分水岭隧道洞口地表注浆加固技术及应用

　　[摘要] 针对贵州红威公路分水岭隧道浅埋偏压，出口段由亚粘土夹碎石组成的塌滑体、强风岩体、煤系地层等不良地质构成。采用地表注浆加固方案施工工艺，使注浆加固充填塌滑体，封堵地表水下渗，经实践安全可行。[关键词] 隧道洞口 地表注浆 加固技术

　　

　　一、 工程情况 �

　　分水岭隧道位于云贵高原中部、贵州高原西部，是红威公路的控制工程。单洞限界净宽8.5m，限界净高5.0 m，隧道路面横坡2%，洞长425 m，设计以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类围岩为主，其出段洞口至洞身40m段为洞口加强段，为Ⅰ、Ⅱ围岩。隧道结构按新奥法原理进行施工，采用复合式衬砌。初期支护以网喷混凝土、系统锚杆、钢拱架支护，并根据地质条件辅以长管棚、φ32自进式锚杆和φ32中空注浆锚杆超前支护。二次衬砌采用钢筋混凝土带仰拱。其他地表注浆段处于K16+254～K16+287出口洞脸上方仰坡段，按设计要求该段注浆加固后方可进洞。�

　　

　　二、 地质情况 �

　　隧道区内全部穿越砂岩、泥岩、煤系地层。洞轴线与岩层走向呈小角度交叉，裂隙发育，但无较大断裂存在。围岩稳定性差，右侧存在围岩偏压，且与层面组合存在不利组合（注浆加压区K16+254～K16+287）。出口处岩体为亚粘土层，稳定性差，该段长33m，埋深14～25m，岩性为亚粘土夹碎石强风化塌滑煤系，地层夹砂岩、泥岩及二叠系龙潭组第一层薄层砂岩，洞内无断层通过，裂隙较发育，此洞埋深浅，岩体为强风化（9.5～20m）土体。岩体结构松散，挖后易变形、坍塌，且局部有地下水涌入。�

　　

　　三、 施工方法 �

　　1．布置放样�

　　按照设计提供的注浆位置，（1）长度：洞口至仰坡纵向方向K16+254～K16+287共33m，（2）宽度：24 m，以隧道中线一对称，左右各12m，（3）深度：隧道边墙开挖轮廓线外随底至地表，轮廓线内为轮廓线顶至地表（图①、图②）。按照设计要求，注浆孔呈梅花形布置，间距为2m×2m。用全站仪测量出准确的注浆孔位置，为方便施工及检查对每个孔位作标识，并制作了全部222个孔位的注浆孔布置图（图③）。要求施工技术员及至注浆班组班长对每个孔的施工及完成情况作简要标明。�

　　

　　2．钻孔及埋管施工�

　　钻孔采用XY-100钻芯机（钻机孔径75～127mm，最长钻深100m）钻进顺序按A、B、C区错开、长短孔错开，以避免串浆。根据管长，我们把注浆区域细分为9个区（A1～A3、B1～B3、C1～C3）。钻孔孔径用90mm钻头，比设计注浆稍大一些（原设计为φ76×5mm钢花管）。大孔径揭露岩石裂隙的几率也越多，这对注浆有利。为防止坍孔，每钻完一个孔立即下管。第一节钢管做成尖端形，钢管之间采用15�丝口用套管连接。在孔口钢管处用沾有CS胶泥的麻丝绳缠绕，使之与孔壁充分挤压紧密，在填充CS胶泥作止浆塞。�

　　3.止浆盘�

　　铺设15�×15�φ6.5钢筋网，钢筋网与注浆钢管连接，并喷射20�厚C20混凝土。�

　　4．压水实验�

　　在止浆盘混凝土喷射完7d后做压水实验，通过压水实验可检查止浆塞和注浆管路是否有跑、漏浆现象。并通过压水将裂隙中松软的泥质填物推送到注浆范围以外，使浆液进入裂隙后增加充塞的密实性和胶结强度，压水的压力由小到大，增大到2MPa（注浆压力），并持续10分钟左右。�

　　5．注浆施工�

　　（1）注浆材料采用单液水泥浆液，浆液选择较浓，水灰比1：0.35、外加剂参量为1%、终凝强度≥30MPa。水泥采用普通硅酸盐42.5水泥。�

　　（2）注浆泵采用YZB-60/70，额定最大压力7MPa，排浆最大量50L/min。�

　　（3）搅拌投料严格按照规范要求，即先放水，同时加入外加剂一并加入搅拌，等待水量按比例加足后，继续搅拌1min，再将水泥投入，搅拌3min.并在注浆过程中不停搅拌，注意浆液搅拌均匀倒入贮浆筒时必须经过筛网过滤，防止包浆纸及块状水泥进入贮浆筒。注浆时，检查注浆孔口与注浆管是否封堵严实。�

　　（4）注浆顺序�

　　先注周边孔、再注中间孔，先注拱顶顺序向下，先A1→A2→A3或C1→C2→C3后B1→B2→B3，并间隔二孔灌压。�

　　（5）注浆压力控制�

　　注浆压力控制在0.5～2.0MPa，到达终压2.0MPa时立即停止，不至发生超压。�

　　（6）移孔�

　　单孔注浆完毕后，关闭返浆阀折御注浆管，注水冲洗注浆泵和注浆管后，移位至另一注浆孔。�

　　（7）注浆结束标准�

　　①单孔采用注浆量控制，注浆压力达到设计终压（2.0MPa），注浆量达到设计值的90�以上，或虽未达到设计终压但注浆量已达到设计，并稳定20～30min结束注浆。②全段结束条件，所有单孔注浆均满足结束条件，无漏注情况。�

　　

　　四、注意事项�

　　1．出现跑浆、串浆时泵压会突然下降，并长时间不回升，或泵压虽未明显下降但注浆量增大，这时应立即关闭孔口阀门，关闭注浆机。查看原因，如果止浆盘不密实或止浆封堵不严密，应用CS胶泥麻棉丝进行封堵。若浆严重，应停止注浆4～8h后再注。�

　　2．注浆应注意注浆参数，如扩散半径、注浆压力、注浆浓度，这些参数对浆液注入量有着很大的关系。对所有注浆机械器具、仪表、管路、材料等进行必要的定期检查和维护。�

　　

　　五、 注浆加固后的效果�

　　此次注浆时间76个工日，共注222个孔，注入浆液量1361m3，完成注浆孔共长4508m。经过注浆加固，改善了土体的物理学性能，在进洞后开挖证明在原来松散的土体中空隙已被浆液充填，亚黏土夹砂岩、泥岩的三面裂隙较发育处也被浆液有效的填充，为开挖支护工作减少了困难。少量的地下涌水也由于注浆作用产生帷幕被阻隔在出口边墙处，后用一根φ108的水管引入边沟，解决了地下水涌入问题。处于仰坡处的亚黏土滑塌体也由于222根φ76�注浆管由地表深深钉入地下岩层，并注浆固结，经十一个月的观察，没有发现滑动的迹象。进洞施工中（原设计此段Ⅰ、Ⅱ类围岩40m加强段），对地表下沉、洞内收敛及拱顶下沉情况进行位移量测，量测结果最大地表下沉值20mm，最大拱顶下沉值30mm，最大收敛值22mm。均满足设计及施工要求。�

　　

　　六、 结束语�

　　在隧道洞口段有坡面滑动，滑塌可能性大，地表可能下沉时，采用地表注浆加固的工艺是加固地层施工的较有较方法。此隧道洞口埋深浅、岩体强风化、土体、岩体结构松散，裂隙较发育，开挖后易变形坍塌，且局部有少量涌水，采用地表注浆加固，改善了围岩的物理学性能，减少开挖变形产生的松弛区范围，减小围岩初期支护压力，注浆管可起到悬挂岩土地作用，防止塌方冒顶，封堵地表下水渗入，软化围岩。实际证明，分水岭隧道洞口地表注浆加固安全可靠、经济合理并成功可行。�

　　

　　（作者单位：贵州省交通建设咨询有限公司）