1、 地表注浆预加固在某客运专线隧道施工中的应用贺常元 殷艳萍（湖南高速铁路职业技术学院 湖南 衡阳 421001）摘要 本文介绍地表注浆加固在隧道开挖预加固中的应用，介绍了注浆加固的目的、准备工作、施工方案、施工步骤、工艺流程、注意事项以及安全环保措施。Abstract: The paper introduced the application of grouting reinforcement in pre-consolidation of tunneling works, and introduced the target, preparing works, construction sch
2、eme, construction steps, process flow, matters need attention, safe and environmental practice of grouting reinforcement.关键词 注浆 预加固 隧道开挖 方案Keywords: Slip casting; Pre-consolidation; Tunneling excavation; Program一、工程概况某隧道为 I 级双线铁路隧道，是铁路重点控制工程之一。全长3362m,隧道最大埋深约 280m。隧道地表为素填土和粉质黏土夹碎石，为保证隧道施工安全和顺利开挖，隧道施
3、工前，首先对该段进行地表注浆加固，降低地表渗水系数，改善洞顶石层的物理力学性能以提高隧道开挖中的围岩稳定性。 地表采用（75PVC 塑料管）袖阀管注浆加固，注浆宽度为隧道开挖轮廓线外 5m范围，注浆深度自地表至隧底以下 5m。二、 注浆加固准备材料: 注浆用水采用自打深井水(已送检合格);注浆用的水泥采用普通硅酸盐水泥，水泥强度等级为 42.5 级，水泥保持新鲜，不超过出厂日期 3 个月，受潮结块者不得使用,水泥的各项指标符合国家标准，并附有水泥出厂报告。注浆设备:主要包括钻机、注浆泵、搅拌机、混合器、止浆塞、筛网、注浆管、孔口盖及配套仪表等；辅助设备与机具为机动小翻斗车、手推车、铁锹等生产用
4、小型工具；水准仪、全站仪、倾斜尺、水平尺、测绳等检测工具。劳动力配置应结合工期要求，工点具体特点进行合理的配置。三、 地表注浆施工方案1.注浆钻孔范围及深度根据注浆目的、地质状况、土孔隙比大小、地下水分布状况以及工程实际情况确定。2.对加固区域选用1.5m1.5m布置，深度为自地表注浆至基底以下5m。钻孔和注浆可以同步进行，注浆孔距钻孔距离必须 大于6m。3.浆液水灰比为：水 ：水泥=0.8 ：11 ：14.注浆设备采用水泥搅拌机、BW150 泵；5.注浆压力为 0.51.0Mpa。注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数。5.终灌标准周边孔在 1.0Mpa压力,持续 34 次；中央
5、孔按0.51.0Mpa 控制，持续 3次；单孔注浆结束标准，要求少量多次、反复灌浆；每段注浆都正常进行，注浆压达到设计终压 1.0Mpa并继续注浆 10min以上，或虽未达到设计终压，但注浆量已达到设计注浆量，即可结束本孔注浆,注浆结束的进浆量在 5L/min以下。6.注浆速度宜为 2070L/min。7.分段注浆间距宜为 1.52.0m。 （垂直方向）四、主要施工步骤及工艺流程1.钻孔 孔径一般在 110-90mm范围 钻孔垂直度误差小于 1%2.孔内灌套壳料 套壳料又称封闭泥浆，到钻孔到设计深度后从钻孔内灌入封闭泥浆，其作用是封闭单向阀管和钻孔壁之间的空隙，迫使从灌浆孔内开环，压出的浆液挤
6、破套壳料注入四周土层。3.在充满封闭泥浆的钻孔中插入单向阀管，一般用内径75 的塑料管，每隔 33-50 钻一组射浆孔（即每米 2-3组）外包橡皮套，插入钻孔时管端封闭管内充满清水。4.在封闭泥浆达到一定强度后，在单向阀管内插入双向密封注浆芯管进行分层注浆。首先加大压力使浆液顶开橡皮套，挤破套壳料，在土体产生劈裂，并沿着裂缝扩散，扩散范围受注浆压力、时间、浆液配比、土层特征等因素的影响。一般从底部向上注浆，达到一定的压力后，提起一段再注浆，这样重复进行。注浆完成后，清洗管内残留浆液，以便于第二次重复注浆（单向阀塑料管即留在注浆后的土层中）。五、袖阀管施工注意事项1.材料要求：原材料必须符合设计
7、要求,进场材料必须具有合格证,并按有关规定送检合格后方可使用，袖阀管采用 75PVC 塑料管，袖阀管全长设置，袖阀管与钻孔间空隙采用套壳料封堵。袖阀管注浆采用分段分浆液多次注浆。水泥采用强度等级为 42.5普通硅酸盐水泥或矿渣水泥，受潮结块不得使用。水泥等材料的各项技术指标应符合现行国家标准，并应附有出厂合格证和试验报告。浆体应按照试验确定的配合比，经计量后用搅拌机充分搅拌均匀。水泥砂浆必须按比例拌合,搅拌时间不得小于 5分钟,并不得间断，并应在注浆过程中不停缓慢搅拌。2.注浆前应进行有效封孔，保证分段注浆时各段之间不窜浆。3. 根据袖阀管注浆止水和加固土体的具体情况，结合注浆影响半径，孔位布
8、置后附图，施工前进行场地围蔽及平整，用全站仪测放出各施工区的注浆孔位，并用打木桩或钢筋的方式作标记，并详细编号，钻机就位时通过垂球定点，确保定位准确。4.成孔采用XY2PC 型地质钻机，钻孔直径不小于110mm，终孔直径不小于90mm，结合现场实际情况，在成孔过程中，施工人员随时注意孔内返浆的变化，调整施工工艺，确保成孔顺利进行。成孔深度一般要求比设计深度深2030cm。如钻进过程中出现塌孔，可采用泥浆循环护壁成孔。对每根的钻孔，必须详细做好整个钻孔的原始施工记录。5.连接注浆管，用注浆泵向孔内泵送大量清水，将孔内的泥浆和沉渣冲出孔外，直至孔口返出清水。6在成孔及清孔完成后，向钻孔内浇注套壳料
9、，套壳料利用钻机钻杆进行灌注，用来防止袖阀注浆管在注浆过程中变形、变位或损坏，并能保证水泥浆通过。套壳料要求收缩性小，脆性较高，粘度较低，析水率较小，稳定性高，早期强度高。套壳料配制采用粘性土、水泥主要材料配制，为了提高套壳料的脆性，可掺入细砂或粉煤灰等。套壳料配合比为（重量比）水泥:粘土:水1:1.5:1.88。套壳料用量（m3）1.3(检测孔半径2袖阀管半径2)注浆段高度。套壳料浇注方法：通过钻杆下到孔底或导管下到孔底，用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆或导管注入孔内即注浆段。7待浇注完套壳料后，按要求注浆段下花管，空段下实管，地面预留高度（0.20.3m）（花管为注浆管，实管为隔离输浆管）。并
10、在管内充满清水，可克服浮力，检查密封性。下管时尽量使袖阀管垂直居于孔中心，花管连接牢固，袖阀管下底端要套好锥形堵头，上顶端要戴上保护帽。8浆液配合比为水:水泥1：0.8，在袖阀管与孔壁之间的空隙中下入1/2钢管至套壳料面，从1/2钢管中注入配置好的浆液直至孔口返出，孔口浆面下沉后应多次回灌，保证固管止浆效果。9待套壳料具有一定强度后，将带双塞的注浆钢管从袖阀管中下到孔底注浆位置，自下而上分段注浆，分段长度为2.0m。注浆压力为0.51.0MPa，终灌标准为：稳压时间10 分钟，压力为0.5MPa，浆注入量小于5 升，即可终止。注浆过程要做好注浆的施工记录，记录好孔号及其注浆的起止时间、注浆量、
11、注浆压力等情况。注浆工作应遵循：注浆从外到内、间隔分层、慢速静压并一孔多注，从而满足加固土体的要求。注浆扩散半径为1.01.5m。六、 注浆效果检查1对注浆过程中P-Q-t曲线进行分析，要求达到设计终压，注浆速度小于5L/min，并且P-t曲线呈上升趋势；Q-t曲线曲线呈下降趋势。2施工总注浆量反算出浆液填充系数达到80%以上。3抽样钻探检查注浆质量，检查孔应根据现场情况随机抽取，但必须重新成孔，不可利用既有注浆孔，检查孔抽查率按总注浆孔的5%抽取。检查孔取芯率达到80%以上，浆液填充系数必须达到80%以上；对检查孔进行注浆，压力应很快上升，且注浆量很少。七、 安全、环保措施1 安全操作要求(
12、1)操作人员必须持证上岗。钻机操作工、注浆泵司泵人员应具有熟练的操作技能并了解施工的全过程。(2)机械、电气设备必须达到国家安全防护标准；施工中若发现设备运转异常，应立即关闭电源进行检修。(3)机电设备应固定就位，不可随意搬动，电动部分应设置网罩，电箱电线应悬挂。(4)注浆过程中应避免高压喷嘴接头断开或软管破裂导致浆液喷射、软管甩出引发安全事故。(5)施工中钻机应置于平整坚实的地面上，钻机移位时应平稳并保持挺杆垂直，防止倾斜倒塌。2 环保措施(1)水泥和粉煤灰等细颗粒散体材料，应遮盖存放，运输时防止遗撒、飞扬。(2)化学注浆时应避免浆液对地下水源及周围环境的污染。(3)废弃的砂料及水泥袋等包装物及时清理，不得随处抛撒。施工机具应采取降低噪声措施，减少扰民。参考文献1 朱永全 主编 隧道工程 M 中国铁道出版社 2011 年 北京作者简介 贺常元（1969 ） 女 硕士 ，副教授 主要从事铁道工程施工、检测、管理与教学和研究工作联系方式：15874795016 或 13538178898
