工业技术 ＳＣｌＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ，一￣０１１ ＮＯ．２９团圆 注浆技术在湿陷性饱水黄土隧道施工中的应用研究 杨中方 （中铁二十局集团第三工程有限公司 重庆 ４０１ １ ２１） 摘要：以某铁路工程ｌ ５ 隧道为工程背景，将压密注浆法和劈裂注浆法这两种注浆技术应用于湿陷性饱水黄土隧道施工中，取得良好效 果，隧道顺利开挖。且给出了在湿陷性饱水黄土隧道施工中采用的具体施工材料、方法和参数。该工程采用的小导管注莱参数和钻孔注 浆参数可供类似工程参考。 关键词：小导管注浆 饱水黄土隧道 钻孔超前预注浆 中图分类号：Ｕ４５５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—３７９１（２０１１）１ ０（ｂ）一０ＩＩ３－０２ １工程地质概况 黄土丘陵区，冲沟发育，地形起伏大，地质 １０６＋４５３等四处隧道在以后开挖中洞壁将 ＨＳＣ含水细砂型注浆料，当水灰比Ｗ：Ｃ＝ｌ：ｌ 出，洞壁有泥化现象发生，围岩极易坍塌变 料强力搅拌７ｒａｉｎ后，再添入剩余６０％的水再 某铁路工程ｌ ５ 隧道穿越大营梁，地处 有线状顺至面状水流渗出，随着水流的渗 时，搅拌设备中先添入４０％的水，投入注浆 ａｉｎ，此时浆液已达到最佳注入时间， 结构形式复杂。其局部为ａＩ—ＰＬ 黄土状粉 形，为防止开挖过程中受地下水渗漏而造 搅拌７ｒ 质壤土，中部为ａＩ—ＰＬ 粉质壤土，下部为ａＩ 成冒顶坍塌，根据地质情况的复杂性，设置 迅速将浆液注入孔内。－Ｌ，、重粉质壤土，土质不均，夹粉质粘土和 注浆防渗施工。运用注浆帷幕达到止水加 固，确保隧道能顺利实施开挖。 制浆机转速要求达到ｌ２０～２００ｒ／ｒａｉｎ。 粉质壤土，砂壤土薄层、重粉质壤土和粉质 粘土等，结构密实，呈可塑性一硬塑性，该 段内洞底以上有多层分布连续持水上体。 在１０２＋３４５处分布有ａＩ—ＰＬ 砂砾石，含 砂砾、含砾粉质土，总层厚ｌ ５ｍ，其下分布ａＩ —注浆材料的特性为如下。 ＨＳＣ含水细砂型注浆料有着极好的可 注性，针对难以注入地层、粉质土、粉细砂、 ２注浆材料、方法与特性 注浆材料运用是根据地质结构形式进 湿陷性土层及淤泥质地层，其注浆形态以 行选定，以特种水泥单浆液为主。其中原材 压密、劈裂等形式存于土体中。 料主要为：ＨＳＣ含水细砂型注浆料具有流 ＨＳＣ含水细砂型注浆料具有很好注浆 动性好、可注性高、抗水性强、凝胶时间可 效果。在饱和含水细粉砂及淤泥质等地层 ＰＬ 重粉质壤土，夹粉质粘土，地下水埋 深６．８７ｍ，在ｌ０３＋８４０处苟家曲沟中分布ａＩ —ＰＬ，、砂砾石夹有两层２ｍ厚的粉质壤土，总 操控、早期强度大、后期强度高。浆液配比 条件下，该型注浆料在地层中劈裂效果更 为：单浆液配制水灰比ｗ：Ｃ＝０．８～１．１。注 佳，注浆渗透率更高。 浆方法采用压密注浆法和劈裂注浆法。 其具体使用方法如下。 料的原则进行配制。 厚２４．４ｍ，地下水埋深５．３５ｍ，而地下水位 高于洞顶４ｍ～３ ７ＩＴＩ。 ｌ ５ 隧道大多地段均受地下水的影响， 隧道围岩呈极为不稳定的Ｖ型围岩，成洞条 件差，其中１０１＋５０２～１０２＋６３６、ｌ０３＋７０８～ １０４＋１２１、１０４＋５０２～ｌ０５＋８３７、１０６＋０１０～ 地层扰动小，应用ＨＳＣ含水细砂型注浆 料，能达到堵水加固地层，提高土体的自稳 其用量要少、注浆均匀性更符合施工要求。 按水泥单液浆进行配制，先加水后加 能力、承载力，注浆量与普通水泥浆相比较 加水应根据注浆料特性进行配制，例： 表１小导管注浆参数 注浆压力ＭＰａ 孔位 水灰比 主将注入量Ｌ／ｍ 初压 终压 浆液粘稠度 ３注浆工法选择 ３．１小管棚小导管注浆方式 运用小导管注浆技术结合管棚的施工 方法，在拱部略微加大开挖轮廓，按孔间距 ２６．４ 管Ａ ０．８：１ １５０～２５０ ０．４～１．０ ０．８～１．１ ０．４ｍ，排孔间距０．２ｍ，逐一将小导管击人地 层中。 管Ｂ 管Ｃ 中部 底部 两侧孔 １：ｌ １：１ １：１ ｌ：１．２ ０．８：１ ２００——３００ ２００——３５０ ２００——３００ ２００——２５０ ｌ５０～２２０ ０．４～１．１ ０．４～Ｏ．８ ０．４～１ ． ０．４～０．８ ０．４～０．９ ０．８～１．２ ０．８～１．４ ０．８～１．２ ０．６～０．８ ０．８～１．１ ｌ９．４ ｌ９．４ １９．４ １７．６ ２６．４ 梅花形布置，排列３排，管长５ｍ～６ｍ， 侧墙则为两排，中部按０．８×０．８ｍ的孔位进 行布置，其目的用于注浆加固土体。 小导管管棚排列施工完成后，注浆时 要采用跳孔、间歇式的注浆方式以达到注 浆的最佳效果。 如表１所示。 表２钻孔注浆参数 注浆部位 帷１ 帷２ 帷３ 水灰比 ０．８：ｌ ｌ：ｌ １：１ 浆液注入量Ｌ／ｍ ３００ ２５０ ２５０ 注浆压力 Ｏ．５～１．Ｏ ０．４～０．８ Ｏ．５～１．２ 粘稠度 ２６．４ ｌ９．４ １９．４ 孔数 ９ ９ ９ ３．２小导管选材 选内径中３２焊管，外径为中４２的管材 作为小导管加工的原材料；选材２为铝箔， 用铝箔作为粘片用料。 ３．３注浆器的制作 帷４ １：ｌ ２５０ Ｏ．５一１．２ １９．４ ９ 选中２５的钢管内能穿过 ２０的钢管为 注浆器外管。 中部 底部 丽侧墙 ｌ：Ｉ．２ Ｏ．８：ｌ ｌ：ｌ ２８０ ２００ ２００ ０．６～１．５ Ｏ．５～Ｏ．８ ０．４～Ｏ．７ １７．６ ２６．４ ｌ９．４ ３６ １６ １２ 选外径为 ２０无缝钢管做内管，管壁 厚为３．５ｒａｍ。 当小导管定为５ｍ，注浆器内管４．２ｍ， 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ １１ ３ 工业技术 外管为３．９ｍ。 液进行试注，查看注浆压力，注浆泵、拌浆 量未能达到预定注入量，但因注浆压力超 洼浆器尺寸：内管２．５ｍ，外管２．２ｍｌ内 设备运转良好，检查结果良好，转为正常注 出规定值，可以稳定１Ｏｍｉｎ～１ ５ｒａｉｎ后结束 管１．５ｍ外管１．２ｍ；内管１．Ｏｍ，外管０．７ｍ。 浆。 本段注浆；未达到预定注浆量时，但出现串 止浆塞，定制０２８×０２０ Ｘ中ｌＯＯｍｍ长 正常注浆时钻机应缓慢回转，逐步向 浆，停止本节段注浆 在规定的注浆压力 橡胶制品为止浆塞。 后慢慢倒退钻杆，使浆液均匀注入地层中。 下，如果吸浆量不大干０．５Ｌ／ｒａｉｎ，可持续注 选用中２６×中２０× ２。５ｒａｍ平面垫片 钻孔注浆前应先用砼浇筑止浆墙，止 浆ｌＯｍｉｎ～３０ｍｉｎ，或吸浆量不大干ｌＬ／ｍｉｎ 作为受力承压止浆塞之用。 浆墙厚度为０．５ｍ。 可持续注浆２０ｒａｉｎ～５０ｍｉｎ，此时注浆工作方 选用中２０的螺母做内管固定止浆塞之 拱部４排钻孔运用压密注浆法进行防 可结束。 用。 水帷幕注浆施工，中部钻孔采用劈裂注浆 钻孔超前预注浆其注浆时间略长，但 根据螺母的螺纹在内管两端车丝，下 法施工。以加固土体为目的，孔间距０．８ｍ， 开挖施工段长，当掘进至注浆段末端时应 端车丝长为６ｃｍ。上端车丝为３０ｃｍ。 排 距为０．４ｍ。 预留２ｍ后注浆段，目的是防止水流突然溢 手柄，选用８ｒａｍ钢板中部钻中２Ｏ的孔， 帷幕钻孔注浆要求浆液浓度要高，粘 出造成不良后果；另一目的是为下段注浆 公上丝，焊一中２０螺母加强作为旋动手柄 稠度定位２０～２６，并采用定时、定量、定压 留下基础，用喷砼加抗渗剂喷作止浆墙，为 用转动丝杆，使止浆塞膨胀与小导管壁形 的三定方法，进行控制性注浆。 下阶段施工保留一个工作平台。 成一体达到止浆的目的。 如表２所示。 ３．４注浆节段控制 工艺要求：定孔位，严格按照施工布置 ５结语 当将注浆器投入小导管中，到达指定 图进行量测放线定孔位；钻机就位：对孔位 在湿陷性饱水黄土隧道施工中采用压 注浆段后，拧紧止浆塞进行注浆，待该段达 时，应在技术员指导下进行，以保证所调角 密注浆法和劈裂注浆法进行施工，隧道顺 到要求注浆量后，停止注浆，关闭注浆器卜 度精准，将钻机固定后不得随意变动；钻进 利开挖，取得良好效果。 的阀门，松动止浆塞向外拨动注浆器，节段 成孔，操作人员应注意观察钻孔情况，掌握 小导管注浆效果好，但工作循环周期 定为０．４ｍ，再收紧止浆塞进行第二节段的 土层对钻机钻进的影响，以确定在该土层 长，开挖施工段短，中部小导管影响正常开 注浆，反复下去，直至注浆完毕。 条件下的注浆参数，密切观察有无溢水情 挖。 况，当感觉出现大量溢水时，应迅速停止供 文中给出的在湿陷性饱水黄土隧道施 ４钻孔超前预注浆 水，立刻变换进行注浆封堵。并及时呈报给 工中采用的小导管注浆参数和钻孔注浆参 选用ＭＧＹ－６０型钻杆钻机进行水平钻 施工技术人员及上级单位；注浆，司泵人员 数可供类似工程参考。 孔作业，钻孔直径为 ４２，孔深２０ｍ～２５ｍ， 应严格控制注浆压力，同时密切关注注浆 拱部孔间距０．４ｍ，排向距０．２ｍ，钻孔角度略 量的变化，当压力突然上升或从孔壁拱部 微上仰３。～５。，拱部为抗渗帷幕，钻孔布置 溢浆时，要立刻停泵，进行间歇式注浆。 定为４排梅花形布置。 注浆结束标准：单孔注浆浆液达到预 钻孔一次程控钻至２０ｍ后，先用软稀浆 定注入量，可以结束本段注浆；注浆的注入 （上接１１ ２页） 要保证农村防雷减灾工作的健康发 失，积极的推进农村防雷工作已刻不容缓， ４谈开展农村防雷工作思路 展，必须建立一系列的制度进行约束。如适 这就需要从防雷的管理人手依靠各级 ４．１现阶段开展农村防雷工作的方法 合农民建房的防雷设计审核、竣工验收等 加大对防雷安全工作的考核力度；气象部 开展农村防雷工作任务艰巨，需要长 制度，农村防雷设施检查（测）制度；农村用 门加强农村建房的防雷安全技术指导和验 期而有效的方式来推进农村防雷减灾工 防雷检测工具管理制度；农村防雷人员定 收工作，并积极宣传普及防雷知识，各部门 作，首先应加大对农村防雷的宣传，普及防 期培训制度等。 充分协调，扎实有效的推进农村防雷工作， 雷知识，提高农民防雷意识。随后采用从全 ４．４建立相关的法规体系 以减少农村地区的雷击损失。 局到个体、先易后难的方法分步实施，树立 通过县一级和制定有利于农 典型以带动全局。如先安装防直击雷设施 村防雷工作的总纲要或条例，也可以深入 参考文献 再考虑雷电感应，先在受灾严重的村实施 到乡（镇）一级按各乡（镇）实际情况制定农 ［１】ＧＢ ５００５７－ｌ９９４，建筑物防雷设计规范 然后逐步展开。 村防雷细则等，为农村防雷工作提供 。（２０００年版）【Ｓ】． ４．２建立农村防雷管理体系 法规依据。 ［２１梅忠恕．农村防雷保护措施要点【Ｊ】．中 由于基层气象部门现有的人力物力不 ４．５作好雷电的监测预警服务 国防雷，２００７，４． 足，对农村防雷的管理和技术支持难面面 充分利用现有的卫星、多普勒雷达、大 【３】梅卫群，江燕如．建筑防雷工程与设计 俱到，所以必须依靠乡（镇）和农村基层 气电场仪、自动气象站等组成的雷电监测 【Ｍ］．气象出版社． 组织来建立一套防雷管理体系。如与乡（镇） 网，加强对雷电的监测，通过各种通信方式 【４】马忠安，任行辉，朱江，等．对山区农村 协商成立防雷工作小组，设防雷安全 及时告知，让农民提前有针对性的作好防 雷电防护措施的探素与实践［Ｊ】．中国防 员，受乡（镇）和防雷办领导，负责防雷安全 雷准备，以减少雷灾事故的发生。 雷，２００９，１． 的宣传和实施，同时指定村电工为防雷施 ［５１赵桂琼，李伟，李青．农村防雷已刻不容 工技术员，农民自建房时负责按相关设计 ５结语 缓【Ｊ】．防雷世界，２０１０，２． 方案或防雷图集进行施工等。 农村雷电灾害的频繁发生，主要原因 ４．３建立农村防雷制度体系 是广大农民缺乏防雷知识和防雷管理的缺 ４ 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
