侯二雷 徐晨声

摘要：国家高速网沪陕线西商高速秦岭灞源隧道是穿越秦岭山脉的第一条双向六车道高速公路，本文阐述了钻注一体机深孔高压帷幕注浆在穿越软弱、塌方不良地质段，从实际出发采用合理的施工技术确保高压注浆的效果。

关键词：秦岭灞源隧道软弱涌泥围岩探测帷幕注浆

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一、项目概况

西商高速秦岭灞源特长隧道为沪陕线西安—蓝田—商州高速公路的控制性工程，左线长5435m，右线长5440，双向六车道，隧道净空采用19.16×10.25m。前期由于勘察实际不够详细，实际施工中地质条件极差，施工进展缓慢，为加快施工进度，采用钻注一体机高压帷幕注浆。

二、地质情况

秦岭隧道斜井于2011年3月进入F3断层，地质条件复杂多变，其中YK71+340～YK71+412段全部为泥质围岩夹强风化石英砂岩，且裂隙水水量较大，频繁出现涌水涌泥现象（如图1-1），其中YK71+380涌水涌泥量每小时15m3左右，围岩钻孔探测、高压注浆是顺利通过该弱质围岩段的关键技术手段。

三、地质探测

秦岭隧道右线施工至YK71+380出现涌水涌泥后，采用TSP超前地质预报与水平钻取芯两种超前探测手段相结合的方法，探明前方地质情况：其中YK71+380～YK71+365呈粘稠流体状，底部为强风化石英砂岩；YK71+365～YK71+352为塑状泥质围岩，含水量较大；探明地质情况后，制定技术方案：采用钻注一体机高压帷幕注浆。

四、帷幕注浆方案

YK71+380～YK71+352采用钻注一体机全断面高压注浆加固，纵向加固长度28m，根据厚壁筒公式，采用第四强度理论计算，并类比其他工程项目，最终确定浆液扩散半径为隧道开挖轮廓线外不小于3m。注浆孔环向间距不小于50cm，共计钻孔32个。

1、止浆墙施工

在距掌子面3-5m处设置聚水坑，安装泥浆泵将不断涌出的水与泥浆抽至中央排水沟。距掌子面0-3m处设置C30现浇混凝土止浆墙。止浆墙施做首先要开挖基础，基础呈梯形体形，基础开挖完毕后采用水泥砂浆铺底15cm，防止注浆过程中浆液在高压下从止浆墙底部流出；再将基础上方边墙及拱顶喷射C30混凝土采用风镐刷掉20cm左右，支立模板采用泵送C30混凝土浇筑止浆墙，浇筑前预留5个泄水孔，泄水孔采用φ110钢管，设置在止浆墙底上30cm处。

2、导向管安装

止浆墙混凝土强度达到设计强度70%以上时，按照设计注浆孔的位置与角度布置导向管。导向管采用Φ101mm钻头成孔，安装Φ89钢管，管套与孔壁之间填塞环氧树脂粘接，导向管在止浆墙侧外露20-30cm，（如圖2-1）。

3、钻注一体机钻孔

钻孔前将导向管按照施工先后顺序编号，先内后外，先下后上。钻孔采用RPD-75SL钻注一体机，Φ63mm钻头。钻孔过程中做好记录，记录事项：孔号、钻孔深度、围岩变化、涌水涌泥量大小，根据记录情况进一步分析地质情况，作为下一步注浆、支护技术参数的依据。

钻进工序：

（1）、必须按确定的导向管准确开孔，开孔时要轻加压、慢速、大水量，防止将钻孔开斜；

（2）、注浆孔成孔之前应根据坐标实地放样，每孔起点位置误差范围不超过2cm，终孔不超过30cm；

（3）、现场技术人员未在工作业面之前，不准开钻；

（4）、孔深超过20m后，不得高压、快速钻进，防止造成塌孔或断杆事故。

4、深孔高压帷幕注浆

本次注浆采用钻注一体机后退式注浆，相对于传统的大管棚注浆该注浆方式更适合此地质条件，见表4-1

（1）注浆设备

注浆设备：钻注一体机1台，型号RPD-75SL；煤矿用液压注浆泵2台，型号2ZBYSB-200～50/5～15-37，流量50～200L/min，最大注浆压力15MPa；水泥浆搅拌机4台，每台容量300L。如下图

（2）注浆参数

注浆参数：注浆采用超细水泥-水玻璃双液浆，水泥例浆水灰比0.8:1～1:1，水玻璃与水泥浆体积比0.9：1～1:1，水玻璃浓度控制在30～40Bｅ`，。双液浆凝结时间3～5分钟，注浆压力2.0～5.0MPa。

（3）施工工艺

施工工艺：将注浆机及搅拌机水平放置，检查设备运转是否正常，检查注浆管是否通畅，一切正常后将两根注浆管分别接入注浆泵出浆管。根据设计配合比搅拌好水泥浆，打开止浆阀，启动注浆泵注水泥浆1min左右，查看是否存在冒浆现象，如有则采取堵漏措施。检查完毕开始注双液浆，注浆采取后退式注浆，达到设计压力后将注浆量逐步调小（25-22m设计终压1.5～4.0MPa，22-7m设计终压2.0～3.0MPa，7-0m设计终压2.0～4.0 MPa），将注浆压力维持10min以上，且进浆量小于10L/min时退钻，每次退钻长度根据围岩情况调整，一般控制在1.5～3.0m之间。退钻至原掌子面位置后，清洗管路，关闭阀门，待双液浆初凝后退出钻杆进行下一孔钻探。

每孔的注浆作业一般应连续进行到结束，不宜中断，应尽量避免因机械故障、停电、停水、器材等问题造成的被迫中断，对于因实行间歇注浆，制止串浆冒浆等而有意中断，应先将钻孔清理至原深度以后再行复注。

（4）注浆效果

注浆效果检查采用水平钻取芯检查方法，根据注浆情况，选择可能注浆效果较差的部位布设检查孔。本次共抽查4孔，抽检情况如下：0-22m全部为硬质泥岩，水泥块较多，基本无裂隙水；22-25m为强风化石英砂岩，局部可见水泥块。开挖后效果如图：4.4

（5）后期处理措施

XK0+670～XK0+700段施工完毕后，为防止初期支护上方水压力过大，导致初期支护产生挤压变形，环向布设6m长间距1.0×1.0mΦ50×5mm钢花管泄水。

五、 结论

（1） 石英砂岩地层的帷幕注浆不仅在涌水堵漏起到了明显作用，而且在岩体加固方面也起到了效果，改善了原有岩体的整体性。

（2） 帷幕注浆施工过程若遇到深孔问题注意成孔过程中对钻孔倾斜度的严格控制；出现跑浆、漏浆等现象，采用低压、稠浆、低速、限量、间歇注浆方式，如涌水严重，立即采取水泥-水玻璃双液法进行配合注浆。（3） 帷幕注浆施工技术与地质条件、水文条件、施工设备紧密相关，只有详细分析以上几方面，随着条件的变化不断调整技术参数，注浆施工质量得以控制，处理效果才能满足要求。

参考文献：

【1】 来弘鹏，谢永利，杨晓华。地表预注浆加固公路隧道浅埋偏压破碎围岩效果分析[J]。岩石力学与工程学报，2008，27（11）；

【2】 公路隧道施工技术标准。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。