摘要：黄毛山隧道Ⅳ级围岩地段，基岩节理裂隙发育，岩石破碎。在 DK152+000 ～ DK152+050 段地势低洼有一定的导水性和储水性，且右侧有一水库，地下水发育且围岩自稳性极差，洞室开挖易形成突水、塌方。通过超前对该区段的工程地质和水文地质评估和预测，按照“以堵为主，限量排放”的原则，采用帷幕注浆进行堵水加固围岩以保证施工安全。通过现场试验确定帷幕注浆技术参数 , 利用钻孔浆液 , 将一定范围内围岩裂隙中的水挤出 ,从而保证围岩裂隙具有一定强度的混合浆体 , 与岩体固结成一体 , 形成止水帷幕。
    关键词：隧道；岩体破碎；地下水发育；帷幕注浆
    中图分类号：U455.49     
    文献标志码：B      
    文章编号：1004-4655(2014)01-0054-03
    1·工程概况
    甬台温客运专线铁路的修建，对于加快沿海地区经济发展，完善东南铁路网布局，具有深远意义。黄毛山隧道为全线控制工程之一，单洞双线，全长为 4 906 m。该隧道 DK151+995 ～ DK152+050 为Ⅳ级围岩地段，基岩节理裂隙发育，岩石破碎。在DK152+000 ～ DK152+050 段地势低洼有一定的导水性和储水性，且右侧有一水库，使地下水发育且围岩自稳性极差，洞室开挖易形成突水、塌方，对施工造成危害。在这种情况下，尽快通过破碎带、水库段施工，加快施工进度，是隧道顺利贯通的关键。通过超前对该区段的工程地质和水文地质的评估和预测，按照“以堵为主，限量排放”的原则，决定采用帷幕注浆堵水加固围岩，以保证施工安全。
    2·帷幕注浆施工技术
    2.1  帷幕注浆工艺
    帷幕注浆是通过在工作面钻注浆孔 , 再向孔内压注水泥 ( 或水泥 - 水玻璃等 ) 浆液。浆液将一定范围内围岩裂隙中的水挤出 , 保证围岩裂隙被具有一定强度的混合浆体充填密实,与岩体固结成一体,形成止水帷幕［1］。
    2.2  施工工艺及主要技术参数
    帷幕注浆施工工艺流程见图1。
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    主要技术参数［2］有如下几点。
    1）每一循环注浆长度为 27 m，开挖 24 m，保留 3 m 止浆岩盘。
    2）采用 YXU-75 型钻机，孔口管采用 φ108 mm、壁厚5 mm的热轧无缝钢管。
    3）注浆帷幕固结体主要承受外部静水压力 ,其厚度按厚壁筒公式 , 并按第四强度理论计算。
    E=R·{[σ/(σ-3p)]-1}            
    （ 1）
    式中 ：E 为帷幕计算厚度，ｍ ; R 为隧道掘进半径，ｍ ;σ 为泥灰岩固结体允许抗压强度，MPa; p 为最大静水压力值，MPa。
    根据本隧道该区段地质情况，经计算及工程类比确定浆液扩散半径为隧道开挖轮廓线外 3 ｍ。注浆孔布置见图2。
           
    4）注浆材料采用超细水泥 - 水玻璃浆双浆液。浆液配合比考虑岩石裂隙情况及浆液的扩散半径，由试验室通过试验得到 ：一般情况下水泥浆的水灰比采用 0.8 ∶ 1.0 ～ 1.5 ∶ 1.0。水玻璃浆密度1.20 ～ 1.38 kg/m3；水玻璃浓度，通常用波美度，代号为 (° Be) 表示。它与常用的浓度表示方法（密度 d）之间存在如下关系 , 见式（2）。
    
    一般使用的水玻璃浓度在 30 ～ 45° Be。浓度越高，凝胶时间越长。
    水泥浆与水玻璃的体积比为 1 ∶ 1 ～ 1 ∶ 1.03，施工中根据岩层情况和胶凝时间要求，结合注浆效果及时调整。
    5）注浆泵采用锦西注浆泵厂生产的 2TGZ －60 ／ 210 型双液调速注浆泵。www.tmgc8.com
    6）注浆压力由孔口压力、浆柱压力、管路损失压力构成。一般情况下，计算式见式（3）。
    p = (2 ～ 4) MPa + p0 （3）
    式中 ：p 为注浆终压，MPa;p0为涌水压力，MPa。
    它的大小与岩石的强度、渗透性、钻孔的深度、位置、注浆序次、注浆材料等性质有关，可通过现场注浆试验确定。本工程根据现场试验确定的注浆终压采用为该处静水压力加上 1.0 ～ 2.0 MPa，注浆初期压力一般应低于设计注浆终压力，随钻孔深度增加而增加［3］。
    7）浆液凝胶的确定一般应采用 CS 浆液作压注试验。当进浆量很大、泵压长时间不升高时，胶凝时间选 1 ～ 2 min ；当进浆量中等、泵压稳定上升时，胶凝时间选 3 ～ 4 min ；进浆量较小、泵压升高很快时，胶凝时间选 5 ～ 6 min。双液浆的凝胶时间不同于凝结时间。凝胶时间较短，是指由流动状态变为不流动状态的过程。凝结是水泥浆体开始失去塑性的时间。
    8）工程中常用充填率来估算和控制注浆总量。所谓充填率是指注浆体积占孔隙总体积的比率。于是注浆总量计算式见式（4）。

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