小导管及深孔长臂帷幕注浆在越江隧道中的应用

摘要: 近年来，随着我国高速公路的发展，隧道的修建数量日益增多，越江隧道逐渐出现。隧道越江段往往具有富水、涌水和突水、突泥等复杂地质特征，给施工带来了相当大的难度。本文结合某高速铁路越江隧道，深入讨论了小导管注浆和深孔长臂帷幕注浆等重点施工方法在越江隧道中的应用。文章旨在为以后类似工程提供借鉴及参考价值。

关键词:超前小导管, 深孔长臂帷幕注浆, 越江隧道

Abstract: in recent years, with the development of our country's high-speed road, the construction of the tunnel number increase, roas tunnel gradually appear. The tunnel JiangDuan tend to have the rich water, water gushing water and mud, micro such complex geological characteristics, to bring the construction is tough work. Combined with a high speed railway roas tunnel, discussed in small catheter grouting and deep hole long arm curtain grouting and such key construction method in roas tunnel of application. This article aims to provide a reference for the similar projects for the future and reference value.

Keywords: advanced small catheter, deep hole long arm curtain grouting, roas tunnel

中图分类号：U45文献标识码： A 文章编号：

1 工程概况

某隧道位于某高速铁路客运专线湖南省境内，线路该段线路起止里程为（DⅡK1560+550～DⅡK1570+850），全长10300m，其中隧道长10120m，出口外引道长180m。隧道设计最大纵坡为20‰,为双线高速铁路客运专线隧道。隧道单跨净宽15.1m，净高8.8m。进出口均设计为明洞。

隧道跨江约300米，河道平直，河流流向为NE向，与线路夹角约50度，两岸修筑有河堤，是本区主要河流。隧道过江段线路起止里程为DⅡK1568+700～DⅡK1569+000，河底绝对高程为22.8～26.0m，隧道洞顶标高为4.0m～8.7m ，隧道洞顶顶板厚度为19.1～23.8m。

隧道越江段地址条件十分复杂，软岩、软土及松软土、强富水和透水地层等地质情况均存在，并且该隧道为全线的重点工程和控制性工程，是所有隧道中重中之重，是制约工期完成的最重要的因素。因此，讨论该情况下的越江段的施工过程，将对加快施工进度，提高施工工艺水平等有着非常重要的意义，并能给相似工程提供重要的经验。

2 工程特点

概括本隧道的工程特点，有长、大、深、软、紧等五个方面。

一是长：隧道暗洞全长10120m，属于国内特长铁路隧道；

二是大：是客运专线双线隧道，洞内线间距按5m布设，开挖宽度达15m以上，断面积超过160m2，属特大断面隧道，是国内铁路区间隧道所少见的；

三是深：距地面最大埋深近80m，施工竖井最深达60m，与一般地铁施工竖井比较，提升高度和出碴能力差别很大；

四是软：隧道穿越地层结构比较少，多为泥岩和泥质砂岩等软弱围岩，风化不均匀，渗透系数小，是良好的阻水地层，对铣挖法掘进有利，但对大跨度断面稳定不利；

五是紧：按客运专线的要求，工期十分紧迫，必须采取多分段（即长隧短打，4竖井分5段）高速度的机械化施工方式，才能满足客运专线总工期的要求。

3 越江段施工工法

3.1 工程条件及施工难点

隧道越江宽约300余米，深度约8m，水量较大。隧道埋深20～25m，为强风化、弱风化泥岩地层。由于围岩松软，裂隙发育，极可能出现涌水甚至大量涌水，将会造成特大的工程和人身施工，对工程危害极大。为了确保工程和人员安全，根据地质超前预报结果酌情采用洞内小导管预注浆和深孔长臂注浆止水方案。

图1 过江段地质断面示意图

3.2 富水地段洞内小导管预注浆

（1）注浆设计：

① 注浆段长：8m，开挖6m，预留2m作为下一段止浆墙。

② 注浆方式：采用全孔一次压入式。这种方式工艺简单，重复钻注浆量小，可以用相对较高的压力注浆，可以把浆液压入到较小的围岩裂隙，效果好。

③ 注浆有效范围：1.5m。

④ 注浆孔的布置

根据围岩条件和注浆范围，一般注浆孔孔距为1.0m，单层布置，外插角为10°。详见图2

图2小导管注浆示意图

图3： 注浆小导管结构示意图（单位mm）

⑤ 注浆参数

注浆压力：是一个重要参数，是浆液在地层扩散的能量，直接关系到注浆质量的优劣。注浆压力与水压力和浆液克服地层裂隙的阻力等有关，一般克服地层裂隙阻力为0.5～0.7MPa。考虑到浆液尽可能扩散大些，挤压更密实些，注浆终压取2～3倍地层裂隙阻力，即1.5～2.0MPa。

浆液材料：一般采用水泥——水玻璃双液注浆材料。水泥425#普通硅酸盐水泥，水玻璃采用浓度为35Beˊ。

浆液注入量计算：

计算公式：Q=π×R2×L×n

式中：Q（单孔注浆量）m3

R（浆液扩散半径）=1.0m

L（注浆孔长度）=8m

n（地层裂隙度）=5%～10%

根据该隧道地质资料围岩裂隙度一般为5%～10%，单孔浆液量为：1.26～2.51 m3 ，取平均值为1.88 m3 可作为备料参考。

⑥ 小导管采用φ42×3 无缝钢管

（2）注浆效果检查和评定：

① 注浆情况综合分析：根据注浆记录（每孔注浆压力、注浆量）绘制每孔P — Q（压力、注浆量）曲线来判断注浆效果；

② 注浆前后掌子面涌水量观测，评定注浆效果；

③ 钻孔检查：采用钻孔取芯，检查注浆范围；

④ 弹性波探测：采用声波仪在注浆前后进行围岩弹性波速度测试来判断注浆效果；

⑤围岩压力、变形和支护受力监测间接判断注浆加固地层效果

3.3严重突水、突泥地段深孔长臂帷幕注浆方案：

大管棚采用Φ89×8mm无缝钢管，管棚一次性施工。管棚环向间距3根/m，管棚中间插入Φ32×3.25mm小导管，长度3.5m，搭接1.0m，环向间距3根/m，

与管棚间隔布置。大管棚与小导管布置见图4。

图4大管棚布置示意图

（1）注浆设计

①注浆段长的确定：

根据地质条件和现场施工条件，确定注浆段长为30m，开挖长度为20m，预留10m岩盘，作为下一循环止水（浆）岩盘。

② 混凝土止水（浆）盘

根据有关资料及经验，采用1.0m厚C20混凝土止水（浆）盘。

③ 浆液扩散半径R