水平注浆止水帷幕在电力隧道施工中的应用
北京交通大学 谢校亭
摘要：本文主要介绍了北京电力工隧道工程采取注浆法，以形成隧道周围注浆截水帷幕，从而保证了工程的安全顺利施工;同时，该文对施工过程中的测试数据进行分析，探讨了注浆截水帷幕施工技术参数，旨在推广注浆截水帷幕这一施工技术。 关键词：水平注浆 止水帷幕 隧道 1 前言
针对地下水的影响通常采取降水法、堵水法和冷冻法进行处理.降水法易引起地表沉降,影响场地周围建筑物或构筑物的安全稳定，以致其使用范围受到；冷冻法造价昂贵，体积大，机械设备投入多，因而在城市隧道工程中采用较少。本文主要通过介绍北京地区电力隧道施工中采取注浆截水帷幕施工取得了满意的效果，确保了工程的安全顺利施工。 2 工程概述
北京太阳宫10kv电力隧道出站工程采用浅埋暗挖法施工。隧道开挖部位主要位于沙质粉土、细砂、粉沙,局部拱顶位于粉质粘土层内。本工程暗挖电缆隧道覆土4～10米，基本都位于第二层潜水层中。由于隧道穿越的四环路车流量非常大，无条件进行降水施工，需在隧道初期支护结构外侧施作闭合截水帷幕，以确保施工过程中无水作业，满足隧道安全施工的目的。经过方案比选，选定施做水平注浆截水帷幕的方案。 3 注浆截水帷幕施工技术 3.1施工条件分析
根据本工程所处位置及地面施工条件，采用洞内全断面帷幕超前注浆加固.洞内全断面超前注浆工法特点：不占用地表空间，且不影响交通及地面设施的正常运行，但操作难度大,且浆液扩散分布均匀性较差，经分析和验算初步确定加固范围为开挖轮廓外1～1.5m范围,在后续施工中作适当调整。 3.2注浆材料
根据注浆条件及注浆目的的要求，注浆材料的特性对地下水而言,首先是不易溶解；其次是对不同地层，凝结时间可调节;第三是注浆后具备高强度和止水性能.经过研究比对，选定注浆材料为超细水泥水玻璃双液浆,配比如下：
水玻璃 模数为2.4~3
波美度（浓度）30～45Be 硫酸 浓度98％ 碳酸氢钠 化学纯度 每0.5m3浆液配合比为：
水玻璃:硫酸：碳酸氢钠:水=150：39。32：1.02：368.3
水泥浆:水玻璃浆=1：0。5（体积比) 水泥浆的水灰比=0。8～1。2 注浆时，将根据现场实际情况调整配合比,选用超细水泥材料(满足加固强度，及粉细砂层渗透要求）并适当加入特种材料以增加可灌性和堵水性可以增加止水效果。 3。3注浆孔的布置及注浆顺序原则
根据注浆扩散半径计算，孔距为0。3米，鉴于本工程底拱和拱顶流砂及含水量大，将采用加密孔距的措施以加强土体改良效果,本工程拟采用排距为0。8米，平面布置注浆孔采用交联等边三角
形布置。见图3—1 帷幕注浆纵剖图。
1000500
150mm厚网喷混凝土封闭掌子面隧道拱顶土体直径48普通钢管，环向布置，间距300mm
一次注浆步长12m图3-1 帷幕注浆纵剖图
第三循环第二循环第一循环300060003000600030009000第三循环注浆休止线第三循环开挖休止线第二循环注浆休止线第二循环开挖休止线第一循环注浆休止线第一循环开挖休止线图4-7 全断面帷幕注浆加固立体示意图
注入顺序：
1、采用分割分区法施工，即在设计注浆区域内通过合理安排注浆施工顺序先其分割为若干施工单元区。
2、分割分区完成后，按先外至内，隔孔跳孔法分区施工
3、单孔施工正常时，采用先钻至设计深度后，再按每20cm一节，回抽注浆，直至单孔完成. 4、若遇到钻孔异常时采用前进式注浆直至设计深度完成单孔的注浆。 5、先上后下，先无水孔后有水孔 ，先上游（地下水)后下游顺序进行。 3.4主要注浆参数
注浆参数经现场试验后确定,并在现场施工中不断完善调整，以满足施工要求.以下2个工程的主要现场施工参数:
1、注浆深度5～13m。
2、注浆管直径Φ48mm，注浆孔直径73mm。 3、浆液扩散半径：0。8m.
4、浆液凝结时间:20s～30min。
5001000
5、注浆压力一般不超过0。5Mpa。（管线附近，应控制在0。3MPa以内） 6、注浆循环段长12m，搭接3m。 7、隧道开挖循环段长8～10m。 3。5工艺控制原则
1、胶凝时间的控制,分割分区时采用快凝，早强原则控制，先序孔快，后序孔慢，有利于浆液在有效区域内的扩散。
2、注浆量，原则是先控量，后控压，即先序孔以定量为先决，后序孔以压力控制为先决。 3、隔孔跳孔施工，互为检查孔原则，即后序孔施工时。通过钻孔情况，判定先序孔注浆效果,为合理调整浆液配比及选择浆液类型提供科学依据。 4 主要施工设备配置
［机械] [器具] ［其他］
TXU—75A型钻机2 台 旋转二重管 排水处理装备 SYB—60/50型注浆泵2 台 注浆液混合器 测定器具 SJY—双层立体式搅拌机1台 喷头 凝胶时间测定仪 逆止阀 消音器帷幕设计
设备系统图 图4—1
5、注浆效果检测
（1)注浆施工结束后，通过注浆体内钻孔，用压水或抽水等办法测定地下水流量及渗透系数,不合格者需进行补充注浆。检查孔的数目约为总注浆孔数的5~10％.经现场测定，现场开挖掌子面岩层渗透系数为2.2×10—5～2.8×10—6cm/s，达到了注浆截水帷幕的目的.
（2)通过钻孔，从注浆土体内取出原状样品，送实验室进行必要的试验研究。实践经验证明，通过这类检测可得出下述几项重要的物理力学性能指标,能对注浆效果作出比较确切的评价:
＊样品的密度；
＊结石的性质；
*浆液充填率及剩余孔隙率； ＊无侧限抗压强度及抗剪强度； ＊渗透性及长期渗流稳定性;
＊采用挖探或其他方法检验止水加固效果。
经过现场采样测试，注浆加固后的土体的强度均不小于1。1mpa，在局部甚至出现了强度很高的固结体：（参见右图5—1）。
1
（3)变形监测
监测项目包括地表沉降和隧道内的净
空收敛。地表沉降点共这充分说明了基底水平注浆截水帷幕的可靠性，确保了工程施工期间路面的安全稳定。以下为典型观测点的沉降曲线：
2 10-1 -2-3 -4-5 -6-7 -8-9 Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8 图5—1 路面沉降观测曲线图
6月2日6月9日7月7日5月19日5月26日6月16日6月23日6月30日7月14日7月21日6 结束语
在隧道施工中采用水平注浆止水帷幕是一种十分有效的方法，该措施能在隧道周围1.5m范围内形成有效止水层，前方地下水可通过有效措施引出，有效预防流沙及塌方事故的发生。但现场应用中还有注浆材料选择、成本降低等问题需要有效解决，这将是我们下一步研究工作的重要内容之一。
参考文献：
【1】程吉泉，高喷止水帷幕在深基坑支护中的应用，第十届全国结构工程学术会议，2001年10卷 【2】张淮，施工竖井采用高压旋喷墙截水施工技术，铁道建筑,2002年第08期
【3】张民庆 张等，注浆效果检查评定技术与应用实例，岩石力学与工程学报 2006 25
7月28日8月4日
