公路隧道灌桨法施工技术

公路隧道灌桨法施工技术

肖紫曦

肖紫曦

广西桂海高速公路有限公司530000

摘要：结合梅花2#隧道整体穿越溶蚀破碎带的施工技术，重点分析了灌浆法的原理及其公路隧道施工中的具体应用。

关键词：公路隧道；问题；灌浆法

0前言

梅花二号隧道位于广东省乐昌市梅花镇跌牛排村至梅花镇大岭仙村，约呈40～110°方向展布。设计为分离式独立双洞隧道，左右线进口间距约25.0m，出口间距约30.0m，洞室净空14.75×5.0m；起讫桩号左线ZK26+940.0m～ZK28+715.0m，长1800.0m；右线YK26+940.0m～YK28+700.0m，长1760.0m；隧道最大埋深约118.1m，属长隧道。

一梅花二号隧道施工进展情况

左洞进展情况：梅花二号隧道采用台阶法进行施工，左洞掌子面已开挖至ZK27+220m，中台阶位置已开挖到ZK27+214m；下台阶至ZK27+204m，仰拱位置为ZK27+200m，二衬位置施工到ZK27+180m，施工时发现溶洞位置为ZK27+155m，至ZK27+220m段为全充填粉质粘土，大致硬塑。

右洞进展情况：右洞掌子面已开挖至YK27+277m，中台阶位置已开挖到YK27+270m，下台阶至YK27+241m，仰拱位置为YK27+235m，二衬位置施工到YK27+220m，施工发现较大溶洞腔体位置为YK27+243m，溶洞腔体流塑～可塑粘性土及碎石土位置为YK27+247m～277m。至此，由于隧道洞体?YK27+247m～270m段仰拱发生变形，该段进行临时工字钢加固支护。道右线至左线处，2号裂缝离右线隧道约40m，与1号裂缝东南段距5～10m之间。

1.1山体裂缝情况

2011年11月11日，施工队技术人员在梅花二号进口段山体巡查时发现2条土体裂缝，其中1号主体裂缝呈弧形状，延伸长度大于70m，宽一般为2～10cm，最大宽度为13～16cm，深为几米至几十米，最宽裂缝处土体发生错落，高差3～5cm，裂缝面产状为产状280°∠83°，2号裂缝位于1号裂缝南面侧，呈蛇曲状延伸大于40m，宽度为2～5cm，延伸几米至十几米。裂缝平面位置位于隧道YK27+215m～YK27+250m段右侧约20-50m，其中1号裂缝北东段已穿越隧道。

二、灌浆法的相关概念及其施工原理

灌浆法也称为注浆法，指的是利用气压、液压或电化学的原理，利用注浆管把各种能够固化的浆液以填充、渗透与挤密的方式注入到隧道等基础里，把土颗粒或者岩石裂隙里的空气和水分进行排除，再占据其位置。经过一段时间，浆液便能够把松散的土粒粘结为一个整体，从而改善隧道等基础土的物理属性，从而提高隧道等设施的承载能力，减小水分等的渗透，缩小基础变形、裂缝等问题。一般来说，常用的灌浆材料主要有化学浆材、水泥系浆材以及混合型的浆材等。化学类浆材主要有木质素、环氧树脂类等，水泥系的浆材主要包括水泥浆、粉煤灰水泥浆以及黏土水泥浆等，混合型的浆材主要有聚合物的水泥浆材、聚合物的水玻璃浆材以及水泥水的玻璃浆材等。目前，灌浆法的应用领域越来越广泛，主要在于坝基、房基、道路基础、地下建筑等几个方面。灌浆法一方面减少了渗流量，降低了渗透性，提高了抗渗能力，降低了孔隙的压力，达到了防渗功能。另一方面灌浆法采取封填孔洞的模式，进而堵截了流水，实现了堵漏的功能。此外，灌浆法能够有效的提高岩土的变形模量和力学强度，恢复混凝土的结构，达到了加固的功能。

利用灌浆法达到加固隧道基础指的是在气压、液压以及电化学原理的基础上，通过压力把浆液注入到桥梁基础的空隙和裂缝中，进而完成裂缝填补工作，达到加固基础的效果。灌浆法的主要目的是通过灌浆改善隧道基础的物理属性以及化学属性。在灌浆的时候，浆液会渗透到孔隙或裂缝中，进而形成浆脉、浆柱体，浆柱体和隧道的基础进行结合后，便达到了符合条件的隧道基础，最终有效的提高了桥梁以及隧道基础的承载力，减轻了墩台不均匀沉降等问题。

三、灌浆法在公路隧道施工

灌浆法能够有效的解决公路桥梁和隧道的裂缝等问题，有效的提高了墩台的强度。灌浆法在隧道施工中的加固作用主要从以下几个方面入手：

首先，在公路隧道施工过程中，灌浆法施工的准备阶段。一方面准备好灌浆施工过程中用到的机具和设备；准备好灌浆施工时的各种浆材；进行灌浆试验，以此来确定灌浆的灌浆孔距、扩散半径等。另一方面，进行施工现场组织的准备。包括技术人员、施工人员、现场质量控制和监督人员的到位，进行灌浆施工进度的合理规划。

其次，在公路隧道施工过程中，灌浆法的施工流程。一般来说，灌浆法在加固公路桥梁以及隧道施工的流程主要体现在以下几点：首先将公路隧道成孔状，方便将水泥浆、粘土浆、水泥砂浆以及粘土水泥浆等进行灌注，然后安放浆管与封堵孔口，再进行搅浆、灌浆、待凝、成孔、安放灌浆管与封堵孔口、搅浆、灌浆，最后进行封孔。

再次，在公路隧道施工过程中，灌浆法的施工工艺。针对灌浆法在施工流程的相关环节，在进行灌浆法的施工中的工艺应当从以下几个方面进行控制。灌浆成孔的环节应当选择合适的钻头进行正对孔位施工，当钻头施工到粉性土里的时侯，应当先把导管护壁下入，再利用捞砂筒取砂成孔，一直钻到粘性土里。施工过程中进行安放灌浆管与封堵孔口的环节的时候应当注意在花管外壁用橡皮包裹，以此来阻断泥沙，杜绝泥沙向花管涌入。在进行搅拌的环节的时候要特别注意在搅拌桨筒内注入一定量的水后，再进行搅拌，然后加入通过试验确定的定量的水泥，搅拌3-5分钟后，进行滤浆，取滤浆液备用。灌浆法在灌浆环节的工艺应当严格的遵循自上而下的顺序，采取孔口封闭纯压式的灌浆方法，直到浆液饱满，将隧道的基础填满，满足设计的深度。灌浆法在封口环节的工艺应当注意当灌浆施工环节结束后，应当进行及时的封孔操作，在封孔24小时后还应当对孔口进行检查，出现浆液下沉现象后进行补浆操作，直到浆液到达顶面为止。

现场调绘显示，山体1号裂缝的弧顶位恰好为F2断层经过位置，这就说明以F2断层开始，以F4为终点所在的灰岩岩层，结合F3及北东和北西向两组“X”节理共同作用下，形成岩溶通道，通过大气降水汇集的地表水，以及上游水通过岩溶管道汇集于该灰岩段，溶蚀形成较大～特大的溶洞腔体。腔体形成后，由于水动力作用，岩溶水将继续顺断层产生的裂隙溶蚀，形成排向家昌河排泄区。1：1万地质调查中就发现家昌边有泉水排出，流量为0.2～2.0升/s，雨季变化约1～4升/s。说明隧道岩溶段还有岩溶通道通往家昌河。溶洞腔体通过F2、F3、F4产生张性裂隙溶蚀，形成以地表连通的管道，漫长岁月变迁沉积碎石土及粘性土。溶洞腔体低洼处积水，形成软塑～流塑粘性土，岩溶通道处附近形成可塑～硬塑的粘性土或碎石土。山体弧形1号裂缝和蛇曲2号裂缝是隧道开挖放炮震动影响，使溶洞腔体内的碎石土，粘性土向溶洞腔体的空洞区或岩溶通道处塌落，应力改变，使表层土体向下错落下沉所产生。之所以否定山体古滑坡复活产生滑移，是因为裂缝产出山体边坡中部，下部皆有基岩出露，产状明显倾向山体，倾角大于60°，且基岩之间的粘性土也有下沉错落产生的裂缝，。

槽探（1）揭露3米深显示基岩，山顶一侧1号弧形裂缝最宽15cm处，裂缝裂面产状260°∠82°，延伸十几米至数十米，且裂隙两侧土体下沉高差3-5mm，波及范围为0.2～0.5m，深约3m尖灭，3～10cm宽的裂隙空隙向下延伸。

槽探（2）揭露山顶一侧3.8m处显示基岩，2号蛇曲裂缝最宽6～10cm处，裂面产状230°∠83°,延伸十几米至数十米。

钻探揭露显示，SMH2SD-1钻孔揭露了溶腔体存在，及F1溶蚀带存在，SMH2SD-2钻孔揭示了F2溶蚀带的存在，SMH2SD-3钻孔、SMH2SD-4钻孔揭示了F4的存在，并倾向灰岩一侧。

四坍塌和沉降处理措施

4.1坍塌处理措施

塌方后不能把坍塌物外运，应及时反压回填，并注浆固结，重新进洞施工，由于我分部当时左洞坍塌后，将坍塌物外运，导致坍塌空洞越来越大，导致难以控制，最终重新运料进行反压回填以及泵送混凝土方式控制了空腔的发展。

4.2沉降处理措施

初支沉降，说明轮廓线外侧围岩发生应力释放，加固圈失效现象，首先是开裂最后下沉或者是坍塌。

当沉降速率平均每天达到5~10mm时，采用注浆小导管加固；当达到10mm以上时必须采用钢支撑接合注浆小导管加固（先环向、竖向、斜向支撑连接后再进行注浆加固）。

拆除方法：待整改支撑稳定后，再进行其他工序施工，先逐榀拆除竖向和斜向支撑，拆除一榀要闭合下台阶一榀或者是落脚。环向支撑与二衬保持小于3m，每次拆除榀数只需要满足6~8m即可。

结语：

随着公路隧道施工技术的不断发展，相关人员素质的不断提高，公路建设项目的质量也会越来越高，为经济的发展和人们的生活带来更大的动力。

参考文献：

[1]张校昌,杜明琪,张楠.南京长江第四大桥短线匹配节段箱梁施工技术[J].青岛理工大学学报,2013(04)

[2]陈宏科.浅谈高压旋喷注浆方法在隧道基础加固中的运用[J].科学与财富,2012(03)

[3]杜中秋.大桥乡大桥现浇筑连续T构0号块施工技术[J].隧道建设，2010(10)