隧道工程在高壓、富水區(qū)修建，會(huì)出現(xiàn)滲水等現(xiàn)象，給施工和環(huán)境帶來了隱患，隧道注漿方法能有效起到堵水效果，隧道注漿堵水施工技術(shù)給大家詳細(xì)介紹下。 隧道注漿堵水施工技術(shù)詳解 1、隧道注漿堵水技術(shù) (1)隧道地下水的分布形式及特點(diǎn) 隧道開挖成洞以后，地下水主要以“滲水”、“線水”和“股水”3種方式涌出?！皾B水”的水量一般均較小，且在初期支護(hù)時(shí)采用噴射混凝土即可以封閉;“線水”與“股水”采用噴射混凝土的方式一般均無法封閉，是注漿止水的主要對(duì)象。“股水”多數(shù)為基巖裂隙水或巖層接觸帶處的層中水，水頭一般較高，但均較為集中;“線水”分布較為零散，沒有集中的水源，治理的面積較大，止水過程中也存在一定的困難。 (2)止水的基本原則 針對(duì)以上地下水的分布形式及特點(diǎn)，堵的基本原則為：先兩頭，后中問;先堵小水，后堵大水;先拱部，后邊墻。采用“搶堵”和“固堵”兩種堵水方法：“搶堵”主要針對(duì)“股狀”先期止水，“固堵”主要是對(duì)“股狀”水先期止水成果的鞏固及對(duì)“線水”、“滲水”的封堵。注漿止水過程中要對(duì)圍巖施加一定的壓力，對(duì)隧道臨空面圍巖有一定的破壞作用，容易引起塌拱。因此，注漿止水必須在隧道圍巖收斂變形基本穩(wěn)定后進(jìn)行，在注漿止水前應(yīng)進(jìn)行帷幕注漿，強(qiáng)化初期支護(hù)結(jié)構(gòu)和圍巖;另一方面對(duì)“散水”和“滲水”進(jìn)行封堵，也是“固堵”的一種形式[3]。 (3)止水的設(shè)備選型及漿液配制 注漿材料主要采用水泥?水玻璃雙液漿，參入適量外加劑?配合比根據(jù)凝膠時(shí)間現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)選定?膠凝時(shí)間一般為3min～5min?注漿方式：采用分段式注漿，將需要注入充填加固層內(nèi)的漿液分次鉆注?為防止注漿孔孔壁坍塌和漿液注入時(shí)在地層中上串流失，在注漿層頂面以上每個(gè)鉆孔用鋼套管護(hù)壁，采取注漿孔孔口封閉止?jié){，當(dāng)洞內(nèi)出現(xiàn)串漿時(shí)，主要采取逐漸加大雙液漿玻璃波美度?溶洞注漿充填后，漿液能否將30m范圍內(nèi)巖溶裂隙全部充填無法估計(jì)，為防止在30m范圍內(nèi)掘進(jìn)施工時(shí)再次發(fā)生大的涌水涌泥事故，溶洞充填注漿后實(shí)施一個(gè)循環(huán)的超前帷幕注漿是必要的。通過帷幕注漿將掌子面前方30m、洞外周邊5-8m范圍內(nèi)的圍巖全部實(shí)施預(yù)注漿，封堵前方所有的巖溶裂隙和涌水通道，以保證隧道開挖。 2、隧道注漿堵水施工工藝 注漿堵水是一項(xiàng)由軟弱地層預(yù)加固技術(shù)發(fā)展而來的防治涌水災(zāi)害新技術(shù)，在松散軟弱結(jié)構(gòu)圍巖、裂隙圍巖隧道防水方面取得了顯著效果。在巖溶地區(qū)鐵路隧道水害處理中，亦可采用注漿堵水這一新技術(shù)。 注漿材料及配合比：注漿材料常用水泥、水玻璃雙液漿，配合比根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)選定。注漿方式：采用前進(jìn)式多次鉆注法，即逐段反復(fù)加深鉆孔注漿，直至設(shè)計(jì)長度。注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：一個(gè)區(qū)段由多孔組成，結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)不以單孔控制，而以設(shè)計(jì)的區(qū)段控制[1]。當(dāng)一個(gè)孔的一次注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值，并且該區(qū)段注漿總量接近設(shè)計(jì)量時(shí)，即可結(jié)束注漿。單孔注漿，以注漿壓力的終值控制，當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)的壓力時(shí)，立即遞減泵量，能保持設(shè)計(jì)壓力時(shí)，即結(jié)束注漿。以止水為目的的注漿，注漿后的涌水量減少到20m3/h時(shí)，結(jié)束注漿。 封堵巖溶水、固結(jié)巖溶流泥，洞內(nèi)注漿優(yōu)于地表注漿，預(yù)注漿優(yōu)于地表注漿。因巖溶相互串通，與地表直接溝通，地表注漿往往造成漿液突破表土，漫鋪地面，浪費(fèi)極大;后注漿是在巖溶已被施工開挖揭露，特別是當(dāng)發(fā)生涌水突泥之后所耗費(fèi)注漿量極大。注漿堵水加固圍巖的施工方法一般分洞內(nèi)和地表。洞內(nèi)包括斷裂巖溶富水帶施工注漿和巖溶軟塑狀充填淤泥高壓劈裂注漿，地表一般為深孔充填注漿。溶洞充填注漿時(shí)，先用復(fù)合漿液注下部一組注漿管，一路注主劑，在主劑中按要求比例加人速凝劑和懸浮劑，另一路注輔劑，即38Be’水玻璃。在注漿過程中，由于溶洞向下延伸，隧道底板之下溶洞有多深、有多大不清楚，但是利用復(fù)合漿液注漿，漿液的主劑與輔劑在溶洞體內(nèi)混合，混合后的凝膠時(shí)間不超過30秒，盡管是2臺(tái)注漿管注漿，沒有安設(shè)混合器，兩種漿液進(jìn)入洞內(nèi)后充分混合需要一定時(shí)間，但由于漿液的凝膠速度快，加上溶洞體是半充填體，體內(nèi)有大量的巖石碎屑充填，并有一定程度的膠結(jié)，因此，復(fù)合漿液進(jìn)入后的流程將不超過30m，也就是說注漿充填溶洞下部的范圍應(yīng)該在隧道底板下方30m范圍內(nèi)，這一范圍符合隧道施工的工程質(zhì)量要求[2]。 3、隧道注漿堵水效果檢查 注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量檢查：在正常情況下，注漿壓力由小逐漸增大，注漿量由大到小，當(dāng)注漿壓力達(dá)設(shè)計(jì)終壓時(shí)，穩(wěn)定20min～30min即可結(jié)束注漿?遇到大裂隙時(shí)，壓力上不去，進(jìn)漿量很大的情況下，經(jīng)過漿液濃度的變換，仍達(dá)不到終壓與注漿量的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，采取間歇注漿辦法，待養(yǎng)護(hù)24小時(shí)后復(fù)注，以控制設(shè)計(jì)的注漿量和達(dá)到設(shè)計(jì)終壓[4]?注漿質(zhì)量通過鉆孔并取巖芯，觀察漿液充填裂隙的飽滿程度，調(diào)節(jié)注漿參數(shù)。 根據(jù)當(dāng)時(shí)超前探孔的出水情況，出水里程距掌子面較近，我們按照設(shè)計(jì)要求布設(shè)注漿孔注漿，注漿完成并經(jīng)檢查無水后開挖掘進(jìn)。當(dāng)開挖至距掌子面前方4m左右時(shí)，兩側(cè)邊墻腳出現(xiàn)兩股黃紅色泥漿水，后逐漸變大，且裂隙中充填了大量的泥沙和淤泥。通過此次出水，我們對(duì)注漿孔的布置及漿液在巖層中的擴(kuò)散形式進(jìn)行分析研究，得出如下結(jié)論：為保證帷幕的厚度以及能夠承受高壓水的壓力，調(diào)整注漿孔的外插角，加大注漿帷幕的厚度，以保證隧道施工的。特別是在底部孔注漿過程中，漿液往下擴(kuò)散的幾率是很小的，這是此次出水的主要原因[5]。 在一階段的注漿過程中，發(fā)現(xiàn)隧道的富水帶不但涌水量大，涌水壓力高且在地層中還有一定的流動(dòng)性。水流的方向沿巖層走向由線路的左側(cè)向右側(cè)流動(dòng)。這給隧道的注漿工作帶來了很大的難度。首先，漿液在巖層中隨水流被稀釋，使得注漿量大，而注漿效果又不是很理想;其次，由于裂隙水在地層中存在水頭差，因此漿液在裂隙中沿壓力低的方向擴(kuò)散[6]。所以只有將水流的下游方向截?cái)?，然后加大注漿量，加厚注漿帷幕，才能保證注漿的效果，從而確保歌樂山隧道高壓富水帶的通過。 注漿結(jié)束后，按照設(shè)計(jì)要求，布設(shè)檢查孔，檢查孔在鉆孔過程中，如果出水量滿足設(shè)計(jì)要求，則表明該環(huán)帷幕已形成并達(dá)到了注漿效果，如果檢查孔出水量超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)則表明注漿效果不理想，需增加注漿孔補(bǔ)注漿后，再打孔檢查，直至檢查孔出水量滿足設(shè)計(jì)要求為準(zhǔn)[7]。

2)公路灌漿孔位布設(shè)應(yīng)根據(jù)砼面板尺寸、裂縫狀況以及灌漿機(jī)械等確定，灌漿孔距一般為1—1.6m，灌漿孔深路基處理為45—90cm，若系地下排水管道滲漏造成的地基下沉和堵漏時(shí)，其深度必須超出管道的埋置深度。灌漿順序從沉。降量大的地方開始，由遠(yuǎn)到近，由大到小。灌漿壓力的控制應(yīng)視地基沉降的損壞及脫空情況具體確定。一、路面損壞的原因

脫空病害的產(chǎn)生有其內(nèi)在因素和外界因素：內(nèi)在因素是基層本身的質(zhì)量、組成以及商品混凝土面板接縫狀況；外界因素則是汽車荷載和氣候變化?；鶎硬牧掀淠Ａ窟h(yuǎn)小于商品混凝土面層的模量。在重車荷載的反復(fù)作用下，板下基層將產(chǎn)生累積塑性變形，使商品混凝土板的局部范圍不再與基層保持連續(xù)接觸，于是水泥商品混凝土路面板底與基層之間將出現(xiàn)小的空隙，即為原始脫空區(qū)。當(dāng)路面接縫或裂縫養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，雨水從破損處侵入基層，滲入的水將在板下形成積水(自由水)。積水與基層材料中的細(xì)料形成泥漿。并沿面板接縫縫隙處噴濺出來，形成唧泥。

二、脫空評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)

目前國內(nèi)外較普遍通過彎沉測(cè)定來評(píng)價(jià)脫空的可能性，但是在彎沉的脫空臨界值方面，國內(nèi)外的控制標(biāo)準(zhǔn)不一?，F(xiàn)有的判別標(biāo)準(zhǔn)如下：

1)美國瀝青協(xié)會(huì)(AI)舊水泥商品混凝土路面罩面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中，以舊水泥商品混凝土面板接縫兩側(cè)彎沉平均值為0.36mm，接縫兩側(cè)彎沉差為0.05mm作為舊水泥商品混凝土面板是否脫空的依據(jù)。注意上述標(biāo)準(zhǔn)是在80KN的軸載下制定的，相應(yīng)我國100KN的標(biāo)準(zhǔn)軸載上述二個(gè)值分別換算為0.42mm和0.06mm。

2)我國《公路養(yǎng)護(hù)規(guī)范》①采用5.4 m長桿貝克曼梁式彎沉儀測(cè)定彎沉；②采用BBZ—100標(biāo)準(zhǔn)軸載；③凡彎沉大于0.2mm的應(yīng)確定為脫空。

綜上所述，國內(nèi)外當(dāng)前主要通過測(cè)量板邊彎沉和接縫兩側(cè)的彎沉差來判別板底脫空與否，總體來說還處于定性判別階段，對(duì)于板底的脫空量和脫空范圍的大小的定量識(shí)別還缺乏有效的手段，脫空臨界值的確定也缺乏足夠的依據(jù)。因而有必要在國內(nèi)外已有的水泥商品混凝土路面板病害調(diào)查資料及研究成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)板底脫空形成和發(fā)展的不同原因?qū)γ摽者M(jìn)行分類，探討板底脫空的可能位置、程度及演化發(fā)展規(guī)律，計(jì)算分析脫空后板的應(yīng)力和撓度的變化規(guī)律，在此基礎(chǔ)上提出適用于不同路面結(jié)構(gòu)的脫空臨界判別標(biāo)準(zhǔn)。

 

三、水泥注漿技術(shù)的應(yīng)用

1.壓力灌漿加固路基的機(jī)理

壓力灌漿是通過鉆孔，并利用注漿設(shè)備均勻的將漿液注入路基土體中，以填充滲透和擠密的方式，排除顆粒間裂縫中得水分和空氣，并占據(jù)其空間，使路基土體孔隙比減少，強(qiáng)度提高。經(jīng)過一段時(shí)間后，漿液凝固，把原來路基松散的土顆粒或裂隙結(jié)為一個(gè)整體，形成一種新的結(jié)構(gòu)體，成為防水防滲性高，土壤穩(wěn)定性能好的一道屏障，從而達(dá)到加固路基，填充空洞，治理病害的目的，漿液灌人量和擴(kuò)散半徑受地層土質(zhì)、滲透系數(shù)、地層不均勻性等因素影響。通過注漿形成的水泥柱柱體也可做為半剛性基層的樁基礎(chǔ)，有效地支承路面結(jié)構(gòu)層，起到雙重作用。適當(dāng)加大壓力壓密注漿，將會(huì)使土路基上抬，使路面回升，可用于橋頭搭板脫空的處理。

2.注漿材料的選擇

注漿材料的選擇主要從三個(gè)方面考慮：一是適應(yīng)快速修補(bǔ)的需要，應(yīng)做到當(dāng)天注漿當(dāng)天就要開放交通，早期強(qiáng)度要來得快；二是要滿足壓力注漿設(shè)備的需要，操作簡捷，有較好的流動(dòng)性；三是從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析，應(yīng)具有可價(jià)值。注漿材料可采用地聚合物水泥注漿料或快速聚合物水泥壓漿料，能夠6小時(shí)內(nèi)凝固實(shí)現(xiàn)通車需求

3.壓力注漿的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施

1)地基壓力注漿的范圍，可通過人工觀測(cè)法、彎沉測(cè)定法等方法來確定。人工觀察法是通過肉眼觀察接縫、裂縫、唧泥以及地基不均勻沉降等情況初步判定其原因。商品混凝土板塊當(dāng)重車行過，能感到砼板有豎直位移時(shí)，或下雨之后，有明顯唧泥現(xiàn)象的板塊，認(rèn)為是脫空。瀝青商品混凝土路面出現(xiàn)橫向反射裂縫，同時(shí)出現(xiàn)車轍、坑槽及唧漿等病害，需進(jìn)行處理。彎沉測(cè)定法是測(cè)試商品混凝土板塊和橋頭搭板板角彎沉，如果超過某一限值，即認(rèn)為存在脫空。水泥商品混凝土面板荷載不利作用位置作為檢測(cè)點(diǎn)，宜選取橫縫及縱縫附近的點(diǎn)。凡彎沉值超過0.2mm的，應(yīng)確定為面板脫空