《新时期道桥隧道超前预注浆施工技术》
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摘 要：超前预注浆是指在工程开挖之前通过注浆填充围岩缝隙的施工技术,应用超前预注浆施工技术能够起到加固围岩以及阻塞水流的作用,在道桥隧道工程中的應用十分广泛,对于提升道桥隧道工程的建设质量具有十分重要的作用.本文结合相关案例对道桥隧道超前预注浆施工技术进行分析,希望对提升道桥隧道工程的建设质量有所帮助.
关键词：新时期;道桥隧道工程;超前期预注浆;应用
引言：在道桥隧道施工过程中,对超前预注浆施工技术的应用比较广泛,该技术不仅能够在加固围岩方面发挥重要作用,而且还有助于防范地表沉降,同时还能对地层的位移起到有效的抑制作用.道桥隧道工程的施工难度高,因此在应用超前预注浆施工技术的过程中,为了提升注浆效果,需要做好施工准备以及安全防护工作,并注重对注浆方案以及注浆工艺等方面的把控,这样才能充分发挥出超前预注浆施工技术的作用.
一 工程案例和施工设计方案
(一)工程概述
以某道桥隧道工程建设为例,该隧道为双线特长隧道,隧道全长为3510.5m,隧洞顶高程为536.605m,其中里程K2+940-K3+296m段洞顶存在积水,积水的长度为356m.在积水影响的范围内,洞身穿越寒武系中统高台组白云岩,围岩的质地较硬,并且完整性相对较差.洞身不仅会受到洞顶积水的影响,而且还会受到地下水的影响.地下水主要为岩溶裂隙水以及基岩风化裂隙水,同时还存在地下水分布不均匀的情况.围岩的透水性较强,并且存在着比较严重的突水隐患,给道桥隧道施工带来了巨大的安全风险.
(二)施工设计方案
根据工程的实际情况,制定具体的施工方案,针对K2+940-K3+296m段影响约200m范围内,应用TSP超前地质预报技术,同时配合应用红外探水仪等进行动态监测.而对于断层破碎带位置,在开挖的过程中应用台阶法,同时配合应用全断面短尺寸掘进法进行开挖.应用多功能钻机与注浆泵进行超前预注浆施工.
二 制浆系统的建设分析
由于注浆施工需要应用到的浆液数量较大,因此首先要建立洞外注浆站,这样才能满足注浆施工的要求,同时还要在施工段配设注浆站,这样可以满足较少注浆量的需求.对于洞外注浆站而言,通过搅拌站进行加工,并且应用混凝土罐车负责运输工作.对于洞内注浆站而言,主要由袋装水泥平台、二次搅拌储浆池、水玻璃注浆泵、立式搅拌机以及供水和配电系统构成.在注浆系统建设完成后,应用清水对相关的管路以及机械进行调试,在确保设备运行稳定之后再投入使用,并且要在每次注浆施工前对设备进行检验.同时还要准备废液和废水处理设备,对于施工中产生的废液和废水进行处理.除此之外,还要确保供水、供电以及供风正常,并且确保交通畅通,切忌在施工过程中出现中断现象.
三 道桥隧道超前预注浆施工技术
(一)钻孔结构及孔口止浆管的安装
开孔的深度为3-5m,孔径为Φ153mm.应用高压帷幕预注浆加固技术,则应先打孔泄压,这样可以避免出现钻孔被压力顶出的问题.同时还要在钻孔中安装注浆套管,将注浆套管作为空口管.应用Φ146mm钢管作为孔口管,并且应用速凝水泥进行封固[1],在此基础上进行打压检测.如果在在6MPa压力作用下孔口管没有出现松动,或者没有出现泄漏等状况,则表明止浆合格.在确保孔口管注浆固结合格之后,需要进一步固定孔口管,并且在孔口管上安装阀门.完成以上工序之后在进行钻孔施工,孔钻的规格为Φ80mm,钻孔需要钻至终孔位置.
(二)钻孔防突装置
在钻孔的过程中,经常会出现钻孔内涌出泥水的问题,即涌水与突泥的问题.这会影响到超前预注浆施工的安全性,为避免出现这种问题,在钻孔注浆的过程中,应注重加强孔管的封固质量,使其达到耐压的要求.钻孔在注浆时,必然会产生注浆压力,在注浆压力的作用下,会对套管产生作用力,进而会导致套管被拔出,出现涌水以及突泥的问题.要了提升孔管的封固质量,不仅要确保套管固结的牢固度,而且还要安装上注浆高压阀门,这样才能更好的控制涌水和突泥的现象.
(三)注浆材料及设备的选择
结合注浆方案与注浆技术要求来合理选择注浆材料,通常,注浆材料主要包括水泥浆以及凝结材料等,凝结材料主要是指水玻璃.同时在注浆材料的选择过程中,还要以加固体的强度以及浆液的扩散范围为参考依据.而对于注浆设备的选择,需要满足注浆压力以及注浆量的调控,主要考虑浆液的种类、使用的场合以及额定泵量的大小等方面因素.
(四)注浆劳动力组织及施工安排
注浆施工的复杂性较高,尤其特殊材料注浆以及双液注浆对技术的要求更高,因此要做好注浆劳动力组织工作,这是确保注浆施工顺利开展的重要前提.每班需要配备1名现场班长,1名技术副班长,1名管路连接工,4名材料倒运工、制浆工以及机修工.对于施工安排而言,需要应用交接班作业方式,这种作业方式是指在班前洞内技术交底,在班后进行技术总结,同时还要详细的记录现场注浆施工参数.
四 注浆效果评价
(一)分析法
应用分析法,需要全面收集注浆孔参数信息,然后结合参数信息进行分类对比,进而对注浆效果做出科学、客观的评价.应用分析法对注浆效果进行评价,具有评价效率高以及评价结果科学性强的特点.在应用分析法对注浆效果进行评价的过程中,应结合注浆孔参数信息绘制P-Q-t 曲线,通过观察可知,在注浆之初,压力处于0.3-0.5MPa范围内,而注浆的速度则处于30-45L/min范围内,随着注浆施工的持续,注浆压力也会随之提升,而注浆的速度则会随之降低.当注浆压力达到设计注浆终压值时,注浆的速度会出现明显的下降趋势.
(二)检查孔法
在注浆作业完成之后,结合开挖轮廓线范围,围绕所选取的断面打检查孔,检查孔的数量通常为5个左右.要合理控制检查孔的位置以及孔径,在拱顶应打2个检查孔,孔径为110mm,长度控制在27m左右.然后对检查孔的出水量进行检查,结合检查孔的P-Q-t 曲线,我们能够看出在注浆之初,压力为0.3MPa,注浆的速度为17L/min,随着注浆工作的开展,注浆压力以及注浆的速度变化不明显.6min之内,注浆的压力与注浆的速度均比较稳定,待6min之后,注浆压力上升速度加快,在23min之后,达到设计注浆终压,并且注浆速度会明显下降.在注浆压力达到1.2MPa时,地层便不再吸浆.根据这种情况可以判断该检查孔已经达到了饱和密实程度,达到了设计的预期效果,能够起到阻塞水流以及加固围岩的作用,说明注浆效果比较显著.应用检查孔法对注浆效果进行检查之后,还要应用M10水泥砂浆对检查孔进行封堵.除了要在拱顶打2个检查孔进行检查之外,还需要在左右边墙各大1个检查孔进行检查,同时在底部也需要打1个检查孔进行检查.这样才能确保对注浆效果的评价更加准确、更加客观.
（三）针对异常情况的处理分析
由于道桥隧道超前预注浆施工比较复杂,施工过程中会受到多方面因素的影响,导致注浆时经常会发生一些异常现象.为保障道桥隧道超前预注浆施工的质量与效果,需要做好异常情况的处理工作.例如,在注浆过程中如果出现了突泥的情况,需要及时停止钻进,进行注浆处理.再比如,针对地层吸浆量大,导致注浆压力难以提升的情况,需要对浆液的配比进行调节,通过调节浆液的配合比,可以起到缓解凝胶时间的作用,有助于提升注浆压力.如果在注浆的过程中,注浆压力出现明显上升的情况,需要及时停止注浆,同时还要将泄浆伐开启,及时泄压,避免压力过大引发严重的安全事故.除此之外,还要对出现压力明显上升的原因进行分析,待查明原因之后再对是否继续注浆做出判断.如果注浆压力明显上升是由于费管路堵塞导致的,则不能继续对该注浆孔注浆.而在注浆的过程中如果出现了串浆的现象,则应及时关闭串浆孔,提升注浆孔与钻孔之间的间隔.这种方式能够有效解决串浆的问题.针对注浆过程中出现的漏浆以及跑浆等问题,则可以应用间歇注浆法来进行封堵.总之,在注浆过程中很容易出现多种异常情况,因此需要确保管路的畅通,针对注浆过程中出现的管路堵塞问题,要在第一时间进行处理,这样才能保障注浆施工的顺利开展,才能确保注浆施工的质量与效果.
结束语：隧道施工质量会直接受到围岩稳定性的影响,在道桥隧道超前预注浆施工技术的应用过程中,能够实现对围岩缝隙的充填,不仅可以起到加固围岩的作用,而且能够阻塞水流,对于保障隧道施工质量具有十分重要的作用.因此,新时期道桥隧道施工过程中,应加强对超前预注浆施工技术的应用.
参考文献：
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隧道引用文献:
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