摘要：在山区公路隧道施工过程中，为了使隧道能顺利穿越围岩地质条件差及塌方松散体等路段，除了在洞内进行超前锚杆支护外，往往还需要对洞外的地表进行注浆加固，以便在隧道周围形成一定厚度固结体。本文结合笔者参与的一个隧道冒顶塌方处理的施工管理工作，着重介绍隧道围岩地表注浆加固处理方法，为今后同类形地质条件下隧道地表加固处理提供借鉴的思路和方法。
关键词：隧道工程；围岩地质条件差；围岩松散体；地表注浆
一、引言
目前国内在建和已建隧道工程中，由于围岩条件较差、岩层风化程度高或处于浅埋段或塌方体等原因，在这些特殊路段，不加强超前围岩加固处理，易发生隧道塌方现象，尤其在山区公路建设过程中，隧道塌方对工程实施影响较大，给建设和运营带来了较大的危害。在隧道工程中，地表注浆作为围岩预加固的一种方法，常用应用于围岩地质条件差、偏压、洞口、浅埋段及塌方松散体的围岩加固中。结合实际项目处理经验发现，通过地表注浆可较好地固围岩结散体，改善其物理力学性能，提高松散体抗剪强度和自稳能力，减少松散体作用于支护体系的自重压力，充分发挥超前注浆和固结自稳效应。
二、工程背景
本项目嵊泗至定海公路马岙至定海疏港公路工程叉河岭隧道按照一级公路技术标准要求进行改扩建，其中，左半幅隧道需由现状双向行驶的单洞老隧道改建成单向行驶双车道公路隧道，作为改扩建后的一级公路左半幅；另建一个分离式的隧道作为改扩建后的一级公路右半幅。现状叉河岭老隧道，为单幅隧道，隧道净空（宽×高）9.75m×5.0m，建筑限界9.75m（0.75m检修道+0.50m路缘带+2×3.50m行车道+0.75m路缘带+0.75m右侧检修道，全长426m，明洞长15m，进出口洞门为端墙式。改建后的隧道净空（宽×高）12.5m×5.0m，建筑限界12.5m（0.75m检修道＋0.5m路缘带＋2×3.75m行车道＋0.75m路缘带+3.0m非机动车道兼检修道）。根据隧道地质勘察报告及老隧道的养护资料，该隧道的进口段位于原老隧道施工时的塌方体范围，土体较松散。隧道洞顶塌方范围内，山体呈左高右低地貌，山体植被茂密，洞顶埋深约为14米。本次改扩建需对隧道进行扩挖，开挖过程中，考虑到隧道内处于临空状态，直接在隧道内进行支护、开挖，隧道周围围岩自稳性较差，因此，经专家现场踏勘后拟优先采用地表注浆预加固+洞内超前支护措施处理方案穿隧道塌方体。
三、地表注浆加固处理方法
3.1、塌方体地表清理及整平
1）对塌方体地表进行清表后，对能清理的松散岩体尽量清理，以减轻隧道顶的土体压力，然后采用适当填平或开挖方式整平塌方休范围，要求形成朝外的缓坡，便于排水和机械施工。
2）对塌方体周边山体进行截排水，截排水措施必须完善，防止雨水汇流进入塌方体，要求做到塌方体顶面不积水。
3）根据规范要求，完善塌方体周边山体位移观测、监控量测，发现问题及时反馈。
3.2、注浆孔平面布置
结合地质情况，浆液扩散半径按0.5m计，布置间距为单孔注浆扩散半径的1.5倍考虑，平面布置间距0.75m×0.75m，呈梅花形布置，注浆范围为设计隧道开挖线拱顶2.5m以上范围内岩体层，注浆长度为一根注浆管长度6m，浆液采用单液水泥浆。注浆管采用φ85小导管注浆，下部注浆管长6m范围，钻花孔，钻孔直径1cm，间距40mm，梅花形布置，其余注浆管不设花孔。
地表注浆工作完成、浆液达到强度后，洞内再采用可靠的支护措施后，再根据施工方案进行下一步规范的开挖作业。
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4-1注浆现场照片
3.3、注浆施工流程
根据地质情况，钻孔注浆采用袖阀管注浆，控制注浆压力防止地表隆起。施工时，其实际注浆形式、相应注浆段长度、注浆浆液配合比、注浆压力、注浆时间等根据现场地质情况试验确定。
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4-2注浆工艺流程图
3.4、注浆施工工艺
1）钻孔设备采用ZG-425S潜孔钻进行钻孔，施工时做好每孔实际深度检查记录。
2）注浆钢管间距0.75m，梅花形布置，注浆材料为水泥浆，水泥浆水灰比为0.6～3:1（重量比），注浆压力0.5～1.0MPa，浆液配合比和注浆压力可以通过现场试验确定。灌浆浆液的浓度应由稀到浓，注浆压力由低到高，逐级变换。
3）施工时应先进行最外侧帷幕孔的注浆，然后进行内部孔的注浆，这样可以使注浆段形成一个“封闭圈”，对注浆起止浆、止水作用。帷幕孔浆液应掺加水泥重量的2～3%的速凝剂，使孔内注浆液尽快凝固，以形成帷幕防止浆液流失。可根据现场试验适当调整帷幕孔的间距和浆液配比，以防止浆液的漏失，如果漏浆严重，应采用水泥水玻璃双液注浆。
4）注浆结束标准以注浆终压和注浆量确定。前期注浆孔宜采用单孔注浆量控制，当单孔注浆量达到设计单孔注浆量时，即可换孔注浆；后期注浆孔宜采用注浆终压控制，达到设计注浆终压时，且注浆孔注入率小于40L/min时，延续20～30min,即可结束注浆。排除钻孔内的污物后，采用"机械压浆封孔法"或"压力灌浆封孔法"封孔，并将孔口抹平。
5）为减少窜孔冒浆等现象发生，若有不同的注浆孔需同时进行注浆，要求同时进行的注浆孔间距宜大于4m。在注浆过程中如发生窜浆，需将窜孔堵住，继续注浆，使浆量达到注浆孔与窜孔浆量之和时停止注浆，不可因窜浆而中途停止注浆，以免报废注浆孔和影响注浆质量。
四、注浆效果的检查
注浆完成后，从两个方面同时进行检查：一方面，在注浆完成至少7天后，取其岩芯，检查围岩裂隙是否被浆液充填饱满，以确定注浆密实程度；另一方面，打设检查孔，进行压水试验或注浆试验，检查注浆效果。
五、结论
本隧道采用地表注浆加固的方法顺利穿越塌方松散体，施工结果表明，对围岩破碎，自稳能力差的隧道浅埋段，通过地表注浆可较好地固结地表松动区和塌方区松散体，改善其物理力学性能，提高松散体抗剪强度和自稳能力，减少松散体作用于支护体系的自重压力，充分发挥超前注浆和固结自稳效应。
参考文献
[1]JTGF60-2009公路隧道施工技术规范[S].北京：人民交通出版社, 2009.
[2]TB10753-2010高速铁路隧道施工质量验收标准[S].北京：铁道出版社,2010.
[3]刘凡高，王勇，地表注浆加固技术在浅埋松散段隧道中的应用[J].四川建筑，2012（2）.
论文作者:施科军1,吴飞2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/11
标签：注浆论文; 隧道论文; 围岩论文; 地表论文; 浆液论文; 松散论文; 地质论文; 《基层建设》2019年第29期论文;