摘要：经济的发展，城市化进程的加快，促进个高速公路建设项目的增多。高速公路隧道建设中，如果埋深较浅，则围岩容易失稳，在开挖中产生冒顶或坍塌等事故，威胁施工安全。对此，应采取注浆加固技术进行处理，提高围岩稳定性及整体强度。本文就高速公路隧道浅埋段地表深层注浆施工技术展开探讨。
关键词：高速公路隧道；浅埋段；深层注浆加固
引言
地表注浆施工技术是近年高速公路隧道施工采用的新兴技术，将注浆浆液注入围岩孔隙或岩石裂缝中，改善土体的物理力学性能，具有加固软弱底层、改善底层性质的特征。将该技术用于高速公路隧道浅埋段施工中，不但能有效解决施工难题，还能改善隧道围岩结构状态，且具备良好的经济指标。
1工程概况
某高速公路隧道经勘查发现地表植被不茂盛，覆盖层厚度较大，地势高陡，地形有很大的起伏，实际高程在1002～1152m之内，埋深的最大值在146m左右，最小值为2m。工程起讫桩号为DK500+516—DK502+677，总长约2162m。隧道中纵坡分别为1%和0.3%。该隧道和临近既有隧道之间有40m左右的间距，出口处130m区域内的线间距，从最初的30m渐变到15m。隧道洞口处的实际埋深在2m左右，出口和临近隧道出口相距很近，并且在既有隧道的出口段，还设有一处用于通风的横洞。隧道范围内露出地层以上更新风积黏质黄土与侏罗系砂岩夹页岩为主，分布有大面积黏质或砂质黄土，湿陷类型以非自重为主，I级至II级，该层的厚度在10m左右。区域地表水位不高，主要为孔隙潜水，由临近河流及大气降水直接补给，水质状况良好，不会对圬工造成侵蚀。从当地气象站的统计资料可知，该隧道所在地区气候为半干旱性气候，冬冷夏热，四季变化分明。该隧道的围岩分为三种：即V级、IV级与III级。进口处覆盖层实际埋深相对较浅的位置存在V级围岩，土质主要为红黏土，而其他洞段主要为IV级围岩或V级围岩，对于IV级围岩，主要是页岩夹砂岩，少见土石交界与红黏土，而III级围岩以砂岩及页岩为主。V级围岩分布在DK501+826—DK502+076段落，该段覆土层厚度相对较小，且隧道整体埋深也很小，局部不超过3m，建有大量房屋。现围绕本隧道实际情况，对其浅埋段地表深层注浆加固技术进行深入分析。
2地表深层注浆加固施工方法
2.1注浆材料
注浆施工前需全面了解工程特征，比如：工程的地质条件，周围的环境特征，水文地质，工程工期。在浅埋段地表钻探取样时，要科学选择注浆形式。一般情况下，注浆材料是由多种材料组成，要求施工人员选择合适的注浆材料，满足加固需求。
2.2注浆范围的确定
按照设计要求，结合图纸优化实际情况，在指定的施工场地内，用桩准确标示出需要进行注浆加固的具体范围。
2.3注浆试验
分析施工现场的环境条件，注浆试验点位的布设，应该选择具备代表性的断面。首先钻孔作业，然后取出岩芯，最后进行清洗。压水试验期间密封管口周围，根据结果确定施工配合比，详细记录底层基注浆的压力值、扩散半径等数据，为后续注浆施工提供依据。
2.4孔位布置
在圈定的注浆加固范围之内，以1×1m的间距对注浆孔进行布置，呈梅花形布置。孔位布置完成后，监理工程师应对其进行检查，确认无误后进入下一道工序。
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2.5钻孔施工
布置孔位，采用XY-100型钻机钻孔，钻机就位后，调整钻杆的垂直度；开钻时使用套管定位，泥浆护壁成孔；钻孔时开始低速钻进，待钻机正常钻进（进尺0.5m左右），钻机速度可以调至正常速度；在沟谷地段上层钻孔时为了避免坍孔，可以用地质钻机跟管钻进，钻机钻头为冲击偏心器，并且在偏心器上装套管，直到不易坍塌的岩石层停止，然后改换潜孔冲击钻头钻到标高；及时清空以保证注浆通道顺畅。钻孔过程中，需要及时记录各个钻孔取出的岩芯和长度，分析岩样以进一步确定岩层厚度以及注浆长度。
2.6注浆
在注浆前，应先开展压水试验，据此检查管路之间的连接是否牢固；管路的耐压是否合格，是否存在漏水等情况；并对注浆参数进行检验，确认是否合理，对岩层的吸水量进行测定，明确浆液指标，如初始浓度与凝胶时间；预先测定压力损失，并确定最终的注浆压力。通过注浆，使岩层裂隙当中的填充物质排出到作业范围之外。
2.7注浆的注意事项
（1）施工人员在进行钻孔时，一定要注意控制好钻孔的垂直度，这样才有利于下袖阀管。（2）封堵好孔口管段，不能让浆体流出来，从孔底注浆，单次注浆段的控制在0.4～0.8m的范围内。首段注浆完成之后，利用止浆工具提至二段接着注浆，直至该孔注浆完成。注浆时先注水2～3min，使围岩孔隙通畅，然后注水泥浆3min左右到正常后，迅速将吸浆龙头分别放入水泥浆桶、水玻璃桶，双液注浆。达到注浆设计标准时，先停水玻璃泵，后停水泥浆泵，清水清洗管路，以防止堵管现象。（3）按试验室设计的浆液配比注浆，也可根据注浆情况适当调整；（4）按注浆施工工艺进行，现场人员需要配合好，及时调整好注浆速度，并且注意压力表的变化。（5）万一在注浆过程当中有堵管现象的出现，要马上进行分析，找到哪里出了问题。可能导致堵管现象的原因有：浆液里的固体物质过大、浆液的浓度过大、浆液在灌注的过程中发生了初凝现象、泵缸体被浆液堵塞了、注浆管不注意折弯了等等原因。（6）若发生串浆孔位现象，要马上进行封孔处理，调节注浆的压力和速度，按照孔位的顺序，使用隔孔注浆的方式施工。（7）若发生不能提升注浆管的现象，则要注意查看注浆管的丝扣有没有脱落了，注浆管下方的止浆塞此时是不是配套，如果有问题的话要马上进行更换。（8）注浆施工的过程中，应当做好记录并对照之前的数据，检查、核对好每一个孔的注浆压力以及注浆量，如果达不到设计要求的，务必要及时地做好补注工作，以确保注浆质量。
2.8表深层注浆加固质量控制
（1）保证注浆孔深度及角度，加强现场的钻孔记录，为达到理想注浆效果打下坚实基础。（2）按照之前的技术交底进行规范作业，按正确流程组织施工，加强现场记录，保证注浆孔口和管壁完全密封，以免发生跑浆。在注浆开始时，应减小流量，防止对浆液的渗透通道造成堵塞，达到注浆标准时，检查注浆压力及注浆量，确认合格后结束注浆。（3）注浆完成后，对钻孔及注浆的现场记录进行深入分析，判断注浆效果是否满足要求，如果不满足，则要进行补注。（4）如果在进浆量很大的情况下，注浆压力始终未能升高，则要对浆液的浓度进行调整，缩短其凝胶的时间，以较小的泵量和降低的压力进行注浆，确保浆液能够停留在岩层裂隙当中；个别情况下也可进行间歇注浆，但要控制好停顿的时间，不可超出凝胶的时间。（5）如果注浆时发生跑浆，则要调整凝胶时间，以较小的泵量和较低的压力进行注浆，促使浆液能够较快的凝固，将裂隙完全堵塞，建议使用双液浆。
结语
地表深层注浆施工技术作为公路施工的新型技术，具有加固结构的特征。将其用于高速公路隧道浅埋段的施工中，能有效加固隧道围岩结构状态，改善围岩的不匀衡性形成整体，提高速隧道施工过程中的安全性，切实降低施工风险，地表深层注浆施工技术在公路隧道施工的应用前景将会十分广泛。
参考文献：
［1］杨秀星．高速公路隧道浅埋段地表深层注浆施工技术的分析［J］．低碳世界，2017，14（7）：165-166．
［2］冯志红．高速公路隧道穿越特浅埋段施工技术［J］．建筑技术开发，2017，44（1）：48-49．
论文作者:陈创业
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/24
标签：注浆论文; 隧道论文; 围岩论文; 浆液论文; 钻孔论文; 地表论文; 高速公路论文; 《基层建设》2019年第3期论文;