摘要：随着我国基础交通设施向山岭重丘区不断延伸，越来越多的隧道工程将遭遇突水等地质灾害的侵袭。本文以南大梁高速公路华蓥山隧道工程为例，根据现场情况合理设计帷幕注浆方案，验证了高压突水采用隧道帷幕注浆堵水的实际可行性，可作为类似工程的参考。
关键词：隧道；高压突水；帷幕注浆
1 前言
随着我国基础交通设施向山岭重丘区不断延伸，越来越多的隧道工程将遭遇岩溶、富水断层破碎带等不良地质问题的考验。在地层岩体风化严重以及节理和裂隙发育等不良地质条件下修建隧道，开挖时容易发生突水突泥等地质灾害，其处理措施也是工程建设中一大难题。近年来国内外对隧道突水突泥处理措施进行了很多研究，大多建议工程商采用“以堵为主，堵排结合”的方法，在隧道开挖轮廓线外形成隔水帷幕，达到堵水的效果。该方法在国内外多个隧道内得以应用，并取得了显著效果。
本文以穿越富水断层破碎带的南大梁高速公路华蓥山隧道为例，通过类比相似工程和现场试验，设计了该隧道帷幕注浆方案。并提出对注浆过程中注浆压力及注浆量等参数和注浆后的涌水量等进行监测，以评价注浆效果。
2 工程概况
南大梁高速公路华蓥山隧道是四川重要出川通道——南充～大竹～梁平（川渝界）高速公路穿越华蓥山山脉而设的特长隧道，是南大梁高速公路重难点控制性工程。该隧道采用分离式双洞布置，左、右线长度分别为8151m和8168m，两线间距35m。隧道标准断面如图1所示。
图2 钻孔布置示意图（单位：m）
当1#孔钻至7.5m时，孔内有大量暗黄色地下水产出，钻至25m时，水压较大，喷出孔外约4m。钻孔完成后，钻孔内出现满孔水，水质清澈，水压非常大，最远喷出孔外约10m，水压稳定后，喷出孔外约8m，经测算单孔水量超过10000。在靠近掌子面处、上下台阶交界处以及洞口设置了三个水量监测点，对涌水进行监测，具体监测数据见表1。超前钻孔完毕后，现场利用超前炮孔进一步探明前方富水情况并进行放水泄压。经现场测试发现，拱顶左侧水量较大并具较大压力。拱顶右侧部分水量较小，部分孔内基本无水。
表1 涌水量监测记录表
图3 注浆工艺流程图
3.3注浆材料及
3.2.4 注浆材料
本项目注浆共有两种注浆材料，分别为单液浆和双液浆。单液浆为纯水泥浆液，采用42.5普通硅酸盐水泥，水灰比0.6:1～1:1。双液浆为水泥浆与水玻璃浆的混合浆液，水泥-水玻璃浆液体积比为1：1～1:0.3，水玻璃浓度30-35Be。水泥浆与水玻璃的比值越大，则凝胶时间越短，一般在30秒到数分钟之间。
浆液制备选取参数时要先作试验，根据隧道涌水及围岩裂隙的具体情况选用合理的参数。
注浆时应根据注浆孔涌水流量选择浆液，当注浆孔涌水量小于30，选用纯水泥浆；当注浆孔涌水量在30～200范围内，选用凝胶时间为4～6min的浆液；当注浆孔涌水量大于200，选用凝胶时间为3～4min的浆液。
3.2.5 注浆压力
图6 前进式注浆
后退式注浆：先钻机钻孔，将气囊（水囊）式止浆塞置入注浆钻孔内，通过输水（气）设备，使止浆塞膨胀，和岩壁形成止浆系统，满足分段后退式注浆要求。每个注浆段长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。其示意图见图7。
图7 后退式注浆
3.2.8 注浆结束标准
当注浆压力逐步升高，达到设计终压并继续注浆10min以上，可结束本孔注浆；单孔注浆量与设计注浆量大致相同，注浆结束时的注浆量在20～30以下，可结束本孔注浆。
3.2.9 注浆效果检查
全部注浆孔注浆完成后，通过检测检查孔（孔径与注浆孔相同）内涌水量或进行压水实验来检查注浆效果。其判断依据如下：
A、分析注浆过程中的各种记录资料综合，注浆压力和注浆量变化合理，达到设计要求；
B、检查孔漏水量小于10 ；
C、钻取检查孔岩心，浆液充填情况合格；
D、根据注浆前后地层声波速度的大小对比来判断浆液的充填密实程度；
E、工作面注浆后的涌水量小于规定值，则质量合乎要求。
如不能达到上述要求，要根据情况进行补孔注浆，直到满足要求为止。
4 结论
本文结合华蓥山隧道工程实际施工情况，对高压突水隧道帷幕注浆方案设计进行了探讨，可为未来类似工程提供参考。 在隧道工程施工遭遇高压突水灾害时，宜采用“以堵为主，堵排结合”的防排水原则，采用超前帷幕注浆的方式降低围岩渗透系数，减少渗水量，保证施工安全。在进行帷幕注浆前，首先应根据现场实际情况确定注浆设计的总体原则。然后再对止浆墙、注浆钻孔及注浆参数进行了设计，根据堵水方式选取注浆方式。最后按照帷幕注浆方案施工时，根据实际情况选定合适的帷幕注浆参数。在设计帷幕注浆方案时，解决了常规超前帷幕注浆施工中影响注浆速度和质量的技术难题，将单循环超前预注浆施工基本控制在 45 天以内，日完成注浆孔长度有显著增加，注浆效果及注浆质量符合设计要求。取得了较好的经济效益和社会效益，同时满足了工期要求。可为今后在长大山岭隧道高压突水灾害处理提供参考。
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论文作者:曾晓勤
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/13
标签：注浆论文; 隧道论文; 帷幕论文; 浆液论文; 水量论文; 工程论文; 钻孔论文; 《防护工程》2019年10期论文;