【導讀】水是隧道工程之首害。由于隧道的開挖，揭開了地下水的通道，水的流出帶走了大量的。大瑤山隧道班古坳豎井突水淹井，延誤工期一年多，直接經(jīng)濟損失幾百萬元；日本青。大，有的更為嚴重的水害迫使工程停止或廢棄改道。因此，如何有效地克服地下水的危害，以前山嶺隧道施工的防水原則是“以排為主，以堵為輔，排堵結(jié)合”，利用自。降，破壞周圍環(huán)境，影響居民生產(chǎn)、生活。工藝迅速發(fā)展，日臻完善。在一般情況下，注漿由于相對造價較高，工序較復雜，不是隧道施工的正常工序。少的技術(shù)儲備和應急措施。注漿用于堵水和改良地層已有幾百年的歷史。置，人工垂擊方法向地層擠壓粘土漿液，被認為是注漿的開始。系列試驗，并獲得成功，這是第一次采用水泥材料注漿。水泥漿的方法，來防止涌水取得成功，并在歐洲礦山建設中廣為應用。但與歐洲和日本等先進國家相比，特別是。但是可灌性較差，凝膠時間長，早期強度低，易沉降析水，宜用于

　　

【正文】 能力。 (2) 平導 PDK354+255～ +280溶洞 該溶洞和正洞 DK354+230～ +290溶洞屬于同一溶洞，填充物為淤泥質(zhì)粘土，呈流塑狀，基本無自穩(wěn)能力，溶洞和巖層交界面有大量地下承壓水存在，開挖揭露時最大涌水量為12020m3/d。該溶洞明顯和正洞 DK354+230～ +290溶洞存在水力聯(lián)系。 (3) 正洞 DK354+445～ +510溶洞 該溶洞填充物為粉細砂，與平導 PDK354+435～ +470 屬于同一溶洞，與平導有較強的水力聯(lián)系。在超前地質(zhì)鉆孔施工中，由鉆孔內(nèi)射出高壓水，射程約 30m，水呈鐵銹色，含大量泥砂，高壓水多次將鉆桿推出，鉆 機被涌出的砂、水淹沒。施工過程中多次發(fā)生涌泥、涌砂。2020年 9月 10日最大涌水量為 69000m3/h,持續(xù)約一小時，此后受大氣降雨影響較大，涌水量為 500～ 3000m3/h不等， 2020年 12月正洞下導坑用混凝土回填封閉安裝排水管后，在平導未完全封閉的條件下，正洞 DK354+390處實測水壓最高 MPa 。 (4) 平導 PDK354+435～ +480溶洞 該溶洞填充物為粉細砂，在施工過程中出現(xiàn)了多次較大規(guī)模涌水、涌砂等工程災害。揭漏時隧道最大涌水量為 4000m3/h，施工過程中也多次發(fā)生涌泥、涌砂， 注漿和開挖過程顯示，該溶洞和正洞 DK354+450～ +510 溶洞存在明顯水力聯(lián)系，屬同一溶洞，從 2020年 5 月4日揭露至今，處理時間已一年有余。 (5) 正洞 DK354+879溶洞 2020年 9月 10日，正洞超前下導坑施工至 DK354+879處時，掌子面突然爆裂并發(fā)出巨響，發(fā)生大規(guī)模突泥，溶洞中填充的硬塑 — 可塑狀粘土瞬時噴出，塞滿 DK354＋ 879～＋ 635計 244m的下導坑空間，涌泥量約 4200m3， 11 日、 12 日又相繼發(fā)生涌泥，總計長度 370m。從 2020年 9月 10日突泥災害發(fā)生到 10月 8日清淤完成在 DK354+710施做止?jié){墻，發(fā)生的最大涌水量為 3000m3/h。鑒于目前隧道尚未穿越該溶洞，還難準確確定該溶洞的發(fā)育范圍和填充情況。毛壩向斜隧道溶洞區(qū)平面圖如 92所示。 ～ 溶洞充填物為粉細砂+455+445+403+395+354平導平導進口 PDK351+388～橫洞充填物為淤泥質(zhì)粘土正洞號橫通道 +430混凝土進口里程 DK351+465 正洞襯砌里 程DK354+195 正洞擴挖里 程DK354+313充填物為淤泥質(zhì)粘土～ 溶洞+700淤泥充填段袋裝水泥DK354+879溶洞～490溶洞充填物為粉細砂混凝土止?jié){墻 圖 92 毛壩向斜隧道溶洞分布縱斷面圖 溶洞區(qū)的注漿處理 (1) 注漿方案 針對高壓富水區(qū)段不同的地質(zhì)條件狀況及施工特點，初步選定四種注漿施工方式，即：超前預注漿、徑向注漿、局部注漿和補充注漿，具體如下： 方案一：超前預注漿：注漿有效加固范圍為：正洞為挖輪廓線 外 8m，平導開挖輪廓線外 5m，同時包括開挖工作面； 方案二：超前預注漿：注漿有效加固范圍為：正洞為挖輪廓線外 5m，平導為開挖輪廓線外 3m，同時包括開挖工作面部分； 方案三：開挖后全斷面徑向注漿：正洞注漿加固范圍為隧道開挖輪廓線 5m, 平導為開挖輪廓線外 3m； 方案四是局部注漿和補充注漿，主要針對掌子面及初期支護結(jié)構(gòu)表面的局部出水點或滲漏水點進行局部鉆孔封堵。 (2)注漿方案的選擇標準 根據(jù)超前地質(zhì)預測預報成果和開挖及支護后的地質(zhì)情況和滲漏水量大小進行注漿方案選擇，其標準如表 91所示。 表 91 注漿方案 選擇標準表 方 案 選擇標準 方案一 ①可溶巖與非可溶巖接觸帶，溶管及溶洞充填物； ②施工中可能發(fā)生嚴重突水、突泥等地段； ③探水孔流水量≥ 10m3/h； ④探水孔水壓≥ 。 方案二 ①巖層接觸帶，物探電阻異常帶； ②施工中可能發(fā)生嚴重突水突泥等地段； ③探水孔流水量≥ 10m3/h。 方案三 ①一般富水地段； ②巖體完整，探水孔流水量 2m3/h≤ Q＜ 10m3/h，開挖后大面積淌水。 方案四 ①一般富水地段； ②巖體完整，探水孔流水量 2m3/h≤ Q＜ 10m3/h。 ③開挖后局部有較大的流水 ； ④初支完成后不能滿足設計要求的排水量≤ 5m3/m178。 d要求，不能確保結(jié)構(gòu)防排水的等級需要； (3) 超前深孔預注漿 根據(jù) TSP20紅外線及超前鉆探結(jié)果，當判斷出前方圍巖破碎，自穩(wěn)力極差或地層中涌水量隨著開挖面向前推進而大量增加時，應采取超前預注漿加固方案。對高水位富水充填型溶洞或富水圍巖破碎地層進行固結(jié)和堵水，以保證施工安全。結(jié)合目前圓梁山隧道毛壩向斜所揭示的地質(zhì)狀況來看，在高壓、富水、填充型溶洞地段必須采用超前預注漿方案，在溶管和溶隙發(fā)育地段，也應采取超前預注漿方案。 (4) 注漿材料及配比 根 據(jù)地層中的充填物類型、空隙、水量和水壓大小，注漿材料應選擇高強、快凝、滲透性和抗分散性好，無毒、無污染的水泥系注漿材料，本工程主要選用了普通水泥漿、普通水泥 水玻璃漿、超細水泥漿、超細水泥 水玻璃漿及超細型的 HSC和 TGRM 漿。注漿材料及漿液配比如表 92所示。 表 92 注漿材料及漿液配比表 漿液名稱 原材料 漿液配比 普通水泥單液漿 泥 水灰比 W:C=:1～ :1 超細水泥單液漿 20μ m 超細水泥 水灰比 W:MC=:1～ :1 TGRM單液漿 10μ m TGRM 水灰比 W:C=:1～ 1:1 HSC單液漿 10μ m HSC材料 水灰比 W:C=:1～ 1:1 普通水泥 水玻璃雙液漿 泥 35Be′以上水玻璃 水灰比 W:C=:1～ 1:1 水玻璃濃度 30～ 35Be′ 水泥漿、水玻璃體積比 C:S=1:1 超細水泥 水玻璃雙液漿 20μ m超細水泥 35Be′以上水玻璃 水灰比 W:MC=:1～ 1:1 水玻璃濃度 30～ 35Be′ 水泥漿水玻璃體積比 MC:S=1:1 (5)主要注漿參數(shù) 根據(jù)鉆孔充填 物種類及狀態(tài)、水量及水壓大小，現(xiàn)場選擇注漿材料并調(diào)整漿液配比和注漿參數(shù)，如表 93所示。 表 93 超前預注漿參數(shù)表 參數(shù)名稱 參 數(shù) 值 注漿加固范圍 正洞：隧道開挖面及隧道開挖輪廓線外 ～ 平導：隧道開挖面及隧道開挖輪廓線外 ～ 鉆孔長度 20～ 30m 止?jié){巖墻 3～ 5m 凝膠時間 單液漿： 30min～ 7h，雙液漿： 30s～ 3min 擴散半徑 ～ 注漿段長 ～ 注漿速度 10～ 100l/min 注漿終壓 ～ 單段注漿量 根據(jù)地層情況確定 (6) 注漿工藝 深孔超前預注漿主要采取安設孔口管前進式分段注漿方式，即在開挖面距離溶洞 5～ 8m時，施做 3～ 5m 厚的止?jié){墻，安設 長的孔口管，并采用法蘭盤和注漿管相連，實施鉆一段、注一段，達到注漿壓力后，再從孔口鉆下一段、注下一段的鉆、注交替施工工藝。整個鉆孔長度 20～ 30m，每次鉆孔注漿分段長度 1～ 2m。整段注漿結(jié)束后，進行效果檢查，達到標準后，開挖 15～ 22m，留 5～ 8m作為止?jié){巖盤。注漿工藝流程如圖 93所示。如施做止?jié){墻過程中，預埋有流水管路，應先進行頂水 注漿，將水完全封堵在地層中，然后進行全斷面注漿。 圖 93 前進式注將工藝流程圖 (7) 鉆孔、注漿主要機具設備 鉆孔主要采用 MK5S 鉆機，注漿泵采用 SJB100/、 KBY50/70、 GZKBY60/1ZIB/BP110/30，注漿泵主要技術(shù)參數(shù)如表 94所示： 表 94 注漿設備性能表 名 稱 性 能 SJB100/ KBY50/70 GZKBY60/12 ZIB/BP110/30 最高注漿壓力（ MPa） 12 30 最大注漿量 (L/min) 100 50 60 110 電機功率 (kw) 15 11 30 55 單、雙液或砂漿 砂漿泵 雙液泵 雙液泵 單液泵 現(xiàn)場平導掌子面采用四臺鉆機和四臺注漿泵及攪拌機組成鉆孔、注漿機組，正洞采用 8臺鉆機和八臺注漿泵及攪拌機組成鉆孔、注漿機組。 (8) 注漿效果檢查標準 單孔單段注漿結(jié)束標準 : ①注漿過程中，壓力逐漸上升，流量逐漸下降，當注漿壓力達到 6～ 9MPa， 流量小于5L/min。 ②鉆下一段孔時，上一段孔孔壁不坍塌。 全段結(jié)束標準： ①設計的所有注漿孔均達到注漿結(jié)束標準，無漏注現(xiàn)象。 ②檢查孔壁均不坍塌、無砂流出，檢查孔出水量小于 。 圓梁山隧道 2號溶洞注漿 （ 1）前期施工情況 2020 年 4 月中導坑施工時遇到 2 號溶洞，施工過程時，多次發(fā)生涌水涌砂，采用全斷面注漿和徑向注漿通過及小導管超前、鋼拱架、錨、噴、網(wǎng)聯(lián)合支護， 2020 年 7 月中導坑通過該溶洞， 2020年 10月該溶洞底部再次發(fā)生涌水、涌砂，決定在溶洞邊緣 DK354+455封閉開 挖面，進行全斷面注漿。 （ 2）注漿方案 經(jīng)過多次專家會議對注漿方案進行論證，確定采取以超前全斷面預注漿為主并結(jié)合徑向和補充注漿的堵水和加固方案。先對出水點進行頂水注漿然后實施全斷面超前預注漿，開挖后實施徑向和局部注漿。為了保證施工安全，在施工過程中，采取“泄水降壓”措施。同時，為加快施工進度，采取迂回導坑措施，實現(xiàn)該溶洞的“兩端夾擊”。 ①全斷面超前預注漿 正洞全斷面超前預注漿實施兩端夾擊，由于施工斷面大，為了保證施工安全、加快施工進度，減少鉆孔和注漿機械過多，產(chǎn)生的干擾，超前預注漿分上下斷面兩部分進行設計 施工，上半斷面采用一注漿通過，下半斷面采用兩端夾擊注漿方案。全斷面超前預注漿設計如圖94和圖 95所示。 XA1 A3A2 B1 C1 D1 2 3 4 5 62 3 4 5 6 72 3 4 5 6 7 8F1 G1 E1 2 3 4 5 6 7 82 3 4 5 6 7 82 3 4 5 6 7 82 3 4 5 6 7 82 3 4 5 6 7 82 3 4 5 6 7 82 3 4 5 6 7 82 3 4 5 6 7 891099 10 11111099 101099H1 I1 J1 K1 L1 YOM1 2 3 4 5 6 7 8N1 O1 P1 2 3 4 5 62 3 4 5 67654322 3 圖 94 全斷面超前預注漿鉆孔布置圖 300+470+4558001124加固范圍止?jié){墻800+478 +4901500 1000 10003500 圖 95 全斷面預注漿加固范圍 全斷面超前預注漿加固范圍為開挖工作面及開挖輪廓線外 8m，縱向加固有效長度為35m，注漿方式為前進式注漿，在粉細砂層注漿段長 2～ 3m，其它地段注漿段長根據(jù)情況可適當增加至 5m。注漿材料為普通水泥、超細水泥、超細水泥 水玻璃雙液漿、超細型 HSC漿和 TGRM漿。注漿擴 散范圍為 ～ ，注漿終壓 6～ 9MPa，以達到設計壓力作為結(jié)束標準。 注漿結(jié)束后從檢查孔情況來看，鉆孔能成孔，不塌孔，鉆孔中無涌水、涌砂現(xiàn)象，且從鉆出的巖屑中能看到漿液的膠結(jié)體，并進行壓水試驗滿足了要求，表明注漿達到了的預期的目的。 ②大管棚支護及注漿 在超前預注漿結(jié)束經(jīng)檢查符合要求后，通過導向管對周邊進行鉆孔，鉆到深度后安設大管棚并進行注漿以形成超前剛性支護體系。它和超前注漿帷幕體系共同作用，以提高超前帷幕效果。 大管棚采用外徑Φ 108mm/Φ 75mm，δ =8mm的無縫鋼管，每節(jié)長 2m、 3m。布設 時環(huán)向間距 40cm，外插角 176。每節(jié)管棚鉆設Φ 8mm單向閥溢漿孔 4個，施作成 TSS模式。 管棚布設完成后，對管棚進行全孔一次性注漿。注漿材料采用超細水泥單液漿或 HSC單液漿。 ③ TSS管補充注漿 開挖前，在工作面周邊施做Φ 42mm 的 TSS 管進行補充注漿加固。 TSS 管管長 6m，環(huán)向間距 15cm，外插角 15176。，每 2m施做一個循環(huán)。注漿加固范圍為開挖輪廓線外 3m。 正洞開挖采用 CRD 工法，每部開挖 6m。每部開挖后用Φ 42的 TSS 管對相鄰未開挖區(qū)域進行補充注漿。 注漿材料采用超細水泥 水玻璃雙液漿、 HSC漿（ TGRM漿）。 ④ 徑向注漿 徑向注漿加固范圍為開挖輪廓線外 5m，注漿孔梅花型布置，開孔環(huán)向間距 60cm，縱向間距 60cm。 徑向注漿采用Φ 42mm 的 TSS 管注漿。徑向注漿孔 TSS管采用引孔頂入法，即先用風鉆鉆設φ 50mm，深 5m的孔，然后將 TSS管頂入。注漿材料采用超細水泥單液漿。 （ 3）注漿過程中存在的問題及對策 ①粉細砂漿液難以注入的問題 室內(nèi)和現(xiàn)場試驗均表明：粉細砂層中，水泥系漿液只能實現(xiàn)劈裂充填和擠密擴散，漿液成水平層狀或樹枝狀、團狀充填，難以實現(xiàn)均勻擴散，形成連續(xù)完整的固結(jié)體，而化學漿