注漿在公路隧道防水工程中的應(yīng)用

劉義

摘要：注漿是目前最常用的公路隧道堵漏防水方法。地質(zhì)情況、掘進和支護方式不同，注漿防水方案也不盡相同。注漿施工涉及注漿機具、材料、壓力及注漿量的確定等多個方面，在施工作業(yè)中也存在許多需要注意的問題。本文對于注漿在公路隧道防水工程中的應(yīng)用方面做了具體的探討和分析，希望為以后的具體工作有所參考。

關(guān)鍵詞：注漿；公路隧道；防水工程；應(yīng)用

引言

目前，我國隧道結(jié)構(gòu)防排水遵循“防、堵、截、排，因地制宜，綜合治理”的原則，并對地表水和地下水做妥善處理，使洞內(nèi)外形成一個完整的防排水系統(tǒng)。對具有較完整骨架的防滲漏對象和滲漏嚴重部位，注漿堵漏防水是一種快速而效果明顯的首選手段。注漿是將一定的材料配制成漿液，用壓送設(shè)備將其灌入縫隙或空洞之中，使其擴散、膠凝或固化，以達到防滲堵漏的目的，確保防水工程防水性能的施工方法，是目前最常用的堵漏方法。該方法能使裂縫缺陷愈合而恢復整體性，與表面封閉法相比，能有效防止水進入裂縫內(nèi)腐蝕鋼筋。

1、注漿方案的選擇

1.1全封閉預(yù)注漿

對地質(zhì)預(yù)測、預(yù)報有大量涌水的軟弱地層地段，宜采用地表或洞內(nèi)全封閉預(yù)注漿。預(yù)注漿應(yīng)根據(jù)巖層裂隙狀態(tài)、地下水情況、加固范圍、設(shè)備性能、漿液擴散半徑和對注漿效果的要求等綜合分析確定注漿孔數(shù)、布孔方式及鉆孔角度。預(yù)注漿段的長度應(yīng)視具體情況合理確定，宜為20m-50m；掘進時必須保留止水巖盤的厚度，一般為3m-8m。巖石地層預(yù)注漿設(shè)計壓力應(yīng)根據(jù)圍巖水文地質(zhì)條件合理確定，宜比靜水壓力大0.5MPa-1.5MPa；當靜水壓力較大時，宜為靜水壓力的2-3倍；注漿泵的壓力應(yīng)達到設(shè)計壓力的1.3-1.5倍。注漿方法應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)情況、機械設(shè)備等綜合因素選擇。鉆孔孔位最大允許偏差為50mm，鉆孔偏斜率最大允許偏差為0.5%，同時應(yīng)滿足設(shè)計要求。鉆注漿順序為：先鉆注布置在隧道頂板上的注漿孔，后鉆注隧道兩側(cè)孔，最后鉆注底板孔；或先內(nèi)圈孔后外圈孔；或先無水孔后有水孔。預(yù)注漿后的滲水量應(yīng)小于設(shè)計允許值，漿液固結(jié)體達到設(shè)計強度后方可開挖。

1.2環(huán)向圍巖注漿

在開挖后如有滲漏水或大股涌水時，宜采用掌子面和環(huán)向圍巖注漿。

圍巖注漿防水的作用，充填圍巖裂隙，封堵滲水通道，在隧道周圍形成隔水保護圈，防止地下水外泄，減輕隧道結(jié)構(gòu)直接承受的水壓力。經(jīng)過圍巖注漿，巖層中的裂隙被漿液充填，固化后的漿液形成巖塊之間的膠結(jié)材料，使圍巖的力學性能達到改善，減小了作用在襯砌結(jié)構(gòu)上的永久荷載，是對圍巖深層次的加固。

1.2.1圍巖注漿布孔的規(guī)定

圍巖注漿布孔的規(guī)定包括以下幾個方面：在軟弱地層或水量較大處布孔；大面積滲漏，布孔宜密，鉆孔宜淺；裂隙滲漏，布孔宜疏，鉆孔宜深；大股涌水，布孔應(yīng)在水流上游，且從涌水點四周由遠到近布設(shè)。

1.2.2初期支護后滲漏水處理

初期支護施工后有滲漏水的地段，應(yīng)在初期支護上鑿孔進行回填注漿，回填注漿應(yīng)在混凝土達到設(shè)計強度的70%后進行。圍巖及初期支護施工后回填注漿施工順序應(yīng)符合下列要求：沿隧道軸線由低到高、由下往上、由少水處到多水處鉆注；在多水地段，應(yīng)由兩頭向中間鉆注。

1.2.3二次襯砌后拱頂注漿

二次襯砌施工后應(yīng)利用預(yù)留的注漿管（孔）對拱頂部位進行回填注漿?；靥钭{應(yīng)在襯砌混凝土強度達到設(shè)計強度的70%后進行。二次襯砌后有滲漏水時應(yīng)采用襯砌內(nèi)注漿，注漿孔應(yīng)根據(jù)襯砌滲漏水情況布置。

2、注漿施工

2.1注漿機具

注漿機具要根據(jù)注漿液種類和結(jié)構(gòu)滲漏位置的大小合理選擇，目前用于注漿堵漏的機具有：鉆孔機械根據(jù)不同條件的注漿防水方案，選用相應(yīng)的鉆孔機械，可選機械類型有：改型TM-3型錨桿鉆機、K-100型地質(zhì)鉆機、SGZ-Ⅱ型鉆機、YT-28型風鉆、注漿機械漿液拌和機（HFV-5D型、KBY-50/70型、MVT-400）、電動往復泵、電動風壓注漿設(shè)備、手壓泵及注射器等。

2.2注漿壓力

2.2.1單液漿注漿壓力

由于施工中是在襯砌內(nèi)或背后進行注漿，因此注漿壓力的控制非常重要。壓力過大會造成支護受力過大而產(chǎn)生變形，危及結(jié)構(gòu)安全；過小則會使管路堵塞達不到預(yù)設(shè)效果。根據(jù)對影響注漿因素分析和施工中結(jié)構(gòu)變形的監(jiān)測，注漿過程中宜采用0.3MPa-0.5MPa的壓力進行施工，終壓控制為0.8MPa，漿液能順利進入支護后空隙而不致產(chǎn)生過大壓力，保證結(jié)構(gòu)安全，從而達到注漿堵水的目的。

2.2.2化灌漿注漿壓力

小型化灌機受漿材的影響，壓力不易控制，有時漿液堵管會被誤認為壓力提升，此情況在施工中應(yīng)特別注意。在設(shè)備和管路正常的情況下注漿壓力為0.1MPa-0.2MPa。注漿量由于襯砌背后空隙體積大小不一，因此注漿施工中主要以注漿壓力作為結(jié)束標準。但前孔的注漿量可為后孔設(shè)計量作參考標準，而最終的結(jié)束標準仍以壓力為標準。

結(jié)束語

綜上所述，注漿技術(shù)是一項實用性很強、應(yīng)用范圍很廣的工程技術(shù)。我國注漿技術(shù)的研究應(yīng)用雖然起步較晚，但發(fā)展迅速，取得較大進展，特別是在水泥注漿材料研制方面已處于世界先進行列。目前，我國注漿技術(shù)的應(yīng)用已遍及水利、建筑、鐵路和礦業(yè)等多個領(lǐng)域，相信注漿技術(shù)在我國將會得到越來越廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。