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摘要：隧道钻孔注浆施工关系到整个工程的质量。在实际施工中，应根据隧道水文地质情况选取适合的注浆方案。本文结合羊角一号隧道施工实践，对隧道钻孔注浆技术进行讨论。
关键词：隧道；钻孔注浆；施工要求
一、工程概况
羊角一号隧道为重庆至贵阳线扩能改造土建5标工程，隧址位于重庆市綦江县境内，进口位于安稳镇观音桥，出口位于安稳镇崇河村，属中低山丘陵地貌，中心里程D1K111+625.5，全长5727m，进出口端均位于直线上，洞身D1K108+947.810～D1K113+990.167段位于R=7000的右偏曲线上，其余地段均为直线，全隧为单面上坡，设计纵坡为7.0‰、17.2‰。
二、水文条件
隧道穿越一系列不同时代的地层，根据隧区地层岩性及其组合特征、地下水赋存条件、水理性质和水利特征，可将隧区地下水类型划分为：松散堆积层孔隙潜水、碎屑岩空隙裂隙水、碳酸盐岩溶水三种类型。
四、施工程序及工艺流程
1、施工程序
⑴超前预注浆采用科萨C6钻机钻孔，开孔直径φ130mm，终孔φ90mm。
⑵采用φ130mm开孔钻至2.8m后，安设并固结、锚固孔口管。孔口管采用φ108mm，δ=6mm，L=3m热扎无缝钢管，前端焊接法兰盘。为防止钻进过程中突发涌水，钻进前应在孔口管上安设好后安设高压防水球阀。
⑶超前预注浆采用前进式分段注浆工艺，分段长度为1～5m，实际分段步长可根据地质情况进行适当调整。
⑷注浆顺序采取间隔跳孔的方式，按顺序施做，实施约束型注浆模式，达到注浆堵水、加固的目的。
2、施工工艺
⑴无注浆管后退式分段注浆工艺
应用钻机钻孔，将水囊式止浆塞入孔内，再通过止浆塞膨胀形成止浆系统。每次注浆段长5m，第一注浆段完成后，后退止浆塞至下一注浆段预定位置进行第二段注浆，如此下去，直至该孔注浆完成后开始下一注浆孔的注浆施工。
⑵有注浆管后退式分段注浆工艺
有注浆管后退式分段注浆工艺是通过钻机钻孔，将袖阀管放入钻孔中，利用皮碗式或台阶式止浆塞在注浆管内完成后退式分段注浆施工，注浆分段段长为5m。
⑶前进式分段注浆工艺
对于成孔困难及涌水量大的地质采取前进式分段注浆工艺，对注浆孔采取钻孔段注浆段的钻、注交替顺序进行，每次注浆段长5m。
五、施工要求
1、止浆墙施作
止浆墙厚度要根据水压设计、计算，帷幕注浆止浆墙采用C20～25砼，施作前应将止浆墙段扩挖25cm左右嵌入围岩，防止止浆墙漏浆或压倒；浇注前应做好引排水管并带注浆连接系统（变径接头、车丝等）；浇注前一定要将地板松碴清理干净，并抽干掌子面积水，止浆墙四周要与围岩密贴，严禁用防水板、隔水布分割止浆墙与围岩密贴，以防漏水漏浆。
2、钻孔
⑴钻孔要按照方案设计的角度、孔径、开孔位置、终孔位置钻设，要用定位罗盘定位，保证钻孔角度误差小于1°，深度误差小于0.2m，钻进过程要随时检查角度并纠偏。在孔口管中钻孔要对准角度，防止损坏注浆管或止浆系统。钻孔必须要按照设计的顺序、段别，不可以随意的更改，孔口管安装要锚固牢固，防止高压水以及注浆顶出孔口管，引起淹井事故的发生。
⑵使用卡萨C6钻机作业时，要戴防护眼镜等，防止吹出石碴伤人，并防止钻机高压软风管脱落伤人。非专业司钻人员严禁操作钻机。
⑶拆卸钻杆时要有工作台架，要严格按操作规程作业，防止钻杆、钻机、高压水等伤人事故。
⑷专人做好钻孔记录：钻设深度、围岩情况（破碎、断层、完整、溶蚀）、涌水量等，为注浆、验工计价提供依据。
3、注浆管加工与安装
注浆管、引、排水管要按方案设计施作，与钻注设备匹配；安装时，缠绕棉纱严格按纺锤形施作，棉纱要用质量好耐磨损的，缠绕紧密，长度30～50cm，小导管缠绕30cm，孔口管缠绕50cm，小导管尾段1m范围钻设2对φ5mm泻浆眼，间距30cm，梅花形布设安装时用钻机或风钻顶入，顶入要用保护套，防止压坏注浆连接丝扣或法兰盘；安装牢固后注双液浆固结注浆管，并等强度达到要求后再钻进注浆。
4、注浆作业
（1）注浆过程中，应保持注浆管路畅通，防止压力突然上升，拆卸时高压胶管伤人，防止因管路堵塞而影响注浆结束标准的判断。
（2）发生串浆时，应加大钻注平行作业间距，或采取钻一孔注一孔的原则，大型钻机高压风钻孔时，钻、注人员要穿戴防护用品，尽量避免面对钻孔，防止高压风吹出砂石伤人。
（3）注浆过程中，当跑浆现象十分严重时，首先应采取封堵措施和间歇注浆技术，当仍然无效时，可认为该孔可注性较差，可结束该孔注浆。
（4）注浆人员要穿戴好防护用品，防护眼镜、橡胶手套等，台架上作业要防止坠落或工具坠落伤人。
（5）注浆设备、工具专人操作、管理，不得随意变更工种。
（6）现场要有专门的记录人员记录注浆参数：注浆压力及变化、单、双液注浆量、以及注浆过程中出现的情况（漏浆、串浆等），服从注浆技术人员的指挥。
（7）要经常对管路、注浆机、搅拌机进行清洗，防止经常堵管、注浆机经常出故障。
5、应急措施
⑴准备足量的逃生、救生装置、设备、材料；
⑵施工中应做好排水准备工作，以防止施工中大量涌水形成灾害；
⑶准备好抢险材料，做好抢险准备工作。
6、超前地质预报
为了检查注浆质量及前方地质情况，更好的判明前方的地质状况，采用多种地质探测技术进行探测，以确保开挖安全。
⑴超前地质预测包括以下四种技术措施：
①TSP超前地质预报。
②地质雷达或红外线探水预报。
③地质素描和预测预报。
④超前探水孔探水。
⑵对于高压富水区段应采取以上四种技术措施，通过相互印证以达到准确预测预报目的。
⑶超前探水孔全断面共布置3～5个，超前探水长度30～50m，探水孔终孔超出开挖轮固定，孔口管要配防水闸阀。廓线外1.5m，钻孔直径70～90mm，探水孔开钻前要做好防突泥、突水措施，及安装孔口管并
⑷若探水孔出水量分别满足方案一～四标准要求，则应分别按方案一～四进行注浆施工，否则可直接进行开挖施工，开挖段长25m，然后进行下一循环超前探水工作。
八、质量控制及检验
1、注浆效果检查
⑴分析法
①P-Q-t曲线法
通过对注浆施工中所记录的注浆压力P、注浆速度Q 进行P-t，Q-t 曲线绘制，根据地质特征、注浆机制、设备性能、注浆参数等对P-Q-t 曲线进行分析，从而对注浆效果进行评判。注浆施工中P-t 曲线呈上升趋势，Q-t 曲线呈下降趋势，注浆结束时，注浆压力达到设计终压，注浆速度达到设计速度（常取5～10L/min）。
②浆液填充率反算
通过统计总注浆量，可采用下式反算出浆液填充率，根据浆液填充率评定注浆效果，即ΣQ=Vnα（1+β），式中：ΣQ为总注浆量（m3），V为加固体体积（m3），n－为地层孔隙率或裂隙度，α－为浆液填充率，β－为浆液损失率。当地层含水量不大时，浆液填充率须达到70%以上，地层富含水时，浆液填充率须达到80%以上。
⑵检查孔法
①选择有可能出现的薄弱环节进行钻孔检查，检查孔数量需按注浆孔总数的 10%（不得少于5个）控制。
②检查孔无裂隙充填物涌出，不塌孔，涌水量小于0.2L/min.m。
③必要时检查孔取芯，很难取得完整岩芯，但通过检查孔的岩芯中浆液固结体的含量，以及固结体的强度来判断浆液的固结情况和注浆效果。
2、补充注浆和开挖后径向注浆
对于没有达到设计要求的检查孔，应对其区域进行补充注浆，补充注浆要根据现场实际情况确定。当隧道开挖过去以后，对于出水量较大的区域，应进行径向注浆，以满足防、排水的设计要求。
九、安全及环保要求
1、安全要求
⑴建立健全各种岗位安全责任制，并设立专职安全员，严格执行现场交接制度。
⑵施工时现场应安设有一定排水能力的排水系统，施工中应做好排水准备工作，以防止施工中大量涌水形成危害；准备好抢险材料，做好抢险准备工作。
⑶钻孔、注浆人员熟练掌握有关作业规程；禁止在不停机械的情况下进行任何修理；注浆泵及管路内压力未降至零时，不拆除管路或松开管路接头，以免浆液喷出伤人；钻机和注浆泵由专人负责操作，未经同意其他人不得操作；注浆人员在拆管路、操作注浆泵时戴防护眼镜，以防浆液溅入眼睛。
⑷注意用电安全，高空作业应有防坠落措施，采用合格电线，并安装漏电保护装置，防止漏电，布线、接头时要做到安全无障。
⑸在扫孔过程中，人员撤离到安全地带，防止由孔口吹出土石块伤人。
⑹每一孔注浆完成后，先泄压，再拆管，防止注浆管内高压伤人。
⑺钻孔、注浆上下同时作业时，搭设支架必须牢固，同时支架上必须面铺木板，以满足支架上人员和机械设备的安全正常使用。
⑻钻机、注浆泵应定期保养，修护、加油。
⑼洞内掌子面后方30m范围内要加固，注浆期间洞内要加强监测，随时掌控围岩变形情况，如发现围岩变形异常，立即采取措施。
⑽洞内通风管要畅通，通风管要接至距掌子面25m以内。
⑾应及时了解其它掌子面的爆破情况，爆破前所有人员撤离到安全地带，爆破后观察应有无涌水突泥等异常现象，如有异常，应迅速组织人员按设计应急逃生线路撤离。
⑿风、水、电应接至距掌子面20m左右，如果要停风、水、电，提前通知掌子面工作人员。
⒀掌子面应有安全警报系统和通讯系统，并配备足够内力的排水系统和应急材料，防止涌水、突泥，一旦掌子面出现险情，立即报警，组织现场人员撤离。
⒁掌子面应配备灭火设备，预防火灾。
2、环保要求
⑴当注浆施工过程遇到放射性物质等危害身体健康时，必须采取措施进行预防，并尽量缩短在该环境下的作业时间，并加强通风等，注浆工作过时要戴防护眼睛，防腐蚀橡胶手套，穿好防腐工作服、鞋等。
⑵注浆过程中的漏浆、泻浆等废弃物不能随意排放，防止污染周围生活用水等，污染灌溉用水等。
⑶尽量减少影响地表水及地下水的走向流动，防止影响周围生态环境。
论文作者:杜立安1,聂彪2
论文发表刊物:《基层建设》2016年7期
论文发表时间:2016/7/6
标签：注浆论文; 钻孔论文; 浆液论文; 钻机论文; 地质论文; 围岩论文; 超前论文; 《基层建设》2016年7期论文;