隧道注浆加固技术及质量控制措施分析

隧道注浆加固技术及质量控制措施分析

吕荣兵

吕荣兵

云南交投集团云岭建设有限公司云南昆明650200

摘要：伴随社会经济的发展进步，隧道工程施工项目也逐渐增多，不同的地质条件对于隧道施工具有不同的技术应用要求，应用注浆加固提升施工地域地质结构的稳定性，是保证施工安全和工程质量的重要手段。本文浅析隧道注浆加固技术及质量控制措施。

关键词：隧道；注浆加固技术；质量控制

引言

隧道岩溶的危害已引起国际社会的普遍关注，已经成为一个亟待解决的问题。在处治隧道岩溶中无疑注浆加固是应用最广泛的技术之一，目前对于岩溶的注浆处治个案比较多，但是系统的总结注浆加固的机理、工艺、设计、施工及理论数值计算分析文章还比较少。本文从注浆加固技术的作用入手，展开研究分析。

1注浆的作用

1.1防渗

注浆时，浆液被高压注入岩土体中的裂隙中，减少了岩体的空隙率，降低了岩体的渗透性，消除或减少地下水的渗流量，降低工程场压力或空隙水压力，提高岩体的抵抗渗透变形能力，起到了防渗的作用。

1.2堵水

注浆浆液凝固后，封堵了岩土体中的裂隙，截断了岩体中的水流通道，提高其防水性，使之形成一定厚度的止水圈，起到了堵水作用。

1.3固结

改善岩土或结构的力学性能，恢复其整体性。

1.4提高围岩的承载能力

浆液渗透凝固后，降低了岩体的空隙率，改善岩体的内聚力和内摩擦角等力学参数，提高了岩体的力学性能。

1.5改善支护衬砌受力条件

通过注浆，可以充填隧道衬砌背后的大空洞和大空隙，起到了改善支护衬砌受力条件的作用。

2注浆法的工艺特点

该技术是采用液压或气压等手段，将一些能够和岩土Tl好结合成整体的浆液灌注到岩石的孔隙和裂缝中，进而实刀提高岩体的物理特性。目前，注浆方法很多，其分类没有一定的标准，按注浆材料的不同，可分为化学注浆、水泥注浆、粘土类浆液注浆；按用途的不同，可分为加固注浆、防渗注绪以及基础托换注浆；浆液的渗透方式可分为充填注浆法、招透注浆法、挤密注浆法和劈裂注浆法。此外，近几年，在土振注浆中又出现了高压喷射注浆、旋喷注浆等注浆法，丰富注浆内容的同时也扩大了注浆法的应用范围。注浆法与李他方法相比，主要工艺特点如下：（1）设备少，工艺简单；（2）生成长久有效的挡水帷幕，提高支护作业环境；（3）对于含刁层和浅薄砂层施工而言，都可以用注浆法进行防水堵漏和力固处理，同时能够使用于处理断层碎裂带；（4）可作为各孔沛井道稳固内壁和封堵刃脚的有效手段。注浆法主要应用在：竖井和盾构始发的围岩防水及力固、加固盾构切削面、背后充填注浆及盾尾同步注浆加固固地表沉降、注浆排气及注浆隔绝环的形成、曲线顶管转弯交地层抗办的提高、沉管隧道基础防渗和加固、掌子面超前汇浆防水加固和加固边仰坡、软弱围岩隧道先注后挖法往浆力.固、塌体的注浆加固、辅助工法的注浆加固等。

3岩溶隧道注浆加固技术分析

3.1钻孔环节

进行注浆加固技术应用，首先需要在施工作业面进行科学测算，设置合理且可操作性的点位，以保证后序施工环节的有序开展，确定点位之后做好标记，便对钻机的角度进行调整和固定。钻孔技术应用的初始阶段，需要应用轻缓的施压方式，钻速尽量放低，保证钻孔的角度以及推进方向都能够按照施工设计方案进行，同时对钻孔位置以及施工作业流程进行记录，一旦发现异常工作情况，及时停止作业，并向上级管理单位进行反馈。

3.2孔口管安装

首先使用钻机进行引导孔洞钻孔，插人直径Φ50导管，外凸25公分左右，管道和孔口连接处用麻丝塞实，然后向孔内注人浆液凝固，孔口管主要功效为引导作用，故安装过程中一定要把控好角度，并且保证安装牢靠结实。在无地下水地域，使用干硬性砂浆进行灌注；地下水位较高地段管口铺设时，使用掺有高效防水剂的砂浆拌合物来固定导管，使用时要将两者均匀拌合，填装进多个袋子中，将其塞进出水孔里，并将孔口密封，压入孔洞内部，将装有混合料的袋子压破，使得拌合物遇水成浆，使之迅速流人导管和孔洞内壁中间并凝固，进而将孔口稳固。

3.3注浆之前需要进行水压试验

管道接通之后，需要在注浆之前对管道的密封性进行测试，应用加水试压的工作方法，同时能够应用水压对岩石的缝隙进行清洗，为浆液的流通拓展路径，使浆液在岩石缝隙中能够更好的渗透和凝固，提升岩石结构的紧密程度。

3.4制浆

注浆用的浆液经过搅拌机充分搅拌均匀后才能开始注浆，并应在注浆过程中不停地缓慢搅拌，使其均匀拌和。但搅拌时间也不能过长，因为浆液的粘度与搅拌时间成正比，结石强度却与搅拌时间成反比，搅拌时间过长会造成水泥水化形成的凝胶结晶结构产生破坏。

3.5注浆

安装灌浆机进行水泥灌浆，达到灌浆结束压力后稳压，结束灌浆。待凝后，对第一钻段进行扫孔并钻至第二段次深度，成孔后清孔，进行水泥灌浆，达到灌浆结束压力后稳压，结束灌浆。依次进行至最末段次的钻孔、灌浆。水泥灌浆参数：水泥浆水灰比为；采用自上而下分段灌浆。单孔灌浆压力及结束标准：灌浆压力为，依灌浆段次、深度及现场灌浆情况调整各段次灌浆压力。灌浆完成后，将孔口管切除，在注浆管中灌满水泥浆，采用环氧砂浆进行封孔处理。注浆结束标准可采用浆量控制与注浆压力控制，具体根据施工情况进行调整。施工过程中，严格控制施工机具、设备不侵限。如遇大涌水、涌砂，则采用棉纱和木屑进行应急封堵处理。单孔注浆时，应确保邻近注浆孔的闸阀开启，进行排水、排气。

3.6确定注浆结束的标准

确定注浆作业技术有科学的标准规定，当注浆的压力达到最高压力值，并且在此压力状态中连续工作十分钟以上，同时其注浆速率不大于每分钟20L，则能够确定注浆作业结束，每个注浆孔在结束注浆之时，都应当满足相应的施工标准。

4注浆加固技术应用的质量控制措施

4.1有效的质量控制

进行注浆法的施工作业，需要保证各级技术以及管理部门都能够明确自身的工作职责，并能够将工程质量控制进行明确的划分，根据其工作细节问题，签订责任书，保证施工管理职责以及技术能够落实到位。施工材料是保证工程质量的关键因素，工程原材料在应用之前需要进行严格的质量检测，避免为经过检测的材料进驻到施工场地，同时保证各施工工序的切实执行，应用技术作为质量的基础保证。

4.2施工控制中的技术保证

施工之初，项目负责人应组织施工作业人员和管理人员细致研究设计文件，掌握设计目的，确定施工过程中的重点及难点技术，并进行技术交底。钻孔机械钻孔时应保证钻孔角度准确，该施工环节常用测斜仪检测钻孔倾斜程度，如有超出规定，应进行更正。

4.3做好施工监测

施工时，为了确定加固抬升的效果，在加固区两端分别延伸10m设置3条监测线，监测线采用轻质尼龙细线，并在发生沉陷的4块板上间隔4m设置6个监测点。施工时，每隔一定时间（路面未发生抬升时10～15min一次；发生抬升时每5min一次）测量路面板到测绳的垂直距离，从而判断抬升的效果。注浆加固是一项隐蔽工程，其地质条件的复杂性决定了其施工的难度，因此必须有科学的施工工艺、材料配方和先进的施工机械作后盾，同时亦必须强调施工经验的重要性。本工程的成功实践，得到了甲方、设计方、监理方有关专家及项目部技术人员的指导和监督。

4.4安全保证

施工安全是工程项目建设关注的重点问题，隧道施工需要建立专门的安全监管部门，针对施工作业安全进行实时监察，根据各施工环节的技术应用特点，制订安全管理责任制度，保证制度建设内容能够全面落实到位。施工单位需要对员工进行安全管理培训，使施工人员不仅能够具备专业技能，同时还能够强化个人的安全作业意识。在施工人员完成岗位培训考试之后，方能够进入工作岗位从事相关工作。在施工作业过程中应用到新型施工设备或者新工艺技术时，都需要针对相应的工作人员进行针对新工作内容的安全培训，保证工作人员能够安全正确操控设备和落实技术应用。

结语

隧道注浆加固技术是现代隧道建设中应用较为广泛的施工方法，加固法技术应用的有效落实是保证项目施工质量的关键因素，相关施工单位需要基于功能性、适应性、可实施性、经济适用性、环境保护等问题进行综合考评，确定其技术的应用方式，并需要保证技术应用环节的质量安全问题，并通过质量控制、技术保证、安全保证以及防护保证等方式，保证施工安全和工程的质量，有助于促进隧道工程施工水平的提升。

参考文献：

[1]鞠丽艳，倪佳.关于盾构法隧道注浆防水及加固技术的应用分析[J]。中国建筑防水，2015（24）：21-24.

[2]朱相乾，钟志全.盾构隧道底部注浆加固技术田.建筑机械化，2018（5）：53-55.