試分析隧道施工中的注漿堵水技術(shù)

張琛

（甘肅萬泰建設(shè)工程有限公司，甘肅 蘭州 730010）

0 引言

在公路的隧道施工的建設(shè)過程中，經(jīng)常會遇到一些比較復(fù)雜的地形或者較為糟糕的地質(zhì)情況，尤其是在隧道施工的過程中，就經(jīng)常會遇到一些突然發(fā)生的問題，這些突然發(fā)生的問題所帶來的危害就會對相關(guān)工作人員的生命安全造成嚴(yán)重的威脅。為了保證公路的隧道施工工作開展的順利，對于一些具有危險巖石以及巨大縫隙的地區(qū)，就需要進行合理的堵水工作。而注漿堵水技術(shù)的有效應(yīng)用在隧道施工的過程中就顯得尤為重要。因此，本文就隧道施工中注漿堵水技術(shù)進行分析，以此來確保隧道施工的質(zhì)量和效率，進而有效的促進我國隧道工程的發(fā)展和建設(shè)。

1 隧道施工中注漿堵水技術(shù)的概述

1.1 注漿堵水技術(shù)所具備的重要作用

注漿堵水技術(shù)在隧道施工過程中是比較常見一種施工工藝，主要應(yīng)用在處理地下積水、加固隧道基層等方面[1]。注漿堵水技術(shù)是提高隧道施工質(zhì)量和保證隧道施工安全的重要施工工藝。對于注漿堵水技術(shù)而言，其主要的目的就是堵水防滲還有加固增強。具體來說，注漿堵水技術(shù)具有以下作用。

（1）惰性填充。在漿液凝固之后，對于巖石內(nèi)部的縫隙就需要進行填充，以此來使得巖石土體的外力支撐有效的提高，并且使得巖石的形變得到有效的改善。

（2）化學(xué)膠結(jié)。對于化學(xué)膠結(jié)而言，這屬于一種化學(xué)反應(yīng)，具體來說就是在地層當(dāng)中注入化學(xué)漿液和水泥漿液，然后這兩者會在其中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，以此來使得巖土的強度得到有效的提高。

（3）壓密擠密。在注漿的過程中，注漿所產(chǎn)生的壓力會對地層造成擠壓，這時就會對其中存在的孔縫還有裂隙進行擠壓壓實，以此來使得地層的力學(xué)性能以及密實度得到有效的提高。

1.2 注漿的滲透原理

在地層當(dāng)中，漿液通常都是以紊流的狀態(tài)存在的，并且會隨著注漿量的增加而逐漸的增多，而在注漿的規(guī)模增大的情況下，滲透的斷面也會隨之增加，這樣就會減少壓力，使得流動的速度減慢[2]。而在地層的深層部分，漿液在沉積后會變成為阻滯流和層流的狀態(tài)，隨著時間的變化，漿液也會逐漸的凝固，進而逐漸的形成具備較高強度的結(jié)構(gòu)。這個形成的結(jié)構(gòu)不斷可以阻止?jié){液的流動，同時對于地下水的流動也具備阻止的作用。對于注漿滲透的原理來說，其實就是在機械充塞還有水化反應(yīng)的作用來使得漿液擴散，進而實現(xiàn)充塞。其中的機械充塞其實就是在機械作用下使得漿液可以繞著地層當(dāng)中的縫隙進行流動。而水化則是指水和材料在注漿的過程中產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，以此來實現(xiàn)地層縫隙的注漿。

1.3 適用范圍

在隧道施工建設(shè)的過程中，不可避免的一種災(zāi)害就是涌突水，一旦發(fā)生涌突水災(zāi)害那么就會對施工的安全造成直接的影響，所以為了可以更好地解決涌突水問題，就需要科學(xué)合理的應(yīng)用注漿堵水技術(shù)。對于涌突水而言，對其進行控制的方式主要就是堵和排。所謂的堵就是對地下水的流路進行阻隔，以此來防止涌水問題的發(fā)生。而排則是指對掌子面的地下水進行排水，以此來使得地下水位縮減[3]。在隧道施工的過程中，在使用排水方式的時候，一定要采取成本低并且容易施工的方式。但是如果施工區(qū)域的地下水水量比較大的時候，或者是減少地下水位的難度比較大的時候，那么在堵水的時候就應(yīng)該要針對實際的情況來采取合適的堵水技術(shù)。對于隧道的涌突水來說，注漿施工是比較常見的堵水技術(shù)。在運用該技術(shù)的時候，將漿液注入到地層當(dāng)中，以此來形成固結(jié)土，這樣可以使得地層的透水性得到合理的削弱，并且還可以圍巖的穩(wěn)定性得到有效的保障。運用注漿堵水技術(shù)來實現(xiàn)完全止水的關(guān)鍵就是形成弱透水，并以此來全面的提高圍巖的止水性能。在隧道施工的過程中，施工人員如果遇到了涌突水等問題，那么對于注漿堵水技術(shù)一定要進行科學(xué)合理的使用。

2 隧道施工注漿堵水技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵點

2.1 注漿堵水技術(shù)的參數(shù)控制

2.1.1 凝膠的時間

在對凝膠的時間進行確定的時候，對于泵壓力還有進水量一定要進行綜合的考慮，這樣才可以保證所確定的凝膠時間是合理的[4]。一般來說，當(dāng)泵壓小幅度的上升，而進水量比較大的時候，那么凝膠的時間為1～2min，而當(dāng)泵壓短時間大幅度升高的，并且進水量比較小的時候，那么凝膠的時間會延長到5～6min。

2.1.2 進漿量

在判斷進漿量的時候，一般是以這幾個值為依據(jù)：首先當(dāng)泵壓小幅度升高并且進漿量的值超過300L/min 的時候，那么就可以采取大進漿量；而當(dāng)泵壓平穩(wěn)的升高，并且該值在100～300L/min之間，那么進漿量就是正常的；而當(dāng)泵壓短時間內(nèi)大幅度升高，且值在100L/min 的時候，則應(yīng)該采取小進漿量。

2.1.3 注漿壓力

當(dāng)漿液順利的進入到土層的縫隙當(dāng)中時，就可以在注漿壓力的推動作用下將其注入到縫隙當(dāng)中[5]。而在這個過程中應(yīng)該要控制注漿壓力，并且對于漿液的性能還有土層縫隙的規(guī)模等進行充分的考慮，然后在設(shè)置注漿壓力值的應(yīng)該要依據(jù)隧道施工項目的實際情況進行。

2.1.4 注漿結(jié)束

當(dāng)注漿的壓力也和所設(shè)計的最終壓力保持一致的情況，將注漿作業(yè)結(jié)束。

2.2 注漿過程

2.2.1 漿液的配置

在漿液進行配置的過程中，一定要按照從稀到濃稠的基本原則進行配置，在整個配置的過程中要靈活的調(diào)整，并以進漿量作為標(biāo)準(zhǔn)，對于漿液的關(guān)鍵參數(shù)（如濃度、體積比還有凝膠時間等）要進行合理的控制。

2.2.2 注漿

在注漿施工的過程中，對于注漿的壓力一定要給予高度的重視，如果該值升高的速度比較慢的時候，那么進漿量參數(shù)就應(yīng)該要合理的減少，以此來使得各個參數(shù)的均衡性得到有效的保障。

2.2.3 設(shè)置注漿段的長度

在設(shè)置注漿段長度的過程中，對于設(shè)備工作的性能（也就是注漿能力）、施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件還有水文情況等都應(yīng)該要綜合的進行考慮[6]。在注漿作業(yè)之后，還應(yīng)該要挖掘止?jié){帶，以此來為之后的注漿堵水施工奠定基礎(chǔ)。

2.2.4 孔口管的埋設(shè)

在孔口管埋設(shè)的過程中，空口和管壁之間的縫隙可以運用麻絲來進行填充，這樣才可以使其緊密性得到有效的保障，接著再將漿液注入到孔口管當(dāng)中。在注漿堵水施工的過程中，關(guān)鍵的一個裝置就是孔口管，因為其具備著導(dǎo)向作用，所以在其埋設(shè)的過程中，對于外插角一定要精準(zhǔn)的控制。

2.2.5 布置注漿孔

對于注漿孔而言，其布置的效果會對注漿堵水施工的效果造成直接的影響[7]。所以，在對其進行布置的過程中一定要對于水層和土層縫隙的實際情況進行結(jié)合，以此來使得注漿孔布置的合理性得到有效的保障。在這個過程中，如果巖石層當(dāng)中具備的裂縫比較豐富，并且規(guī)律性不夠明顯，很難進行注漿孔布置的時候，那么可以將注漿孔均勻的布置到含水層上。而為了使得注漿堵水的施工效果可以得到有效的提高，那么注漿孔應(yīng)該要穿過縫隙，并且按照長短相結(jié)合的基本原則來對注漿孔進行合理的布置。

2.2.6 鉆孔

在鉆注漿孔的時候，應(yīng)該要先將注漿孔的孔位確定好，在確定完成之后使用紅色的油漆在指定的工作面標(biāo)記好。接著將其作為鉆孔作業(yè)的基點，調(diào)整鉆頭的位置，移動鉆機，然后與孔位對齊[8]。在初期鉆孔的時候，一定要遵守速度慢、加壓輕的基本原則進行，并且有關(guān)的施工人員還應(yīng)該要涌水位置、起止的時間還有涌水量等信息進行完整的記錄。

2.2.7 注漿的速度以及順序

在注漿的過程中，一定要先完成外圈的注漿作業(yè)，然后在完成內(nèi)圈的注漿，而對于同一圈進行注漿的時候，應(yīng)該要按照從上至下的基本原則來進行。而對于注漿的速度來說，應(yīng)該要依據(jù)鉆孔的涌水量來確定。當(dāng)涌水量大于等于50L/min 的時候，那么比較合適的注入速度為80～150L/min；而當(dāng)涌水量小于等于50L/min時，那么就應(yīng)該要在這個注入的速度的基礎(chǔ)上減少，一般來說比較合適的速度為35～80L/min。

2.3 注漿堵水施工質(zhì)量的檢測

一般來說，注漿的角度誤差應(yīng)該要小于等于0.5°，成型注漿帷幕的厚度應(yīng)該要大于等于6m，注漿孔的深度誤差一定要小于等于五厘米，注漿的每段長度一定要小于等于32m。而在分段注漿施工開始之前，鉆孔注漿的長度應(yīng)該要控制在五米左右。在施工現(xiàn)場中，如果有持軟弱破碎帶或者是斷層存在時，那么一定要及時的運用相應(yīng)的安全處理措施，以此來有效的防止發(fā)生安全事故。在完成注漿之后一定要對注漿的實際壓力進行測量，確保其已經(jīng)滿足設(shè)計圖紙的標(biāo)準(zhǔn)要求。對于注漿的每一個注漿孔而言，都應(yīng)該要滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求，并且不能夠有漏漿現(xiàn)象的發(fā)生。

3 結(jié)語

綜上所述，在隧道施工的過程中，運用注漿堵水技術(shù)可以使得圍巖力學(xué)性能還有物理性能得到有效的改善，并且還可以得到比較良好的加固圍巖效果以及堵水效果。因此，在施工的過程中，對于注漿方案還有注漿材料等應(yīng)該要依據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況來進行合理的選擇，以此來確保鉆孔注漿施工的效果以及質(zhì)量，進而為之后的隧道施工奠定堅實的基礎(chǔ)，促進我國隧道工程的建設(shè)和發(fā)展。