淺談注漿工藝在隧洞超挖回填中的應(yīng)用

1、淺談注漿工藝在隧洞超挖回填中的應(yīng)用摘要:大量工程理論證明,圍巖較差的隧道開挖中不可防止地在支護(hù)與圍巖之間存在一定超挖空洞。基于這一工程施工的詳細(xì)問題,文章結(jié)合臨沂市30萬噸/d供水工程引水源頭隧洞提出了一種用于隧洞超挖回填注漿的新方法,并詳細(xì)闡述了該方法的施工工藝、重要環(huán)節(jié)以及關(guān)鍵問題等。最后,采用一些有效而又簡單易行的檢測方法對本次注漿效果進(jìn)展檢測,結(jié)果說明該方法是可行而有效的。關(guān)鍵詞:隧洞;超挖;回填注漿由于巖體質(zhì)量的差異與爆破工藝的限制,淺埋暗挖的隧洞掘進(jìn)工程施工中超挖與塌方是正常而又難以防止的,尤其在工程地質(zhì)條件較差的IV與V類巖體中。而超挖導(dǎo)致的結(jié)果是一次支護(hù)與隧洞圍巖之間出現(xiàn)一定量

2、的空洞,這對于維持洞室的穩(wěn)定是極其不利的,也是工程平安的隱患。因此,如何有效地對隧洞掘進(jìn)中的超挖進(jìn)展回填處理成為許多隧洞工程施工中的一個關(guān)鍵技術(shù)問題。以臨沂市30萬噸/d供水工程引水源頭隧洞為例,本文介紹了注漿工藝在隧洞超挖回填中的應(yīng)用。1、工程概況臨沂市30萬噸/d供水工程是解決臨沂城水資源短缺,優(yōu)化水資源配置,合理利用水資源的一項關(guān)系國計民生的戰(zhàn)略性工程。引水源頭隧洞工程是該工程的關(guān)鍵工程。隧洞進(jìn)口位于蒙陰縣的岸堤水庫,出口位于蒙陰縣界牌鎮(zhèn)的馬頭崮村,全長3773,隧洞設(shè)計采用城門洞形式,尺寸為2.0 x2.0,為有壓隧洞。隧洞地層巖性主要以砂巖、礫巖為主,巖層傾向南西15,傾角75。工程

3、區(qū)發(fā)育有相當(dāng)數(shù)量的破碎帶,尤其是隧洞出口受斷層影響,巖體較為破碎。巖體圍巖類別以IV類與V類為主。地下水類型以基巖風(fēng)化裂隙水為主?？傊?各類破碎帶與地下水問題是影響隧洞施工平安與造成隧洞超挖的主要原因。2、隧洞超挖與注漿關(guān)鍵問題為了使回填注漿到達(dá)最好效果,筆者首先對臨沂市30萬噸/d供水工程引水源頭隧洞中一次支護(hù)與隧洞圍巖之間的空洞分布特點進(jìn)展了抽樣調(diào)查。調(diào)查手段包括風(fēng)鉆鉆探提醒、超聲波檢測以及掌子面形態(tài)圖分析等。結(jié)果說明,已完成隧洞中大部分均存在大小不同的空洞,尤其是洞頂以上部分;此外,這些空洞分布具有不均勻、不連續(xù)等特征,這也給注漿回填帶來宏大的困難,是對注漿工藝的高要求。根據(jù)工程的這一實

4、際狀況,并考慮到鋼筋格柵拱架噴射混凝土(一次支護(hù))的柔性支護(hù)強度較低,在參照前人對注漿工藝研究與經(jīng)歷總結(jié)的根底上確定了注漿回填的關(guān)鍵技術(shù)原那么:按常規(guī)回填注漿要求,單作業(yè)面沿隧洞掘進(jìn)方向(縱斷面方向)不超過50;單作業(yè)面(橫斷面上)注漿應(yīng)從側(cè)墻底部至腰線逐步到拱頂施行一次灌漿;考慮到一次支護(hù)抵抗外界壓力的才能小,采用充填式小壓力注漿;注漿宜從低到高、單向趕漿,小壓力、分層、對稱注漿。3、注漿回填施工方法根據(jù)本注漿方法的關(guān)鍵技術(shù)原那么,筆者又選擇一段典型隧洞進(jìn)展注漿回充填試驗。根據(jù)試驗所選注漿壓力、布孔方式、完畢標(biāo)準(zhǔn)等根本能滿足回填注漿要求等注漿參數(shù),最后標(biāo)準(zhǔn)了注漿方法的施行細(xì)那么,并將其規(guī)程化

5、,以便同類工程中借鑒?？c布置與鉆孔孔點布置與鉆孔是本方法順利施行的前提與基矗本文給出的孔點布置是在多個工程中施行并反復(fù)修改確定的。在鋼筋格柵拱架噴射混凝土(一次支護(hù))構(gòu)造體上,按照一定的布局鉆孔,確定注漿、回漿與排氣等孔位。沿掌子面方向(橫斷面),自隧洞底面向上每0.51布置一層孔;沿洞軸線方向(縱斷面),每隔3布置一圈孔。鉆孔深度應(yīng)確保穿過噴射混凝土構(gòu)造體,且深化圍巖510,孔深一般0.51;遇大塌方地段,鉆孔深度應(yīng)適當(dāng)增加,保證鉆孔穿過混凝土噴射體。鉆孔孔徑為50,鉆孔方向垂直于噴射混凝土。埋管埋管是注漿工藝的一個輔助性環(huán)節(jié),但對注漿效果也很重要。首先,鉆孔完成后,應(yīng)逐一檢查并驗收。埋管

6、采用直徑25鋼管,外纏棉紗用鋼釬嵌入固定,鋼管長50,外漏20。埋管時要確保鋼管沒有被水泥等堵塞。漿液參數(shù)與備料漿液采用42.5級普通硅酸鹽水泥,材質(zhì)同30噴射混凝土用水泥,采用純水泥漿或水泥砂漿關(guān)注,水灰比為0.6:10.5:1,水:灰:砂比為1:1:2。一般超挖形成的空洞體積不大,采用純水泥漿;對大塌方部位或地段(尤其是拱頂),采用水泥砂漿灌注。注漿現(xiàn)場注漿是本方法的關(guān)鍵所在。注漿的關(guān)鍵技術(shù)問題包括注漿方式、注漿壓力與注漿順序等。本文采用的注漿方式為小壓力充填式注漿,以孔口回漿,孔內(nèi)充填注漿。注漿壓力控制在0.030.1Pa之間,小壓力注漿,緩慢分級升壓,每級壓力不超過0.02Pa。注漿順

7、序以從低到高,從下到上,單向趕漿,對稱同時灌注。詳細(xì)從最底層起,分層灌漿,選兩側(cè)墻同高程對稱的2個孔先后進(jìn)漿(一側(cè)灌漿孔完畢,灌另一側(cè)灌漿孔),其他孔敞開(排氣、回漿),待同高程其他孔有漿流出,控制進(jìn)漿壓力,充分排氣;待排漿比重與進(jìn)漿比重一樣時,扎管封閉,依此類推,封閉同層灌漿孔。當(dāng)上層灌漿孔有漿液串出時,更換灌漿管到此串漿孔,從串漿孔進(jìn)漿灌注,灌漿方法同上。對無漿液串出的孔,單獨進(jìn)漿灌注。注漿完畢標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)頂層灌漿孔出漿封閉,灌注一段時間,記錄注漿量,如注漿量小于1L/in,延續(xù)5in,可完畢該段灌漿,閉漿待凝,漿液凝固8h前方可拆管。特殊情況的處理灌漿過程中如有外漏,可采取嵌縫封堵、降低壓力、

8、加濃漿液等方式處理,必要時可摻速凝劑,加速漿液凝固。灌漿過程中如有發(fā)現(xiàn)洞壁混凝土觀測有裂縫、起包、脫落等異?，F(xiàn)象,應(yīng)立即停頓灌漿,分析、查明原因,以及時采取應(yīng)對措施。4、注漿檢測與效果評價注漿工藝好壞的斷定需要經(jīng)實際檢測來確定。結(jié)合試驗段與隧洞注漿的實際情況,本文對隧洞超挖回填注漿質(zhì)量檢測采用多種操作性強而又簡單的檢測方法:檢查孔觀察法檢查孔觀察法是通過對檢查孔進(jìn)展觀察,觀察檢查孔成孔是否完好,是否涌水、涌砂、涌泥,檢查孔放置一段時間后是否坍孔,是否產(chǎn)生涌水、涌砂、涌泥,通過觀察,定性評定注漿效果。檢查孔取芯法對檢查孔進(jìn)展取芯,通過對檢查孔取芯率、巖芯的完好性、巖芯強度試驗等進(jìn)展綜合分析,斷定注漿效果。假設(shè)芯樣無空洞或不密實現(xiàn)象,或空洞、不密實部位為水泥結(jié)石充填,那么說明注漿質(zhì)量合格。力學(xué)指標(biāo)測試法對巖芯試件進(jìn)展力學(xué)指標(biāo)測試,通過分析力學(xué)指標(biāo),確定注漿效果。根據(jù)上述各項檢測結(jié)果,臨沂市30萬噸/d供水工程引水源頭隧洞一次支護(hù)后采用本方法進(jìn)展的回填注漿,獲得了很好的消費效