隧道高压涌水超前帷幕注浆施工技术及应用

某隧道穿越F4-5、F2-6宽张断层破碎带,右洞长6350 m,左洞长6336 m,超前探孔最大涌水量为1650 m^3/h,静水压力右洞为4.3 MPa,左洞为4.8 MPa,围岩为Ⅲ级安山玢岩。为解决隧道施工中遇到的高压涌水问题,施工采用全断面超前帷幕预注浆技术,纵向加固范围为41 m,径向加固范围为轮廓线以外8 m,注浆终压为水压的2~3倍,浆液扩散半径为2 m。通过对注浆材料的灵活运用、注浆顺序的优化等措施,总结并提高了目前帷幕注浆施工工艺和技术,加快了扫孔、注浆的效率,加快了施工进度,达到了最佳的注浆效果和工效,确保了该隧道顺利通过高压富水宽张破碎带,供类似全断面超前帷幕注浆参考。     

超前全断面与半断面帷幕注浆效果分析

针对在建公路隧道穿越断层破碎带时安全的施工方法,采用数值模拟结合现场监控量测的方法,对比分析了未进行注浆加固、超前半断面帷幕注浆和全断面帷幕注浆3种工况下初期支护的受力变形特性,评价了不同工况下的注浆效果。分析结果表明:未进行注浆加固工况下的拱顶沉降、仰拱隆起和周边收敛分别是超前半断面及全断面帷幕注浆的2.41倍、1.18倍、11.08倍和2.87倍、3.69倍、14.72倍;超前全断面帷幕注浆工况下的初期支护最大拉应力、最大压应力为4.24 MPa和26.85 MPa,比未进行注浆加固和超前半断面帷幕注浆减少了271.93%、363.21%和15.83%、28.57%。沉降监测数据非线性回归分析结果表明超前半断面、全断面帷幕注浆两种工况下沉降均趋于收敛,表现出安全稳定态势。     

注浆加固工法在齐岳山隧道F11断层施工中研究与应用

在应对齐岳山隧道F11高压富水断层施工中,综合国内外类似地层的施工方法进行比较,拟采用注浆工法进行堵水加固施工处理,由于采用全断面超前预注浆工期长的缺点,在钻孔注浆方案设计过程,根据实际地质情况,大胆进行理论创新,将原帷幕注浆“柱状加固模式”,优化为“桶状加固模式”,在保证效果的前提下,减少工程数量,并在后续施工中推广应用,最终形成以封堵较大裂隙水和加固围岩为主要目的的围岩加固注浆模式,大大地缩短了施工工期。     

松散堆积体隧道围岩变形特征及围岩加固技术研究

为了探究松散堆积体隧道的围岩变形规律及有效的围岩加固措施,以九绵高速五里坡隧道为工程依托,首先基于现场资料建立数值模型进行施工动态模拟,研究松散堆积体隧道的变形特征并与现场监测情况进行对比分析;然后依据数值模拟结果提出适宜的围岩加固措施,并应用于现场试验段验证其有效性.结果 表明:松散堆积体地层开挖时对掌子面后方地层沉降、周边收敛的影响范围为6～10 m,加强此范围内的超前预加固对围岩变形控制有较好的效果;当前断面开挖时,水平收敛及拱顶沉降会出现明显突变,初期支护、系统锚杆及锁脚锚杆应在开挖后第一时间施作.五里坡隧道现场试验段采用加强超前小导管及锁脚锚杆参数并结合地表帷幕注浆的联合加固措施后,围岩变形得到了有效控制.     

厦深铁路大南山隧道F2-1断层突泥涌水处理技术

厦深铁路大南山隧道在开挖至F2-1断层破碎带DK262+411时出现了突泥涌水,涌水量约为60m3/h,段内围岩主要为花岗岩、石英岩、辉绿岩等组成的断层角砾岩,遇水泥化,围岩稳定性差,根据现场情况设计了止浆墙,并采用上半断面布孔的全断面注浆技术对该段进行了注浆堵水和加固处理,顺利安全地通过了该断层。     

帷幕注浆在齐岳山隧道的设计与应用

为安全通过齐岳山隧道DK366＋295-DK365＋775段碎屑岩高压裂隙涌水地段,克服潜在发生突水、突泥的风险,设计中采用了帷幕注浆技术。对帷幕注浆设计中段落范围、止浆墙计算、注浆孔布置及注浆方式、注浆材料及参数、注浆结束标准及效果检查评定等设计要点进行探讨与实例介绍。该工程段顺利通过积累的设计经验,可供类似地质条件工程参考。     

厚卵砾漂石地层注浆止水新型材料注浆效果试验研究

在富水厚卵砾漂石地层中,采用传统的注浆浆液进行止水,浆液极易在地层内大量流失,且注浆后浆液扩散不均、多呈"糖葫芦"状扩散,无法保证注浆效果。针对富水厚卵砾漂石地层的地质特点,针对注浆材料进行一系列室内配比试验,并通过注浆模型试验及现场试验进行卵砾漂石地层的注浆材料研究。试验表明:在厚卵砾漂石地层中,采用2种新型浆液即CD-SCA(水泥+聚羧酸钠盐型分散剂-水玻璃+硫酸铜+明矾)浆液和PC-SCA(磷酸-水玻璃+硫酸铜+明矾)浆液,注浆浆液呈柱状均匀扩散,扩散半径满足设计要求,地层的渗透性明显改善,满足了帷幕止水墙的止水效果,为今后同类地层注浆止水工程施工提供了有效借鉴。     

不良地质条件下盾构区间隧道联络通道施工技术

以深圳地铁3151标益田站至石厦站盾构区间联络通道施工为例,介绍了联络通道及废水泵房的施工难点,根据工程实际情况,对方案进行了优化,采用全断面注浆加固地层的方式代替旋喷桩土体注浆加固,重点介绍了全断面注浆加固止水的施工工艺及技术要点。方案优化后,保证了不良地质条件下隧道联络通道的顺利进行。     

淤泥地层暗挖矩形隧道密贴雨水箱涵施工关键技术

为解决富水淤泥质地层和粉质黏土层中大跨径矩形暗挖隧道密贴下穿雨水箱涵施工难题,提出采用水平旋喷桩和全断面帷幕注浆结合的技术加固隧道及周边土层,以提高地层刚度。隧道采用分步开挖法,分上下、左中右6步开挖,超前支护采用小导管注浆方案,并分段进行临时支撑拆除和二次衬砌施工,施工过程中对隧道和箱涵变形进行监测。结果表明: 通过水平旋喷桩和全断面帷幕注浆加固改良土体,施工过程中的箱涵变形在可控范围内,且整个施工过程中隧道初期支护结构变形较小（6.8 mm）,说明施工采用的超前加固和开挖支护措施是安全可靠的,可以有效降低类似地质条件下暗挖隧道的施工风险,对类似工程有一定的借鉴意义。     

龙洲湾隧道富水地层注浆堵水施工技术及应用

为了解决龙洲湾隧道施工中出现的大断面富水地层的注浆堵水问题,从注浆堵水的原则、注浆材料的选择、注浆的方案等方面进行了全面的分析和论证,针对项目工程中不同的渗漏情况,提出了全断面超前帷幕注浆、局部注浆、径向注浆3种注浆堵水方式,在实践中综合使用以达到最佳注浆效果,并制定出了适宜本隧道特点的最优注浆堵水方案,确保了本隧道顺利通过富水段,同时优化和提高了目前的注浆方式和技术。     

厦门过海隧道超前帷幕注浆方案优化研究

为了解决过海隧道建设过程中安全快速穿越不良地质段的问题,依托厦门地铁3号线本岛至翔安过海隧道工程,针对其不均匀软弱围岩,对超前帷幕注浆方案进行研究。针对原“99孔-25 m”设计方案存在施工效率低下的问题,通过采取以“减少钻孔、配套优化”为主的系列优化措施,确定“56孔-25 m分段前进式”超前帷幕注浆方案： 1）径向加固范围为工作面及开挖轮廓线外5 m; 2）纵向加固范围为25 m; 3）浆液扩散半径为1.5 m; 4）注浆终孔间距为2.2 m; 5）使用普通硅酸盐水泥单液浆、超细水泥－水玻璃双液浆2种注浆材料; 6）注浆终压为0.5~1.5 MPa。结果表明： 方案优化后的扫孔效率提升至200 m/d以上,注浆效率提高3倍以上,综合施工速度平均达到1.72 m/d,为原计划的2倍,证明了优化方案的合理性和有效性。     

注浆法处理荣乌高速公路下伏采空区的关键技术

通过荣乌高速公路采空区的注浆治理工程,论述了注浆法成孔、帷幕孔注浆施工、注浆孔注浆施工的关键技术,根据施工现场地形地貌及地质情况,对采空区注浆法处治提出一些改进措施,同时指出应遵循采空区注浆质量检测方法、要求及采空区公路路基的变形控制标准,以确保工程质量。     

TAM管注浆止水帷幕作用分析

以澳门轻轨妈阁站项目为依托,建立止水帷幕渗流模型,分析不同深度TAM管注浆止水帷幕对于基坑止水和支护的作用。结果表明:随着止水帷幕深度的增加,坑底渗流速度减小,20 m深的止水帷幕使坑底渗流速度在最终开挖阶段降低了73.7 %;止水帷幕有减小支护结构侧移的作用,20 m深的止水帷幕使支护结构侧向位移在最终开挖阶段降低了94.6 %。     

超前预注浆技术在高压富水岩溶隧道中的优化应用

为避免在高压富水岩溶隧道施工过程中发生突水突泥,改善施工环境,加快施工进度,依托我国沿海地区某岩溶隧道,分析原全断面超前注浆加固方案在施工中存在的问题,从开孔设计、注浆材料、注浆参数等方面对原方案进行优化,提出并应用基于上半断面开孔的外堵内固精细化超前注浆技术,结果表明： 1）上半断面开孔方式能避免反复拆装钻孔工作台架,可节约工期4天/循环; 2）基于“一孔多用”和“边注浆边检查”两大原则,后序检查孔可及时检查前序注浆效果,在满足设计要求的前提下,可实现快速开挖; 3）采用硫铝酸盐单液浆,既能确保堵水效果,又能实现快速开挖。通过现场应用,每个注浆循环加快工期61.11%,每延米节约注浆材料47.79%。     

武汉地区一级阶地岩溶处理措施探讨及工程实践

为了解决地铁穿越武汉一级阶地沙漏型岩溶地质的岩溶治理问题，以地铁6号线红建路站及两端区间岩溶勘察、设计、施工处理为基础,总结溶洞大小、竖向分布规律、充填和发育规律等特点，分析沙漏型岩溶地质塌陷机制和风险。根据武汉地区浅层岩溶特点，总结岩面以下15 m岩层帷幕注浆阻隔后再溶洞充填注浆的处理思路。地铁车站采用岩层帷幕注浆、溶洞充填注浆、地下连续墙牛腿、土层抽条旋喷加固等岩溶处理方法。区间隧道考虑岩溶塌陷角、地面施工条件等采用岩层帷幕注浆、溶洞充填注浆、砂层隔离桩等处理方法。在6号线岩溶注浆施工中探索并使用了新的岩溶注浆跟管成孔工艺、浆液流量监测工艺等新技术，适合武汉一级阶地的岩溶注浆浆液配比和终浆标准，验证了沙漏型岩溶处理思路和处理措施的合理性。     

富水风化花岗岩铁路深大竖井涌水治理施工技术——以大理至瑞丽铁路高黎贡山隧道1#竖井为例

为解决富水风化花岗岩地区修建超深铁路竖井建井过程中涌水淹井问题，以大理至瑞丽铁路高黎贡山隧道1#竖井建井施工为例，针对1#竖井地质条件复杂、地层富水高压、工作面狭小、抽排水难度大等特点，借鉴类似工程和现场试验总结，对竖井工作面“探注模式”、狭小空间钻孔施工、注浆控制及钻注段高优化、掘砌等技术进行研究。提出在富水花岗岩地区铁路超深竖井修建过程中采用“有掘必探、以堵为主、堵排结合”的施工原则和“工作面预注浆+井筒壁后注浆”涌水治理方式，不但能有效控制建井过程中开挖面涌水量，还可在一定程度上提高综合施工效率。     

明月山隧道涌突水处理设计与施工

明月山隧道水文地质条件复杂,岩溶地下水发育,施工过程中发生大的涌突水,掌子面最大流量达15万m3/d。设计采用先在突水点设止浆墙,然后再对前方围岩进行全断面深孔预注浆进行堵水,施工实践表明该处理方式是成功的,目前,隧道施工已顺利通过突水地段。本次注浆堵水的成功为隧道涌突水的处理积累了经验,可供类似工程借鉴与参考。     

复合式衬砌隧道防排水设计几个问题探讨

为了防止和减少隧道渗漏水病害，通过分析复合式衬砌隧道防排水的现状和存在的主要问题，研究隧道排水量和水压力控制值分级、上下分离的防排水体系、围岩防水能力、防水层和二次衬砌混凝土整体防水效果检验评价等，并对防排水系统的设计和参数选择提出以下建议： 1）对于采用复合式衬砌的隧道，如果能满足环境保护及使用功能要求，其全隧道排水量宜控制在1.0 m3/（m·d）〖JP〗以内，二次衬砌背后承受的水压力最大宜控制在1.0 MPa以内； 2）为了减少隧道渗漏水发生的概率，并保证隧道结构的稳定，可考虑将拱、墙防排水体系和仰拱防排水体系分开设置，拱部、侧墙部位的渗水直接排入侧沟，仰拱部位的水主要通过纵向中心排水盲管排出，当水压力高时，通过与中心排水盲管连通的横向排水管将水引入新增的侧沟，并通过在横向排水管出水口安装的阀门进行限量排放； 3）通过地面隔离墙（咬和桩）、地面注浆、洞内注浆、旋喷、超前管棚、超前管幕、施作双层衬砌等措施，阻断和减小来水通道，提高地层强度和完整性，降低隧道涌水量和衬砌背后的水压力，并降低大量排水对运营和环境的不利影响。