陈慧

摘 要：GT-1水泥基抗分散注浆材料与水泥浆液混合后呈膏状，具有初终凝时间可调、动水抗分散、可泵性好、早期强度高、环保无毒等显著优势。岑水高速公路均昌隧道富水软弱地层在帷幕注浆施工过程中通过GT-1水泥基注浆材料的选用、配比、注浆施工以及高压涌水封堵和地层加固，成功封堵了地层内高压、大流量涌水，大幅提高了围岩的承载能力和稳定性，确保了隧道掘进安全，为隧道贯通提供了保障。

关键词：均昌隧道；GT-1新型水泥基注浆材料；帷幕注浆；突涌水灾害治理；富水软弱地层

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.094

0 工程概况

岑溪—水汶高速公路项目均昌隧道穿越岑溪市岑城镇山心村及大隆镇均昌村之间的崇山峻岭，设计隧型为分离式小净距，左右两洞车道中心线间距30m，净距17m，隧道净空（孔-宽×高）为1-10.75×5m。左线起讫桩号为DK6+455～DK10+725，长4270m，右线起讫桩号为CK6+477～CK10+765，长4288m。

隧道于2011年3月开工，采用全断面法开挖。至2013年5月，隧道右线尚有152m未贯通（CK7+833～CK7+985），左线有141m未贯通（DK7+817～DK7+958）。未贯通段位于山心村下方，埋深约90-100m。该区域为微型盆地地形，提供了强有力的汇水地势。围岩为全-强风化花岗岩，破碎且节理裂隙发育，为突水突泥提供了导水通道。同时，隧址区属中亚热带季风湿润气候区，雨量充沛，降雨集中，为突水突泥提供水源补给条件。上述三因素联合作用导致突水突泥强度高，治理难。

隧道施工过程中共发生四次大规模突水突泥灾害，极大威胁了施工安全，严重延缓了施工进度，对当地居民生活和区域生态环境带来恶劣的影响。均昌隧道已成为岑溪—水汶高速公路全线通车的“卡脖子”工程。为防止施工过程中突水突泥灾害再次发生，确保工程顺利贯通和长期运营安全，对未贯通段进行突涌水封堵和系统的围岩加固是必须解决的关键问题，经专家组讨论未贯通段采用帷幕注浆方案。

1 GT浆液的选用

在隧道与地下工程突涌水灾害治理工程中常用的注浆材料有水泥单液浆、C-S双液浆、硫铝酸盐水泥单液浆等。传统材料均存在自身劣势，主要包括：①无法根据工程地质条件实时调节初终凝时间，导致浆液长距离泵送能力差（特别是C-S双液浆、硫铝酸盐水泥单液浆）、可注性差，难以控制浆液在地层中的扩散路径和扩散范围；②浆液凝固的早期强度较低，对软弱地层的初期加固效果不够显著；③ 抗动水冲刷能力差，对于高压富水薄弱区的治理效果差。

区别于传统材料，GT-1新型水泥基注浆材料与水泥浆液混合而成的双液浆具有初终凝时间可调、扩散控制性好、动水抗分散、早期强度高、环保无毒等显著优点。该材料采用双液混合方式进行注浆，主要在围岩破碎、裂隙发育、地下水水量大、压力高、流速快、常规浆液难以留存的条件下使用。该材料要针对不同围岩、不同水量水压进行凝固试验，确定合理的注浆参数，以保证注浆效果和注浆安全。

2 GT-1注浆材料的性能参数

通过控制材料配比，实现初凝凝结时间在45s～30min，终凝时间在2min ～45min内的有效调整，如图1中所示。

可以实现在30分钟内持续泵送；水泥：外加劑=5：1材料凝胶体强度增长较快在水流速小于1m/s条件下存留率超过60%，具有良好的动水抗分散能力。

浆液注入地层后，受环境影响小，强度增进率显著快于普通水泥材料，最终强度可达20MPa以上。

3 GT-1浆液的施工工艺及注浆效果

3.1 注浆设备及工艺

均昌隧道抢险段进口端共开展十个循环帷幕注浆施工，以全断面帷幕注浆为主。

根据工程性质和现场需要，配备了满足均昌隧道帷幕注浆施工要求的的钻探和注浆设备。钻探设备选型及配置如表1所示。水泥--GT双液注浆工艺示意图见图2。

3.2 注浆选择及终压控制标准

在均昌隧道抢险段帷幕注浆施工中，原则上在无水较稳定围岩内以及对大型空腔空洞进行充填时，以注水泥单液浆为主；在富水或坍塌严重的地层内以注双液浆为主；施工中采用的双液浆包含水泥—水玻璃双液浆和水泥—GT双液浆两种类型，当单孔涌水量<8m3时以水泥—水玻璃双液浆为主，单孔涌水量>8m3时以水泥—GT双液浆为主；水泥—GT双液浆的配比范围为1：1～5：1，不同材料配比对应的初终凝时间不同，具体根据治理段范围和现场的温湿环境判断；小于8m的浅层围岩内注浆加固，以双液浆为主，单液浆为辅，且有效终压不得超过1.5MPa；注单液浆时，若持续注浆较长时间内不升压，更换为双液注浆。在下入二级套管后的深部围岩内注浆，选用单双液复合式交替注浆方式，以提高浆液扩散范围和留存量，可根据具体情况适当把注浆终压提高到2.0-6.0MPa。注浆终压的选择结合现场施工安全和围岩耐久性，通过探查孔注浆试验最终确定。

4 帷幕注浆后的质量检查和结果分析

注浆效果检验是评价注浆加固效果的依据，本工程拟采用地球物理探测、P-Q-t曲线、检查孔等方法相结合的多手段综合检验方法，对注浆治理效果进行科学检验和系统评价。

注浆过程中采用P-Q-t曲线以及注浆加固结束后采用地球物理探测方法和检查孔法反映注浆治理效果显著，满足隧道开挖的安全要求。开挖时围岩干燥，掌子面稳定，浆脉充填良好。

5 结论

均昌隧道抢险段围岩为全-强风化花岗岩，松散薄弱，节理裂隙极端发育。隧址区富含地下水，且水压高、流量大，导致突水突泥灾害发生的风险极高。在进口端帷幕注浆施工中，采用了GT-1水泥基抗分散注浆材料。对抢险段地层进行了有效地地下水封堵和围岩加固。通过地球物理探测、检查孔、注浆P-Q-t曲线分析三种方法对注浆加固效果进行了综合评价，认为GT-1水泥基注浆材料对高压大流量地下水的封堵效果显著，对地层承载力和自稳性有明显提升作用，帷幕注浆达到了设计要求，为为隧道安全掘进提供了安全保障。

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