隧道超前预注浆施工

隧道超前预注浆施工

超前预注浆加固是隧道施工中的重要辅助方法，在防止隧道塌方、控制地表沉降、抑制地层位移等方面发挥了重大的作用。文章结合金童路南段道路工程火风山隧道施工现场注浆情况，分析超前预注浆的方法，工艺过程及质量控制措施。

标签：超前预注浆施工；工艺原则；质量控制

1 工程概况

拟建场地位于龙王洞背斜南段的西翼，岩层倾向295°，倾角6°，岩层呈单斜产出。基岩主要发育有以下几组裂隙，产状为：（1）组裂隙：185°∠88°，裂隙宽2～3mm，产于砂岩层中，延伸5～8m，间距3m，无充填，裂面干燥、干净平直，结构面结合差。（2）组裂隙：35°∠65°，裂隙宽2～20cm，产于砂岩层中，延伸3～5m，间距一般3.0m，无充填，裂面干燥、干净平直，结构面结合差。从工程地质情况总体来分析，围岩破损较为严重，所以采用超前预注浆的施工方法，可以有效增强隧道施工过程岩体的稳定性，有利于隧道安全施工，提高隧道施工整体质量。

2 超前预注浆的工艺及方法

2.1 堵露处理

注浆前，必须进行堵漏处理。沿插管周围喷射20cm掺有适量速凝剂C20混凝土一圈，封闭该工作面，再用木塞和纸塞把无缝钢管未注浆的管头堵死。这样，止浆墙便形成。注浆时，浆液就不会从管壁周围沿掌子面渗漏，也不会从其它管露出，提高注浆效果。

2.2 拌浆

水泥浆液搅拌在拌和机内进行，严格按施工配合比，同时将缓凝剂加入搅拌，待水量加足后继续搅拌1min，再将水泥投入，搅拌时间不少于3min，并于注浆过程中不断搅拌。

2.3 注浆

进行管棚预注浆前，对注浆地段的岩性、涌水量、涌水压力、水温、涌水的化学特性等进行认真研究，确定注浆参数。现场试验确定注浆终压力，以便浆液能够充分扩散填充，从而达到堵水和加固围岩作用。注浆方式采用全孔一次性注浆。注浆管路连接好后，先检查管路是否漏水，待设备正常后，对围岩做压水试验，以冲洗岩石裂隙，增加浆液扩散密实性，核实围岩的渗透性。注浆采用采用KBY50/70型注浆泵注M30水泥砂浆，其配比根据地层情况和胶凝时间要求，并经过试验而定；并采用1：0.5（体积比）的水泥水玻璃双液注浆。

2.4 注浆方法

注浆压力为初压0.7～1.5Mpa，终压2.0Mpa，单管浆液扩散半径不小于0.5m。注浆完毕稳压5min以上，注浆管口预留溢浆口，作为注浆的观察窗。注浆结束标准以注浆终压和注浆量确定，前期注浆孔采用单孔注浆量控制，单孔注浆量通过现场注浆试验确定，当单孔注浆量达到标准单孔注浆量时即可换孔注浆；后期注浆孔宜采用注浆终压控制，达到设计注浆终压时，且注浆孔注入率小于40L/min时，延续20～30min，即可结束注浆，排除注浆孔内污物后，采用“机械压浆封口法”封堵。注浆过程中，浆液的浓度由稀到浓，注浆压力由低到高，逐级变换；注浆扩散半径通过试验确定，并通过注浆半径确定是否增减注浆孔。注浆顺序原则上先施作短孔，再施作长孔，最后施作检查孔。按“由外到里，从上往下”原则施工，检查孔施工顺序待注浆孔注浆结束后视现场情况定。在注浆过程中如果遇到局部漏浆，如遇到注浆压力长时间不上升或上升缓慢，则采取间歇式注浆（注入一定量浆液后暂停4～6h，等待浆液凝固后再继续注浆）或调整浆液配比，缩短浆液凝结时间，同时观察有无漏浆、跑浆现象。

3 注浆质量问题及处理措施

3.1 管棚注浆不饱满

分析原因：（1）浆液凝固收缩过快，钢管注浆过程中形成空洞。（2）注浆时，钢管内空气堵塞。

解决方法：钢管注浆前，在注浆口增设排气孔；注浆过程中，调节注浆压力达到适合压力，水泥浆水加入适量缓凝剂，保证水泥浆注入钢管后，有足够时间分散。在注浆过程中，若发现注浆出现不够理想，可在同步注浆结束后，采用二次注浆，弥补第一次的缺陷，二次注浆一般是劈裂注浆，开口压力较大，能够形成纺锤状固结体，增加钢管强度。

3.2 管棚注浆质量

保证措施：浆液配置：浆液配置必须按照配合比进行，试验室根据不同的岩层，选用不同的浆液配合比（如水泥砂浆、水泥-水玻璃双液浆等），掺加不同的外加剂；浆液配置所需的水泥、水玻璃、水以及其他外加剂（如速凝剂、缓凝剂等）均要经过试验检测，满足质量要求；浆液半只必须使用机械拌合，严格控制拌合的时间；试验室要加强对浆液质量的检查。

（1） 注浆过程控制

注浆过程中随时检查孔口、邻孔、覆盖层较薄部位有无串浆现象，如发生串浆，应立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口，也可以采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵，直至不再串浆时再继续注浆。注浆时相邻孔眼需间隔开，不能连续注浆，以确保固结效果，同时达到控制注浆量的目的。注浆时，需

要根据注浆终压和注浆量双控注浆质量；要经常检查注浆压力表的准确度；要根据单根钢管注浆量并结合岩体的松散程度，综合考虑注浆量。

（2）注浆效果观察、分析

采取抽芯等措施进行注浆效果检查，如注浆效果不好，应分析其原因。如未设置止浆墙，可能导致浆液外流，由于注浆压力不够或注浆量没有达到计算值造成注浆效果差。

3.3 注浆压力表显示不正常原因分析

管棚注浆过程中，评价注浆效果、判断注浆是否完成，注浆压力表的显示是非常重要的。在管棚注浆过程中，由于各种原因注浆压力表可能在注浆过程中，会出现各种各样的变化情况，针对每种情况，具体分析其原因有利于及时和有效的解决注浆过程中遇到的问题。

3.3.1 注浆压力不上升或有所下降

原因：（1）浆液向地表溢出或流入地层大裂隙。（2）浆液被地下水稀释，凝结时间变长。

3.3.2 压力上升后又突然下降且不恢复

原因：（1）注浆管周围堵塞，浆液流失。（2）注浆速度过快，破坏了地层原结构。（3）浆液流入软土层或土的大孔隙。

3.3.3 压力上升后突然下降，后又上升

原因：浆液凝结堵塞了浆液通道，当注浆通道内压力大到某一数值后，冲破堵塞，引起压力所有下降，浆液通道重新被堵塞，压力又开始上升。

3.3.4 压力不停顿上升

原因：（1）土体密实，浆液不能注入。（2）浆液凝结时间过快。（3）注浆管堵塞。

4 结束语

通过严密施工，精心管理和组织，此次注浆施工确定的圆满成功，有力保证的隧道施工安排和进度，为今后类似工艺提供了重要参考。

参考文献

[1]GB50026-2007.工程测量规范[S].

[2]JTG F60-2009.公路隧道施工技术规范[S].

[3]GB50086-2001.锚杆喷射混凝土支护技术规范[S].

杨勃（1983-），男，陕西周至人，本科，讲师，陕西铁路工程职业技术学院教师，兰州交通大学工程硕士。