隧道帷幕注浆施工技术简析

隧道 帷幕注浆 基础资料

隧道帷幕注浆施工技术简析

●贾 雷

（安徽省公路工程建设监理有限责任公司 合肥 230031）

摘要：由于地质和技术上的原因，隧道混凝土衬砌后，难免有渗、 漏水现象，这就需要二次注浆来堵漏，抗渗。介绍帷幕注浆加固及浆堵渗、漏水的做法。

关键词：帷幕加固；注浆堵漏；治水

1 概况

港口湾水库215省道改建3号隧道位于安徽省宁国市竹峰乡境内，由安徽省公路勘测设计院设计，设计标准为山岭区二级公路，3号隧道全长375m，宽10．5m，高7．49m；行车道宽度9．0m，限界高度5m。在该隧道k5＋478～k5＋505段的范围内，地形变化极大，围岩严重风化，岩层破碎，裂隙极为发育。在该段隧道施工过程中，支护采用复合式衬砌，初期支护为钢拱架混凝土；二次衬砌为模筑混凝土，设计衬砌混凝土厚度40cm。实际施工中，由于岩石破碎，地压较大，风化岩石遇水软化等因素的影响，实施抢险通过。在模筑混凝土时因无法铺设防水布，致使拱部下沉，造成从混凝土接茬缝渗、漏水及混凝土夹层中窜水现象。严重影响了施工质量和工程形象。 图1 注浆工艺流程示意

2 注浆方案及主要技术参数

2．1 注浆方案的确定

为了提高工程质量，确保隧道安全，若采用哪里渗漏就在哪里

隧道 帷幕注浆 基础资料

造眼注浆的方法，已不可能彻底解决渗漏水问题及加固工程。若采用从山体边坡打眼往隧道顶灌注浆方法，不但距离远，工程量大，而且效果也会受到影响。故确定采用帷幕注浆结合个别地段堵渗漏水的方法。顺序是先帷幕切断水源，再对个别地段堵漏，最后进行帷幕注浆加固。

2．2 注浆设备的选择

图2 3号隧道帷幕注浆孔平面布置示意

图3 注浆孔布置截面示意注浆泵采用锦西注浆泵厂产2TGZ－60／210型

双液注浆泵；

混凝土搅拌采用0．4m3的桶式搅拌机；造眼采用7655型风钻；孔口管选用Φ42×4．5mm的钢管。

2．3 注浆方式及工序

由于隧道已经通车，故本次帷幕注浆采用分片 即隧道的一半采用前进式注浆，后退式复扫复注，浇筑混凝土裂缝较明显或混凝土较薄地段多次复注的方式。注浆工艺流程见图1，以期达到一定厚度隔断水源的帷幕效果。钻注浆工序如下。钻进→埋设孔口管→安装进浆及保护阀→压水→注浆→扫孔→注浆→终孔

2．4 钻孔布置 孔口管结构及埋设

2．4．1 本次帷幕注浆，钻孔布置原则上采用网格型交叉布置。进深方向布设排钻孔，排间距离为3m；纵向布置每排5个钻孔。布孔以拱顶为中心，向两侧分布，间距为2m～3m，具体布孔见图2、图

隧道 帷幕注浆 基础资料

3。

2．4．2 用风锤直对二次衬砌混凝土打眼，造孔深度一般要求穿过二次衬砌浇筑混凝土即可，但不得穿越初衬混凝土。孔口管选用Φ42×4．5mm的无缝钢管，每根长600mm，每根孔口管缠上麻丝，用大锤将孔口管撞入孔内。孔口管结构见图4。

图4 孔口管加工示意 单位：mm

2．5 注浆材料及配比

不同的浆液浓度有不同的比重、粘度等特性，浆液的特性应考虑注浆对象的可灌性，另一方面也要考虑注浆机具的能力。本次注浆材料采用425＃普通硅酸盐水泥及35Be′～40Be′的水玻璃。浆液以水泥＋水玻璃的双液浆为主及少量水泥单液浆。根据压水试验及混凝土基底凹凸不平、脱空情况，适当选择浆液的浓度及水玻璃的用量。水灰比基本采用1∶0．75～1∶1，水玻璃用量一般是水泥重量的1／4～1／3，这样就控制了凝胶时间。

2．6 注浆压力选择

注浆压力是浆液流动、充塞、压实脱水的总动力。浆液流动阻力大小与空隙度及其充填程度、浆液浓度（粘度）有关。在正常情况下，注浆压力也与浆液的扩散距离成正比关系。注浆压力包括注浆初始压力，注浆终压力及在注浆过程中的压力变化。

3号隧道注浆除考虑了以上因素外，还充分考虑检验浇筑混凝土厚度和质量。方案确定了本次注浆压力选择不得大于2MPa。在施工过程中，根

隧道 帷幕注浆 基础资料

据实际情况对压力作了适当调整。浇筑混凝土较厚且空隙度较小地段，终孔压力采用1．5MPa～2MPa；空隙度较大，终孔压力不得超过1MPa；浇筑混凝土较薄且质量差的地段，注浆终孔压力控制在0．5MPa之内。实践证明，以上注浆压力的选择是正确的，收到了好的效果。

2．7 注入量及有效扩散半径

浆液注入量包括总的注入量和单位注入量，从总体来看，单位注入量最有经济技术价值。实践证明，由于3号隧道顶部模筑混凝土有厚有薄，基底不平整，脱空不均匀，整体也不联通，施工时水泥浆液有 流失的情况。本次注浆采用单位注入量控制在3m3／孔～5m3／孔是比较合适的。达到了预期注浆的目的，起到了帷幕加固之作用及堵渗漏水的效果。若单位注入量过大，不但浪费材料，加大成本还延长了施工工期。

各种注浆一般均要考虑浆液的有效扩散半径。正常情况下，浆液的扩散半径是假设在同一高度上下均匀向各方向扩散一致计算而得。对于基岩裂隙注浆，是考虑裂隙发育不均匀，以及裂隙开度大小不一等原因，浆液在各方面扩散距离极不一致。而隧道拱部帷幕注浆，不但要考虑拱部是弧型体，且浇筑混凝土厚薄不均、密度不一致；还要考虑浆液的扩散向两侧速度快，距离也相对较远，而向进深方向扩散的距离就近等。从3号隧道帷幕注浆施工全过程来看，浆液的有效扩散半径取3m～4m，确保了帷幕之效果。

3 注浆施工中的主要技术问题

隧道 帷幕注浆 基础资料

由于该段隧道作为抢险工程，未铺设防水布，再加上地压较大，初次衬砌支护的钢架都被压弯变形并拌有渗水，致使风化岩层软化，局部地段在初期支护时带走许多水泥浆，使砂、浆分离，混凝土厚度不均，形成顶部基底凹凸不平。给本次注浆施工带来了很大的难度。通过施工，认为治理方案是切实可行的。施工中主要抓了以下几点技术问题。

3．1 充填注浆的关键首先是对浆液的处理，浆液处理效果好坏直接影响帷幕注浆及堵水的质量；

3．2 控制单位注入量（3号隧道单孔注入量一般为3m3～5m3）能节约材料，降低成本，缩短工期；

3．3 控制注浆压力及浆液扩散半径，能确保原浇筑混凝土不出问题， 有效达到充填帷幕，密实之作用；3．4 掌握造孔深度，防止浆液扩散过大，尽可能把浆液注入初衬与二次衬砌混凝土之间。 4 注浆效果

由于隧道帷幕注浆不同于基岩裂隙注浆，情况较为复杂。因此，在施工中应根据实际情况进行多次反复的钻注。从实际施工结果分析，其灌注效果一次比一次明显，最终经多次打钻检验及雷达仪器的检测，帷幕达到了要求的厚度，隔断了水源，治住了渗漏水的现象，提高了混凝土的质量。

5 结语

注浆工程不仅是一项施工技术问题，且有大量的管理问题，应该把它看成是一个复杂的系统工程，面广、环节多且工序多变。它涉及到工程施工方法及质量；地质及水文地质条件的再分析；方案设计及确定；

隧道 帷幕注浆 基础资料

各种参数选择及在施工过程中因素多变而进行参数的合理调整；施工人员的组织与素质；钻注设备、器材的选择、加工等方面，必须应用全面质量管理方法，进行质量控制才能达到效果好、工期短的目的。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/y6zm.html