地表注浆在浅埋软弱围岩隧道中的应用 -2013.10.20

摘要：以青荣城际铁路蓁山隧道出口段浅埋软弱围岩为例，介绍了地表注浆加固技术的应用，对垃圾土的固结也起到了很好的效果，确保了隧道安全。 关键词：青荣城际铁路；软弱围岩；地表注浆；加固

城际铁路在选址过程中常因为城市下构筑物和地质地形原因要穿越软弱围岩地段，由

于埋深浅、地质条件复杂，极易引起隧道坍塌、冒顶等。通过地表注浆加固周边围岩，确保隧道安全顺利通过。

1、工程概况

青荣城际铁路蓁山隧道位于山东省烟台市芝罘区境内，进口里程为青烟DK206＋015，出口里程为青烟DK211＋520，全长5505m。出口段位于烟台市区内,其中DK210+475-DK210+513段隧址区为水库回填区。

掌子面施工至里程为DK210+513时，拱顶埋深8～9m，根据DK210+475~DK210+513段VI级围岩段变更设计，地质资料及现场施工情况，此里程段掌子面围岩为杂填建筑垃圾、片石，淤泥质土，粉质粘土，自上而下成分层分布，涌水量较大，水质浑浊，发黑，发臭，具有腐蚀性，施工过程中掉块严重，遂掌子面停止掘进，对掌子面打设Φ22×4m锚杆，1m×1m（环×纵）梅花形布置，挂设φ8钢筋网片，喷射C25混凝土封闭掌子面作业。

为稳固洞顶土体，在DK210+490-DK210+475段，在隧道开挖轮廓线外2m内，使用KR909-1液压多功能钻机在地表打设φ89×6mm无缝钢管，按1m×1m矩形布置，注浆作业。地表注施工布置如图2.1所示。 2、施工方案

根据掌子面开挖情况及沉降观测数据分析，针对现场实际情况采用地表注浆对周边回填垃圾土进行注浆加固，提高其整体性及强度，并对周边水体进行堵截，从而起到改善隧道内作业条件，避免坍塌、冒顶等事故的出现，保证施工安全。

（1）注浆范围及孔位布置

纵向注浆范围为DK210+513-DK210+440共73m，横向施工至隧道开挖轮廓线外2～3m。地表注浆采用φ89，壁厚6mm的钢花管，间距为1.0m×1.0m（环×纵），梅花形布置，在隧道洞身范围内竖向打设至隧道轮廓顶部，隧道洞身范围外打设至隧道最大跨处（深入岩石层内），隧道纵向边缘线外侧范围内钢花管间距可适当距加密。地表注施工布置如图2.1所示。

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图2.1 地表注浆施工布置图

（2）注浆材料及配比

注浆管选用φ50×5mm无缝钢管，两侧加密区采用水泥-水玻璃双液浆，中间段采用水泥浆。水泥采用PO42.5普通硅酸盐水泥，水玻璃：波美度Be’=40。水泥浆水灰比1:1，水泥浆：水玻璃浆液=1:0.8.

（3）施工设备

注浆管钻孔采用KR909-1型号潜孔钻，注浆泵选用SUB6型双液泵。 （4）注浆压力

注浆压力根据水文地质条件确定，一般为0.3～1.0Mpa。 （5）注浆顺序及方式

为充分达到注浆效果、防止跑桨、漏浆，注浆时先施工隧道开挖轮轮廓外两侧，采用水泥-水玻璃双液浆，以达到早凝效果，待形成止浆墙后，再由外向内顺序进行注浆。注浆方式采用间歇注浆。施工时以线路大里程方向从左向右依次对对注浆孔进行编号。 3、施工工序

注浆施工时先施工隧道两侧两排，两侧注水泥水玻璃双液浆，后用超细水泥-水玻璃双液浆补注，以堵截两侧水路，封闭中间段落。具体施工如图3.1所示，现场地表注浆实录如图3.2所示。

否 准备工作 制作钢花管 钻 孔 清 孔 顶进钢花管 清 孔 注浆管路检查 注 浆 拌 浆 压力流量达到要求 是 结束 图3.1 地表注浆施工工艺流程图

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图3.2 现场地表注浆实录

（1）钻孔：开钻时，先低速低压，等成孔几米后，再加速加压。

（2）清孔：借助高压空气吹洗清除孔内岩碴和顺通孔道，直到孔内清扫干净。

（3）下管：如果顶进遇到故障，顶不进时，查清原因，必要时重新扫孔后再将钢管顶进。

钻进过程中地质情况判断，根据钻进的速度，岩土取芯，司钻压力等情况判断此钻孔管段地质情况，并及时作好施工记录。

（4）注浆

（a）钢花管管头用6mm钢板焊接封口，焊接注浆管，注浆管与堵浆塞进浆孔相连，堵浆塞与导管间为丝扣连接。

（b）注浆时用适量的水玻璃封口，注浆采用从孔口一次注入，为使管内浆液饱满密实，注浆时进行终压注浆，直至达到设计注浆压力或设计注浆量时终止，然后闭其阀门。

（c）配制水泥浆时，严防水泥包装纸及其它杂物混入，配制的浆液在规定时间内注完。 4、施工质量控制及注意事项

（1）钻孔及注浆严格按照施工顺序进行，发现冒浆、漏浆时，应调整注浆参数控制注浆量和注浆压力，及时封堵浆液冒出缝隙。

（2）钻孔及注浆过程中各类钻孔应分类统一编号，做好现场记录，资料及时整理。 （3）控制好注浆孔数量，孔深偏差不得超过±100mm，孔位偏差不得超过±50mm. （4）地表注浆过程中应查看每个孔的注浆量、注浆压力是否达到设计要求,注浆孔要封填密实。

（5）加强洞内及地表监控量测，观察掌子面动态。 （6）地表注浆不得污染环境和破坏周围水源。

5、结后语

根据钻芯取样结果显示土体内注浆饱满、密实，对建筑垃圾及生活垃圾固结效果明显。 洞内开挖过程中水量只有个别地方存在小范围渗水，掌子面稳定，避免了坍塌现象，掉块现象也明显较少。地表下沉也由原先的四五十公分降低到了六公分以内，达到了预期效果。

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综合以上，地表注浆对浅埋软弱围岩隧道加固效果明显，对垃圾土、生活垃圾等也起到了很好的固结效果；同时对地下水也起到了有效的堵截，确保了隧道施工安全及顺利通过；有效的控制了地表、洞内沉降，特别是对城市隧道软弱围岩施工有积极作用。

参考文献：

［1］地表注浆在隧道破碎围岩加固中的应用 （张建军、黄诒宝、沈增辉） ［2］高速铁路隧道施工施工验收标准 （TB10753-2010）

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