注浆加固在浅埋暗挖隧道中的应用(一)

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【摘 要】文革叙述了小导管注浆机理，结合保龙高速公路马家寨隧道施工介绍了注浆加固技术在浅埋暗挖隧道中的应用。
　　【关键词】注浆 加固 浅埋暗挖 隧道
　　
　　引言
　　隧道小导管注浆预支护是沿初期支护外轮廓线，按一定仰角，向掌子面施打带泄浆孔的小导管并进行注浆。充分填充土体的空隙。以改善土体物理力学性能。稳定掌子面前方的土体，以达到控制开挖松弛、崩塌、沉降，从而提高掌子面的自稳性。
　　1 小导管注浆机理
　　1.1小导管的梁支撑效应
　　用作小导管的无缝钢管，前端以一定的角度插入开挖断面外深部围岩，后端支撑在钢拱架上面，并与钢拱架焊接在一起。根据导管的长度，一般开挖作业几个循环后进行下一次的导管施作，导管总有部分出露悬空的长度，因此，导管钢管可以看作是一端为绞支，一端为滚轴支座的简支梁，隧道开挖后可有效承受卸荷产生的部分松动压力，使二次应力场的重分布向着利于围岩稳定的方向发展。
　　1.2小导管的注浆加固效应
　　无缝钢管上钻取注浆孔，通过导管向周边围岩注浆，在压力作用下化学浆液渗透到砂土间的空隙中，挤出其中的空气和水份并胶结凝固，使隧道开挖轮廓线以外一定范围的松散砂土层形成整体，提高围岩的地层刚度和整体稳定性，减小了隧道周边塑性区的范围。
　　1.3小导管注浆的承载拱效应
　　隧道开挖后拱顶部分岩体首先失去稳定，产生坍塌，并形成自然拱。随之，遂道两侧由于应力集中而逐渐破坏，导致顶部坍塌进一步扩大形成塌落拱。对上覆围岩破碎的软弱岩土层，如果不进行超前支护，隧道拱部极易坍塌，造成施工安全和质量事故。采用小导管注浆法进行超前预加固时，理论E以注浆管为中心形成―个稳定的圆形加固体，单排或多排注浆管的联合注浆就形成了以小导管钢管为骨架的承载拱。
　　2 工程概况
　　保龙高速公路第三合同段位于保山市隆阳区蒲缥镇境内，路线起点里程为K529+300，起于马家寨附近，路线于K530+400处设置马家寨隧道穿越陆家山，隧道下行线全长2830m，隧道上行线全长2785m，合同止点为K533+705.22（小松坡村附近），路线综合长度4375.29m。本工程为一次建成全立交全封闭双向4车道高速公路，主要结构工程有隧道1座，盖板涵8座，盖板通道1座，其中马家寨隧道右幅隧道长2830m，左幅隧道长2785m，共计长5615m。
　　3 施工技术
　　3.1超前大管棚施工
　　隧道拱部采用超前大管棚进行注浆加固。大管棚采用水平钻机钻孔，再打入φ108×6钢花管，钢管每节长5-6m，以长15cm的丝扣连接。其洞口打设夹角为1-2度。双液注浆泵注入水泥水玻璃浆液。
　　具体工艺流程为：钻孔→布管→封面→注浆
　　（1）钻孔：搭设作业平台，在作业平台上安设电动水平钻机进行钻孔，首先钻头自预埋在套拱混凝土内的φ140导向管穿过打设管棚孔，打设仰角1-2°，孔径比φ108大20～30mm。
　　（2）布管：φ108管棚选用φ108×6无缝钢管加工而成，顶部切削成尖靴，以便送入孔中；超前管棚仅在拱部沿轮廓线设置39根，环向间距40cm，外插角1°～２°。
　　（3）封面：注浆前喷射C25混凝土厚10cm，封闭工作面，孔口采用止浆塞封堵，以防漏浆。
　　（4）注浆：采用双液注浆泵压注水泥、水玻璃浆液，浆液配比为水泥：水玻璃=1：0.5，水灰比为0.8，水玻璃模数m=3，波美度Be=35，注浆初压0.5～1Mpa，终压2.5 Mpa，注浆结束后用10号水泥砂浆充填，以增强钢管的强度和钢度。