水文地質條件和注漿方案，按照不同的注漿技術要求選用以下注漿材料：水泥漿、輔助凝結材料（水玻璃），注漿過程根據方案選擇材料，以漿液擴散范圍與加固體強度為主要控制指標。

4.2 注漿設備選型及主要參數

注漿設備的選擇和配置原則是能夠滿足注漿量和注漿壓力的調控。根據注入的漿液種類、額定泵量的大小以及注漿使用場合的不同，可以分別選擇以下不同類型的注漿泵：（1）單液注漿加固：選擇3SNS單液注漿泵。（2）雙液注漿加固：主要選擇2TGZ—60/210高壓雙液注漿泵。

4.3 注漿勞動力組織及施工安排

注漿施工技術較為復雜，特別是雙液注漿和特殊材料注漿，技術要求更高，因此每班配備注漿技術副隊長1名，現場班長1名，司泵及機修工4名，管路連接工1名，制漿工4名和現場材料倒運工4名。采取現場交接班的作業方式，即班前洞內技術交底、班后技術總結、現場注漿施工參數詳細記錄的技術主導型工作方式。

5 ?結語

（1）基于不同現場的施工條件，分別在隧道內外施作注漿系統，注漿系統所處位置能夠兼顧水、電等設施，使注漿漿液能夠快速有效地注入治理段區域。（2）針對不同角度及位置的鉆孔，使用不同工藝施作鉆孔結構及孔口管止漿管。對位于隧道災害區域的鉆孔安裝防突裝置，避免鉆孔成為次生災害的薄弱點。（3）根據不同的地質條件，選擇合理的注漿材料及注漿設備，科學組織人工，對富水軟弱地層進行有效的注漿加固。

參考文獻

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