帷幕注浆在秦岭隧道斜井中应用分析

摘要：本文阐述了钻注一体机帷幕注浆在穿越涌水涌泥不良地质段的应用。

关键词：秦岭隧道斜井 涌水涌泥 围岩探测 帷幕注浆

Abstract: this article expounds the curtain grouting drill note body through the gushing water and mud bad geological period of application.

Key Words: the qinling tunnel gushing water surrounding rock slope mud detection curtain grouting

中图分类号：U415.6 文献标识码：A 文章编号：

1工程概况

西商高速秦岭特长隧道为沪陕线西安—蓝田—商州高速公路的控制性工程，左线长5435m,右线长5440m,双向六车道,由于主洞地质条件较差,施工进展缓慢,为减小工期压力,增设秦岭隧道1#斜井.斜井总长755.57m,设计为下坡,平均坡度9.9%,建筑限界为8.3×7.4m.

2地质条件

秦岭隧道斜井于2011年6月施工完毕,地质条件复杂多变,其中XK0+440

-695段全部为泥质围岩夹强风化石英砂岩,裂隙水水量较大,涌水涌泥现象多次出现.2011年3月23日秦岭隧道斜井施工至XK0+670，掌子面再次出现涌水涌泥,每小时20m3左右.

3围岩探测

秦岭隧道斜井施工至XK0+670出现涌水涌泥后采用TSP超前地质预报与水平钻取芯两种超前探测手段相结合方法,探明前方地质情况：其中XK0+670-

XK0+677段为粘稠流体状泥浆,底部为强风化石英砂岩;XK0+677-XK0+692为塑态泥质围岩，含水量较大;XK0+692-+700为中强风化石英砂岩,探明地质情况后制定针对性技术方案：钻注一体机高压帷幕注浆.

4 帷幕注浆方案

XK0+670-XK0+700采用钻注一体机全断面帷幕注浆加固,纵向加固长度30m,环向加固范围隧道开挖轮廓线5m,共计钻孔54个,如图1所示.

图1帷幕注浆孔位布置图

4.1止浆墙施工

止浆墙施工之前采用泥浆泵与运输罐车将泥浆逐步清理干净,在距掌子面0-2m处设置集水坑,安装泥浆泵将不断涌出的水与泥浆抽至罐车内.距掌子面3-6m处设置C30现浇混凝土止浆墙.止浆墙施做首先要开挖基础,深度0.5m，基础开挖完毕后采用水泥砂浆铺底10cm,防止注浆过程中浆液在止浆墙底部流出;再将基础上方边墙及拱顶喷射C20混凝土采用风镐刷掉15cm左右.支立模板采用泵送C30混凝土浇筑止浆墙,浇筑前预留3个泄水孔,泄水孔采用φ110钢管,设置在止浆墙底上50cm处.

4.2导向管安装

止浆墙混凝土强度达到设计强度70%以上时按照设计注浆孔的位置与角度布置导向管.导向管采用Φ101mm钻头成孔,安装Φ89钢管,管套与孔壁之间填塞环氧树脂粘接,导向管在止浆墙侧外露20-30cm.

4.3钻注一体机钻孔

钻孔前将导向管按照施工先后顺序编号,先内后外,先下后上.钻孔采用RPD-75SL钻注一体机,Φ63mm钻头成孔.钻孔过程中做好记录,记录事项：孔号、钻孔深度、围岩变化、涌水涌泥量大小,根据记录情况进一步分析地质情况,作为下一步注浆、支护技术参数的依据.

4.4高压注浆

本次注浆采用钻注一体机后退式注浆，相对于传统的大管棚注浆该注浆方式更适合此地质条件,注浆设备：钻注一体机1台,型号RPD-75SL;煤矿用液压注浆泵2台，型号2ZBYSB-200-50/5-15-37,流量50-200L/min,最大注浆压力15MPa;水泥浆搅拌机4台,每台容量300L;水平钻一台。注浆参数：注浆采用超细水泥-水玻璃双液浆，水泥例浆水灰比0.8:1-1:1，水玻璃与水泥浆体积比0.9：1-1:1，水玻璃浓度控制在30-40Be.双液浆凝结时间1-3分钟,注浆压力30-22段设计终压2.0-3.0MPa,22-7m设计终压3.0-4.0MPa,7-0m设计终压4.0-5.0MPa.

4.5施工工艺

将注浆机及搅拌机水平放置,检查设备运转是否正常,检查注浆管是否通畅,一切正常后将两根注浆管分别接入注浆泵出浆管.根据设计配合比搅拌好水泥浆,打开止浆阀,启动注浆泵注水泥浆1min左右,查看是否存在冒浆现象，如有则采取堵漏措施.检查完毕开始注双液浆，注浆采取后退式注浆,达到设计压力后将注浆量逐步调小,将注浆压力维持10min以上,且进浆量小于10L/min时退钻，每次退钻长度根据围岩情况调整,一般控制在1.5-3.0m之间.退钻至原掌子面位置后，清洗管路，关闭阀门,待双液浆初凝后退出钻杆进行下一孔钻探.每孔的注浆作业一般应连续进行到结束,不宜中断,应尽量避免因机械故障、停电、停水、器材等问题造成的被迫中断,对于因实行间歇注浆,制止串浆冒浆等而有意中断，应先将钻孔清理至原深度以后再行复注.

4.6注浆情况

自2011年4月15日正式开始钻孔注浆,5月5日结束历时20天.由于前方围岩主要为流体状、塑状，钻孔过程中涌水涌泥比较严重,注浆量较大,注浆压力上升较慢,随着注浆的进行,地层得到逐步改良,空隙率和含水率逐步减小,后期施工的注浆孔注浆量逐渐减小,注浆压力上升较快.

4.7注浆效果

注浆效果检查采用水平钻取芯检查方法,根据注浆情况,选择可能注浆效果较差的部位布设检查孔.本次共抽查4孔,抽检情况如下：0-22m全部为硬质泥岩，水泥块较多,基本无裂隙水;22-30m为强风化石英砂岩,局部可见水泥块,裂隙水水量较小.

5结束语

XK0+670-XK0+700段施工完毕后,为防止初期支护上方水压力过大,导致初期支护产生挤压变形，环向布设长6m间距1.0×1.0m的Φ50×5mm泄水钢花管.钻注一体机深孔高压帷幕注浆是处理涌水涌泥等地质灾害一种行之有效的手段，是西商十五标秦岭隧道斜井能否顺利贯通的关键所在。

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