水泥注漿在隧道坍方處理中的應用

1、水泥注漿在隧道坍方處理中的應用水泥注漿在隧道坍方處理中的應用水泥注漿技術(shù)具有施工方法簡單、方便、快速、有效等特點，同時具有凝膠時間可以調(diào)節(jié)、能控制漿液的擴散范圍、固結(jié)強度高、結(jié)石率可達100%等優(yōu)點。因此，在淺埋、軟弱圍巖隧道施工及隧道坍方處理中被廣泛應用。一、工程概況打括隧道位于新建黃織鐵路畢節(jié)地區(qū)織金縣境內(nèi)，其進口里程為D1K44845，中心里程為D1K45847.5，出口里程為D1K46850，全長2005m.進口D1K44845

2、～D1K45693段848m屬于淺埋、軟弱圍巖隧道，隧道埋深為5m～30m，為單線電氣化鐵路。二、隧道坍方原因打括隧道進口端D1K44925～D1K44968段地表為洼地，隧道覆蓋層薄，孔頂至地表為15m，隧道開挖過程中連降大雨，隧道內(nèi)淌水嚴重，使該段隧道覆蓋土層已滲透軟化，自穩(wěn)能力差。造成打括隧道D1K44925～D1K44968段發(fā)生冒頂坍方，長度43m.隧道坍方體為黃色的軟、流塑狀粘土、粉粘土，局部夾雜少量粗細角礫，天然含水量較大

3、。軟、流塑粘土有以下幾個特性：（1）以粘粒和粉粒為主，細而膩，結(jié)構(gòu)基本為絮團狀，孔隙大，壓縮性大，強度底；（2）粘粒周圍結(jié)合水膜及水中化學成分，產(chǎn)生了顆粒間的膠結(jié)作用，使流塑粘土呈膠體狀，表面有一保護膜，水中浸泡不易分散；（3）具有觸變性，在邊攪拌邊振動或拍打能變成稀泥狀，但靜置后則重新呈現(xiàn)凝膠狀。三、注漿在隧道坍方處理中的應用考慮到坍方體具有強度低，靈敏度高，易產(chǎn)生蠕動現(xiàn)象，開挖后自穩(wěn)能力差，地面沉降難以控制，嚴重時洞內(nèi)可能再次發(fā)生坍

4、方，擴大坍方長度，導致隧道施工困難加劇。為避免坍方加劇，打括隧道D1K44925～968坍方段處理施工中采用地面注漿、隧道內(nèi)工作面注漿、隧道周邊淺孔注漿等三種注漿方式相結(jié)合的施工方法，以保證坍方處理施工安全。（一）地表注漿在地表坍方周邊插入注漿導管，間距1m，梅花形布置，注漿導管采用φ42無縫鋼管制成，長3.5m，管壁每隔20cm交錯鉆眼，眼孔直徑6～8mm，根部留1.5m不鉆眼做為止?jié){段。按預定的水灰比及注漿壓力開始注漿，注漿過程中，

5、觀察斷面是否有漿液滲出，若隧道內(nèi)坍方處自上往下有漿液滲出，則維持注漿壓力30s后停止注漿；若隧道內(nèi)坍方處沒有漿液滲出，注漿壓力達到0.8Mpa后停止注漿。注漿固結(jié)地表土體，防止地表水流入隧道內(nèi)加大坍方面積，增加工作面施工難度。（二）隧道內(nèi)工作面注漿隧道內(nèi)采用兩環(huán)大管棚注漿及Ⅰ18工字架加強支護通過。在D1K44920處施做第一環(huán)大管棚導向墻，第二環(huán)大管棚導向墻設置于D1K44942處，導向墻厚1.0m，長1.0m.大管棚水平鉆孔開孔φ1

6、02mm，選用φ89熱軋鋼管，壁厚8mm，每環(huán)每根長度為25m.第一環(huán)大管棚外插角為6，第二環(huán)大管棚外插角為2～3，環(huán)向間距40cm，每環(huán)27根。大管棚內(nèi)注入水泥凈漿，凈漿水灰比1：1，注漿壓力：初壓為0.5～1Mpa，終壓為2Mpa，注漿壓力以控制水泥凈漿不冒出地表為原則。注漿結(jié)束后用C10水泥砂漿充填管棚鋼管，增強鋼管的強度和剛度。大管棚注漿時先注無水孔，后注有水孔。在無水地段可從拱腳起順序注漿。注漿速度根據(jù)注漿孔出水量大小而定，一

7、般從快到慢。注漿結(jié)束時將閘閥關(guān)閉，卸下進漿管，進入下一循環(huán)。（三）隧道周邊淺孔注漿為防止大管棚外插板圍巖掉塊，D1K44925～968段拱部設置φ42注漿鋼花管（小導管），外插角45，環(huán)向間距40cm，每根長度4m，每1.8m一環(huán)，每環(huán)26根。邊墻設置φ42注漿鋼花管注漿支護，小導管外插角45，每環(huán)每側(cè)10根，每根長度為3.5m，每1.8m一環(huán)。同時，在施做完工字鋼架支護后，設置φ42徑向注漿鋼花管，徑向注漿鋼花管垂直于巖面，環(huán)向間距為

8、1m，與工字鋼架焊接牢固。注漿鋼花管注漿前先噴混凝土封閉掌子面以防滲漏，對強行打入的鋼管進行沖清管內(nèi)積物，然后再進行水泥水玻璃漿液注漿，注漿順序由下而上，漿液用攪拌桶攪拌。在施工前取現(xiàn)況土樣進行水玻璃漿液配比試驗，來指導現(xiàn)場注漿施工，要求水玻璃模數(shù)范圍為：2.8～3.3，濃度要求在40Be‘以上。注漿壓力：初壓為0.1～0.3Mpa，終壓為0.5Mpa.注漿時，要時刻觀察壓力和流量變化，壓力逐漸上升，流量逐漸減少，注漿壓力達到0.5Mp

9、a后要穩(wěn)定3min即可停止注漿用棉紗塞緊孔口轉(zhuǎn)入下孔注漿。隨著注漿的連續(xù)進行，注漿壓力和進漿量增加，而土層吃漿量和進漿速度逐漸減小，土體內(nèi)孔隙趨向填滿。由于漿液對周圍的土層連續(xù)擾動、壓縮，使土顆粒移動，重新排列，漿液中的水泥顆粒慢慢吸收周邊土的水份，有利于土體的脫水排氣，利于復合圍巖的形成，并通過張性層理劈裂壓入漿材并凝固成脈，迫使土體向上地層傳遞壓力并以輻射狀局隆起重新分布，經(jīng)過壓縮、脫水，稀泥狀粘土已變成土中，抗壓強度提高，承受隧道

10、周邊部分圍巖壓力，不僅起到臨時防滲加固的作用，而且能作永久圍巖加固。完成大管棚及注漿鋼花管注漿施工后，待注漿達到規(guī)定強度時，在管棚及超前小導管支護環(huán)的保護下按短臺階法開挖，上臺階超前下臺階6～10m，及時支護，襯砌緊跟。其工序為：開挖→初噴→掛網(wǎng)→架立工字鋼架→施作外插角45及邊墻注漿鋼花管→復噴至設計厚度→進入下一循環(huán)開挖→及時施做二襯。四、結(jié)語實踐表明，注漿在隧道坍方處理中發(fā)揮了很好的作用，隧道內(nèi)坍方體軟、流塑狀粉粘土在高壓力的漿液