张凯

摘要：为了有效解决富水区隧道开挖出现特大突泥涌水这一问题，文章以成昆铁路峨眉至米易段EMZQ-10标邓家湾隧道DK381+458～DK381+428段为依托工程，探讨了隧道工程帷幕注浆施工技术方法，以供同类工程参考。

关键词：隧道工程；帷幕注浆；施工技术

一、工程概况

本工程位于成昆铁路峨眉至米易段EMZQ-10标邓家湾隧道DK381+458～DK381+428段。隧道洞身穿越地层单一，为早震旦系（r22）花岗岩，除构造破碎带外，岩体较完整，工程地质条件好。微风化～未分化层属Ⅵ级坚石，工程地质条件较好。隧道出口处垭口村断层破碎带宽约200～250m，其余断层破碎带不明显，但因各断层破碎带受构造影响严重，岩体破碎，地下水丰富，拱顶、侧壁易坍塌，易产生坍塌及大的集中突水。垭口村断层：为一东倾高角度逆断层，与安宁河断裂相平行，为一南北向直线型断层，线路于DK381+280附近与该断裂相交，交角约为35～40°，位于隧道洞身段。该断裂为一区域性的大断裂，为压扭性深断裂，隧道区范围内走向约为近南北向，倾向东，倾角65～80°，断层破碎带宽度200～250m，以断层角砾为主。

二、隧道工程帷幕注浆施工技术应用要点

2.1注浆段长和注浆孔的布置

根据钻机性能，选用每循环注浆段30m，帷幕注浆就是要使浆液扩散到注浆帷幕范围内的所有岩层裂隙中，所以注浆孔的布置要以浆液扩散不出现空白为原则，据此根据设计注浆孔数量以隧道断面中轴为中心呈放射状布置。

2.2注浆方式

采用全孔一次压入式注浆。当钻孔过程中未遇见夹泥层或涌水，就一钻到底，全孔一次压入式注浆。

2.3注浆量的确定

每循环长度为30m，单孔有效扩散半径为2.0m，注浆范围为隧道开挖轮廓线外5m。注浆压力：正常注浆压力为静水压力+0.5Mpa，注浆终压不大于2.5倍的静水压力，施工中根据现场注浆试验进行调整。 浆液的注入量：指单孔注入量，按假设浆液在地层中均匀扩散公式为： 注浆压力及单孔扩散半径：终孔压力为静水压力的2.5倍，单孔注浆有效扩散半径为2.0m。 浆液单孔注浆量：Q=π·R2·L·n·α·β 式中：Q—单孔注浆量（m3）；R—浆液有效扩散半径（m）取2.0m；L—注浆段长度（m）；n—围岩孔隙率，取2-3%；α浆液充填系数，取0.9，；β—损失率，取1.1；

2.4止浆岩盘

一个止浆岩盘止浆效果的好坏，将直接关系到帷幕注浆成功与否。本隧道根据注浆段围岩情况预留5m止浆岩盘，这样既确保注浆效果，又避免每个注浆循环重新喷射砼作为止浆墙这道工序，可以加快施工进度。 止浆墙位置的隧道断面应适当扩大50～100cm，必要时可安装少量的径向锚杆，确保止浆墙的稳定。止浆墙施工时，可在周边及拱部预埋注浆管，正式注浆开始时，首先进行注浆填充空隙，待止浆墙混凝土强度达到设计强的75%以上后方可开始钻孔注浆施工。

2.5孔口管及防塌孔措施

固结牢固密实，保证不漏浆，不窜浆的孔口管是决定注浆效果好坏的重要因素，其埋设方法：先用XY-2PCG型钻机钻5m深，再将Ф127孔口管插入，外露20～30cm，管壁与孔口接触处用锚固剂填塞，再向孔口管内注浆固结。孔口管起着导向作用，钻孔安装时要控制好外插角度。安装孔口管后，测量水压力及涌水量，并按表格填写记录，主要内容有孔号、进尺、起始时间、岩石裂隙发育情况、出现涌水位置、涌水量和涌水压力等。

2.6钻孔

先根据设计图孔位，钻孔参数，在工作面上放出钻孔位置，并用油漆标定，调整钻杆的仰角和水平角，移动钻机，将钻头对準所标孔位。将棱镜放在钻杆尾端，用全站仪检查钻杆的姿态并调整。钻机安装应平整稳固，保证钻杆中心线与设计注浆孔中心线吻合，在钻孔过程中要经常检查校正钻杆方向。注浆孔的孔底偏差应不大于孔深的1/40孔深，检查孔的偏差应不大于孔深的1/80孔深。

钻孔按先内圈，后外圈的顺序进行，先无水孔后有水孔施工。内圈一排钻孔完成后，及时进行此段落注浆，注浆完成后，进行下一外圈钻孔施工。外圈钻孔可参照内圈钻孔顺序，后序孔检查前序孔的注浆效果。逐步加密注浆一方面可根据钻孔的情况调整注浆参数，另一方面如果钻孔情况注浆效果已达到设计要求，即可进行下一圈孔的钻进。减少钻孔的工作量，加快施工进度。钻孔时，还要严格作好钻孔记录，包括孔号、进尺、起止时间、岩石裂隙发育情况，出现涌水位置、涌水量。钻孔过程中、若单孔出水量小于30L/min，可继续施钻；若单孔出水量大于30L/min，立即停钻进行注浆。

2.7浆液配制

（1）单液水泥浆

按照注浆工艺性试验确定的配合比，单液水泥浆采用水灰比：1：1。先在机内放入定量清水进行搅拌，然后放入水泥，连续搅拌3分钟即可。

（2）水泥水玻璃双液浆

采用水泥-水玻璃浆液。水泥浆与水玻璃体积比1：0.8；水泥浆水灰比1：1；水玻璃浓度40波美度。

为了保证浆液质量，配料时制浆材料必须计量准确。水泥固体材料采用重量称量法，水采用体积称量法，其中水泥、水称量允许偏差不大于1%。严格按照配比加料，搅拌时不得将绳头、纸片等杂物放入搅拌机内，搅拌后的浆液必须经过筛网过滤后方可进入注浆机。搅拌时间不得少于3min，以免浆液搅拌不均匀。

2.8注浆准备

注浆管路联接，通过压水检查注浆管路的密封性，同时冲洗岩石裂隙，扩大浆液通路，增加浆液冲塞的密实性。

2.9注浆方式方法

注浆顺序为先外圈后内圈，同一圈孔间隔施工，各孔均应采取注浆，若岩层破碎易造成塌孔时，可采用前进式注浆。

2.10注浆速度

注浆速度的控制根据不同的情况采取不同的控制措施，注浆速率主要取决于地层的吸浆能力（即地层的孔隙率）和注浆设备的动力参数，按照设计图纸注浆速率范围取5～110L/min，施工中根据实际情况进行调整。

2.11注浆结束标准

单孔结束标准：

a.注浆压力逐步升高至设计终压，并继续注浆10min以上；

b.注浆结束时的进浆量小于初始进浆量的1/4；

c.检查孔涌水量小于0.2L/min；

d.检查孔钻取岩心，浆液充满饱满。

全段结束标准：

a.所有注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏注情况；

b.注浆后隧道预测涌水量小于1m3/m.d；

c.注浆有效注入范围大于设计值。

2.12注浆效果验收

注浆完成后，应钻取检查孔进行验证，检查孔数应满足总钻孔数的3%-5%，且不得小于5孔（1-1'、2-2'、3-3'、4-4'、5-5'），2孔位于开挖范围内，3孔位于开挖范围外，检查孔每孔长25m，均取芯，用于校验单孔出水情况，岩体注浆的饱满程度。

结语

帷幕注浆工程不仅是一项施工技术问题，且涉及大量的管理问题，应该把它看成是一个复杂的系统工程。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、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、钻注设备和器材的选择、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。不断深入研究该地层中的注浆机理、优化注浆方案 ，选择更合理的材料、工艺、机械设备、注浆参数及效果评判方法 ，进一步完善这些部位的注浆效果 ，最大限度地加固地层 ，仍是需要努力的方向。

参考文献：

[1]李治国. 高水压富水隧道地下水控制技术探讨[J]. 隧道建设，2015，03：204-209.

[2]王国栋. 浅谈隧道施工阶段地下水的处理对策[J].铁道建筑技术，2005，（S1）

[3]申爱军. 高压富水隧道渗流分析与施工措施研究[D].长安大学，2014.