维普资讯 http://www.cqvip.com 铁２００６年第４期 道建筑 ２９ Ｒａｉｌｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 文章编号：１００３．１９９５（２００６）０４．００２９．０２ 齐岳山隧道深埋动水溶腔注浆堵水加固施工技术 刘丽花 ，骆文学 （１．北京交通大学，北京１０００４４；２．中铁十二局集团二公司，太原０３００３２） 摘要：清水注浆是国内隧道施工比较前沿的施工技术，此前尚未见有成功的实例。文章介绍了封堵齐岳 山隧道ＤＫ３６２＋０６０溶腔的施工方法：衬砌外５ ｍ径向注浆和超前周边帷幕预注浆。 关键词：深埋动水溶腔注浆堵水注浆加固 中图分类号：Ｕ４５７ ．２；Ｕ４５７ ．３文献标识码： Ｂ １工程概况 齐岳山隧道是宜万铁路全线的重点、难点和控制 通过理论计算和工程类比，依据“以堵为主，探灌 结合”的原则，对ＤＫ３６２＋０６０．４一ＤＫ３６２＋０６５处溶腔 段进行注浆设计。设计注浆段为ＤＫ３６２＋０５５～ＤＫ３６２ 性工程，隧道全长１０ ５２８ ｍ，在正洞左侧３０ ｍ设有平行 导坑一座，平导左侧２０ Ｉｌｌ设有泄水洞一座（全长 １ １６５ ｍ，顺坡施工）。ＤＫ３６１＋２５５一ＤＫ３６４＋９００段是 齐岳山隧道进口段，由中铁十二局承建。 隧道进口段位于灰岩地层，属岩溶发育地段，穿越 ＋０７０，注浆段总长１５ ｍ。其中ＤＫ３６２＋０５５一ＤＫ３６２＋ ０６０段采用衬砌外５ ｍ径向注浆；ＤＫ３６２＋０６０一ＤＫ３６２ ＋０７０段采用超前周边帷幕预注浆，加固范围为衬砌 外３ Ｉｎ，注浆设计参数见表１。 表１注浆参数表 项 目 齐岳山背斜和箭竹溪向斜，最大埋深６７０ ｍ，工程和水 文地质异常复杂。地表有大小天坑２０多处，发育有ｌ０ 径向 注浆 超前帷 幕注浆 项 目 径向 注浆 超前帷 幕注浆 条断层，存在大规模高压突（涌）水、突泥、高地应力引 发的大变形和岩爆、煤层、瓦斯及天然气等许多不良地 质灾害现象，尤其是断层附近及暗河地段可能会出现 加固范围 轮廓外５ ｎｌ 轮廓外３ ｍ 钻孔直径／ｒａｍ 扩散半径，ｍ １．７ Ｉ，７ ５Ｏ 终孔≯９０ 注浆终压／ＭＰａ Ｉ，５—２．０ １．５—２．０ 大区域的突泥、突水。全隧道设计最大涌水量预测为 ７４．３万ｒｎ３，ｄ，设计正常涌水量为１７．６万ｒｎ３，ｄ。 开孔间距，Ｈ ３．０×２．６ ３．２注浆材料 ２超前地质预报 根据２００４年ｌ０月１５ １３ ＴＳｔｒ２０３超前地质预报结 果：ＤＫ３６２＋０５８～ＤＫ３６２＋０６５段围岩软硬互层，节理 根据注浆加固要求和注浆体充填性、耐久性、抗水 压的需要，选择强度高、凝胶时间短的ＴＧＲＭ单液浆、 普通水泥一水玻璃双液浆和普通水泥单液浆，考虑到 成本等方面的因素，以普通水泥一水玻璃双液浆（ＣＳ 浆液）为首选，当吃浆量大或注浆压力长时间不上升 时，可采用普通水泥单液浆。同时根据施工情况调整 浆液配合比，以控制浆液扩散范围。注浆材料的选定 及优化见表２。 裂隙发育，局部有水；２００４年ｌ０月１６日在ＤＫ３６２＋ ０５７掌子面红外探测显示前方２０ ｍ范围内可能存在含 水构造。根据以上情况决定在掘进过程中加强５ Ｉｎ超 前探孔的探测。２００４年ｌ０月１７ １３凌晨３：００，当掘进 至ＤＫ３６２＋０６０处时，掌子面右侧一５ ｍ超前探孔钻探 至２ ｍ时出现钻探孔涌水，单孔涌水量约６０ ｒｎ３，ｈ，水 ４钻子Ｌ注浆施工 ４．１径向注浆 质澄清，喷距为１３ ｍ。根据涌水情况决定对ＤＫ３６２＋ ０６０处掌子面采用超前钻探、地质雷达等手段进行补 充勘探，表明在ＤＫ３６２＋０６０．４ ＤＫ３６２＋０６５段为一沿 径向注浆采用￣５ｏ ＩＴｌｍ钢花管，管长为５ ｍ。采用 全孔一次性注浆方式，采取跳孔、跳排的注浆顺序充填 层面发育，形状为左宽右窄、从右向左斜向上发育的宽 张溶蚀裂隙形态，该腔体最高水压达０．３６ ＭＰａ。 开挖轮廓线外５ ｍ范围内岩溶腔体及裂隙。注浆结束 采用定压、定量相结合，以定压为主的原则进行注浆控 制。设计单孔注浆量为０。０５—１，００ ｍ ，注浆终压为 １．５ ２．０ ＭＰａ ３注浆设计 ３．１注浆 维普资讯 http://www.cqvip.com 铁道建筑 Ａｐｒｉｌ，２００６ 表２注浆材料的选定及优化 水玻璃的优选 水泥浆水灰比（ ，ｃ）的优选 水泥浆（ＩＦ／Ｃ＝０．６）：水玻璃（３６眦） 凝结 水玻璃／Ｂ６ 水泥浆（ｇ＇／Ｃ） 凝结时间／ｓ 水玻璃／Ｂ６ 水泥浆 凝结时间，８ （体积比） 时问，ｓ ３６ ０．７ ５０ ３６ ０．４ 无法搅拌 ｌ：０．４ ｌ８ ３４ ０．７ ３５ ３６ Ｏ．５ ３２ ｌ：０．５ ２ｌ ３２ Ｏ．７ ３３ ３６ Ｏ．６ ３３ ｌ：０．６ ２２ ３０ Ｏ ７ ２８ ３６ ０．７ ３５ １：０．７ ２５ ２８ Ｏ．７ ２６ ３６ Ｏ．８ ３６ ｌ：０．８ ２９ ２６ Ｏ．７ ３２ ３６ Ｏ．９ ４２ ｌ：０．９ ３２ 优选水玻璃为３６Ｂ６ 优化水泥浆水灰比为０．６，凝结时间３３ ｓ 选定水泥浆：水玻璃＝Ｉ：Ｏ．５ ４．２顶水灌注回填注浆 ｍｍ（深２ ｍ），安装直径为１０８ ｍｍ孔口管，孔口安装 利用超前探测孔（见图１）进行顶水注浆，试图将 ＤＮ１５０楔式暗杆闸阀，钻孔直径 ９１ ｍｍ。钻孔布置见 水流顶回原管道。注浆以普通水泥单液浆为主，以普 图２。 通水泥一水玻璃双液为辅。严格控制注浆施工配合比 对注浆施工来说至关重要，理论的配合比如何转化为 实际的配合比是注浆的关键步骤。为了严格地控制施 Ｏ 『Ａｌ６Ｏ １ Ａ１５Ｏ 工配合比，水泥浆的配合比采用固定用水量，然后反算 线ｆ隧 使用水泥数量。水泥浆与水玻璃配合比采用调整注浆 路！道 Ａｌ４ｕ ．． 中Ｉ中 Ａ［３０ 泵吸浆量的方法进行控制。４ 、５ 钻孑Ｌ探明溶腔内为 线Ｊ线ＡＩ２承压清水，连通性极好，ｌ０月２７日１７：００开始对４ 、５ ； －， 两钻孑Ｌ进行顶水注浆，按单液浆（水灰比 ：Ｃ＝０．５： 图２超前帷幕注浆钻孔布置图 １）一双液浆（水灰比 ：Ｃ＝（０．６：１）～（０．８：１），水泥、 水玻璃体积比Ｃ：Ｓ＝１：１）一单液浆一双液浆的顺序 ５注浆效果检查 进行，每个钻孑Ｌ设孑Ｌ口管并安装ＤＮ１５０楔式暗杆闸阀 据注浆情况，选择涌水量较大且可能存在薄弱环 止水。１１月２日注浆总量达到２１３ ｔ后，检查孑Ｌ内出清 节的注浆部位布设检查孔。检查孑Ｌ垂直于开挖面布 水，停止注浆。 设，终孔长度超过注浆加固段《５ ｍ，对注浆段取芯检 查注浆效果，非注浆段需检查注浆堵水是否会引起水 路转移。共施作检查孑Ｌ １０个，其布置形式和注浆孔相 对应。所取岩芯中有浆液结实体的碎块存在，说明浆 液已完全固结，且具有一定强度。检查孑Ｌ在钻进过程 中有少量渗水，放置４８ ｈ后渗水量没有明显增加，这 表明检查孔部位已被浆液完全固结，达到止水的目的。 ６开挖取样分析评定 开挖过程中采用微弱爆破全断面开挖方式，开挖 图１超前探子Ｌ布置圈（单位：ｅｍ） 过程中围岩稳定。开挖揭示后对固结体现场取样，测 ４．３超前周边帷幕注浆 试部分结实体抗压强度，单轴抗压强度达到８．５８ ＭＰａ。 １）止浆墙的施工 为了保证注浆快速、安全地进 根据开挖揭示的浆液固结情况及现场采取的固结体抗 行，ｌ１月２日在掌子面处采用Ｃ３０混凝土施工一厚为 压强度结果分析得出其注浆效果良好，对安全施工及 ３ ｍ的止浆墙，以防止岩盘崩溃和注浆期间出现大量 今后类似地质灾害体的施工提供了可借鉴的经验。 漏浆、渗浆的情况。 ２）钻孑Ｌ施工 钻孑Ｌ采用ＸＹ．２ＰＣ型工程地质钻机 修回日期：２００６—０１—０６ 进行施工，历时４ ｄ（１１月４日－－８日）。开孔直径｛ｌｌｌ０ （责任审编 白敏华）
