隧道施工中的帷幕注浆技术探讨

【摘要】帷幕注浆是众多注浆法形式的一种。本文就以实际的遇到的工程为例，介绍隧道工程的帷幕注浆技术，并分析这种技术的应用和需要主要以德问题。

【关键词】隧道施工；帷幕注浆；技术探讨；

中图分类号： U45 文献标识码： A 文章编号：

【引言】

在隧道工程的施工中帷幕注浆是个重要步骤，帷幕注浆主要包括修补工程中出现的裂缝、渗水、加固接触口部分的紧密度等，帷幕注浆环节把握到位可以提高工程质量。但是帷幕注浆技术在隧道施工中的应用还有提升的空间，及时地解决一些施工中经常遇到的问题对于促进这一领域的技术的突破有很大帮助。

1.基本概念

注浆施工技术

注浆施工技术是指在埋在地下的施工环节出现裂缝，接触口不紧密、小孔洞、无法承受地上压力的情况，利用注浆管将浆液注射到底下出现问题的地方，对其进行修补和填充的一种技术。主要是为了防止工程中出现漏水、渗水、地表下沉等状况影响工程质量[1]。

帷幕注浆技术

帷幕注浆技术是注浆技术的一种模拟，功能和一般的注浆功能大同小异，而具体来说，帷幕注浆是在具有合理孔距的钻孔中注入液浆，在各个孔洞中的液浆溢出后互相粘合在一起形成一道类似帷幕的混凝土防渗透墙，可以用来阻挡漏水，不至于使得水从小空洞中渗透过去，具有防漏功能，这种注浆方式称之为帷幕注浆。

2.工程概况

新建铁路朔州至准格尔线四标岛宝沟隧道地处内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗境内，是本标段的重难点工程。隧道全长4905m，起迄里程DK207＋075～DK211＋980。隧址区内部分地段含煤层，DK210＋084～DK211＋980段岩体由于下伏煤层的自燃，导致上覆基岩塌落，且受煤层燃烧烘烤作用严重，上下岩层变质，岩体松散呈碎块状，稳定性差，节理、裂隙发育，无粘结性。塌孔严重，无法以常规性钻爆施工；透水性强，在浅埋段内受地表水侵扰严重[2]。

3.帷幕注浆的原理

帷幕注浆是在地表利用钻孔技术和超前注浆孔，对在施工过程中地层下方的具有漏水性的地层例如，破碎岩层、砂软石层、中砂石层等。利用压力的原理将将浆液注射到这些层面上的裂缝、空隙、渗水的地方，这样，在浆液凝固后就会形成一个较为坚固的整体，对于漏水、渗水现象有一定的缓解阻止作用。而对于不透水不透浆的粘土层就利用高压注射的原理将浆液挤压进土层中，，使得粘土层受到巨大的挤压压力而发生破裂，让浆液占据其中的裂缝或空隙的位置，浆液凝结在一起从而同样起到加固和防漏的作用。

4.帷幕注浆设计要结合的实际情况

（1）根据隧道水文地质，说明该段多处浅埋、岩体松散、透水性强，防水的原则主要就是采用“以堵为主”，或是“排堵结合”的现场试验，通过隧道衬砌的受力分析，确定合理的防水原则，从而保证施工安全、隧道结构永久安全。

（2）根据对应隧道支护与衬砌结构的位移量测、应力量测及结构计算分析，并考虑施工安全和结构安全要求，确定二次衬砌的施作时机。

（3）通过在复杂地质地层内采用大管棚超前注浆加固、超前小导管注浆加固、超前锚杆方式，结合围岩情况、隧道防水要求、支护衬砌受力、施工进度及可操作性情况，确定该段的超前支护方式。

5.浆液的选用

根据实际情况中显示地质情况和漏渗水的状况，应该选用水玻璃浆液，这是一种价格较为便宜，且选用面广的水泥材料。

影响浆液凝固时间和凝固效果的因素包括，水玻璃泥浆的浓度和水灰的比例，其中水玻璃泥浆的浓度越小需要的凝结时间就越短，水玻璃泥浆的浓度越大需要的凝结时间就越长。泥浆中的水灰的比例越大，凝固需要的时间就越长，水灰的比例越小需要的凝固时间就越短。

6.帷幕注浆施工

6.1止浆墙施工程序

止浆强的施工过程中，止浆墙厚度的把握至关重要，既不能过厚也不能过薄，止浆墙的厚度太厚会造成资源浪费和加大内部土层的撑破承受力，并且会阻挡钻孔或者减缓钻孔的速度。厚度过薄的话因为无法达到注浆压力的要求可能达不到指定位置而不能满足防水的目的，热切很容易破裂，不能保证注入后的使用安全性。注浆压力的大小、隧道开挖界面面积和止浆材料的性质和强度关系到止浆墙的厚度。

6.2埋设钻孔口管

孔口管的埋设质量直接决定注浆效果的好坏，孔口管端口在地层的埋设要保证严密不会漏浆，浆液不会溢出来。具体的埋设方法是先用孔洞钻机从地表开始向下钻3.5m深，将3.2m长的孔口管从钻出的孔同中穿下去，在插入之后将孔口管的顶部在外部预留出20cm~30cm的长度，用胶泥和麻丝对其进行缠绕封闭，从而实现止浆和固定的作用[3]。

6.3钻孔

根据前期的设备仪器对地质层中的裂缝孔洞的检测显示的结果，要准确的找到需要修补的位置，并将钻孔孔口的位置进行较为精确地定位，误差范围保持在5cm以内，下钻时的角度要符合设计时的角度，否则有可能会因为和地质层的纹理的方向相逆而造成钻孔动作对地质层更大的破坏，为了保证钻孔的安全和正确，要每钻一段就对该段进行检查，及时发现偏差并及时纠正，一段出现的错误会影响到下一步的操作甚至是影响到整个深度的钻孔计划。在钻孔的孔底位置偏移不能超过30cm，否则，钻孔管的长度可将不能达到损坏的位置，不能对其进行修复，并且过大的误差会使得钻孔管内的压力不足也会造成裂缝修补质量的不合格。

6.4拌浆

泥浆的搅拌和掺配都有一定的比例要求，水灰和水泥浆的掺配比例是100:34，水泥浆在3个小时之内的出水率应该到达0.07%~0.1%，浆体的膨胀率达到0.1%，压浆时对液浆体的温度也有要求，要使得浆体的温度保持在27℃左右，而保持这个温度就是为了保证浆体流动的顺畅性。同时要使用直径小于1.3mm的筛子对浆体进行过滤，防止因为颗粒过大造成管道的阻塞。

6.5钻孔冲洗

如果钻进的孔段部位需要进行注浆，就应该及时展开冲洗工作，为了是清除裂缝中本来存在的杂物，和在钻凿过程中钻孔管内的粉尘进入到裂缝或空隙中，利用压力骤升骤降对钻孔管内气体的影响的原理对其进行冲洗，直到从管道内出来的水色变得清澈再冲洗8分钟左右即可。

6.6注浆顺序和速度

注浆的速度一般遵守先快后慢的原则，但是具体的还应该根据实际的情况而定，一般注浆时出水量大的话就应该减慢注浆速度，出水量小的话就应稍微调快注浆速度。而注浆的顺序也应该按照先注无水孔后注有水孔，先注外圈后注内圈的顺序，这样的注浆顺序更有利于保证注浆的效果。

6.7注浆结束的标志

如果注浆表上的压力数据已经达到预先设定的最大压力值，并且这一数值在持续一段时间后没有回落，就说明本次的注浆可以结束。还要关注注浆量的数值和原先设定的理论数值是否相吻合，只有在注浆量大致相同的情况下才可以结束此次的注浆，否则注浆量较小的话，会造成注浆不充分不能达到注浆的效果。

6.8注浆效果的判断

（1）一般裂缝处的钻口孔内的出水量应该小于0.4L/min，任意检查口的出水量应该小于10L/min。

（2）严重破碎的地层处钻口孔内的出水量应该小于0.2L/min，任意检查口的出水量应该小于10L/min。

【结语】在隧道工程的施工中帷幕注浆是个重要步骤，帷幕注浆主要包括修补工程中出现的裂缝、渗水、加固接触口部分的紧密度等，帷幕注浆环节的把握到位可以提高工程的质量。

【参考文献】

[1]崔玖江，水下隧道注浆堵水[M].人民铁道出版社，2009,3（2）

[2]胡明，隧道岩溶赋税区帷幕注浆设计[J].山西交通科技，2010（05）

[3]何修仁，隧道施工中的注浆加固[M].沈阳，东北工业学院出版社，2010，（5）