浅谈注浆技术在隧道塌方处理中的应用
注浆技术已经被广泛应用于建筑施工中，尤其是在隧道塌方处理中，它的优势性已明显可见，为了更科学全面地认识注浆技术在处理隧道塌方中的应用，本文以具茨山隧道为例，简单介绍在隧道塌方施工处理中如何应用注浆技术。
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0 引言
郑石高速公路NO.06合同段具茨山隧道右线与YK37+671处2006年10月26日、2006年11月4日分别发生坍方，根据围岩类别、隧道实际布置情况，经研究采用注超细水泥浆加固地层，初期支护分别为锚喷支护、锚喷支护+钢支撑，二次衬砌分别为素混凝土衬砌，钢筋混凝土衬砌。安全、优质、快速地通过了困难段，保证了施工工期。
1 工程概况
1.1 塌方情况
具茨山隧道右线YK37+671处2006年10月26日、2006年11月4日分别发生坍方，涌出的大量粉砂土，估算总量已经超过2600立方米，将YK37+671～YK37+678已经施工的初期支护破坏。地面YK37+685出现沉陷、开裂，沉陷处地表标高与设计线标高相差m，偏离设计线7m，基本上位于隧道开挖断面左侧，沉陷面积达200m2，开裂面积达300m2。
1.2 工程地质及水文地质情况为：
①地形地貌：具茨山系伏牛山系山余脉，位于新郑西南千户寨乡南部，东部以山脊为界，南属禹州，北属新郑。东南长14公里，南北宽3.5公里。路线穿越具茨山脉老山坪段，区内为浅山地貌，地面高程在180～370之间，此处高差在180m，山体北坡为黄土岗地，植被较好，山体南坡多为裸露岩石，植被较差。
②地层岩性：为较弱风化的白云岩灰岩及大理岩，有裂隙，為块状结构，局部破碎代为Ⅳ级，但宽度小于30cm，无支护时局部可产生坍塌。
③水文地质：区内地下水为裂隙水，无集水现象，补给来源为大气降水，勘察期间勘察深度范围内未见地下水。
2 施工中注浆的目的和设计方法
施工注浆的目的有防渗，堵水，固结等。注浆的设计方法：①调查围岩特性确定围岩注浆范围。②岩体渗透性确定，确定注浆具体部位、深度、注浆排数。
③确定注浆试验具体要求并检测试验效果。④根据实验效果，对具体参数进行优化设计，确定注浆材料和压力。
3工程施工方案确定
3.1注浆加固坍碴，增强掌子面稳定性：采用挖掘机将塌体表面压实，挂φ8钢筋网，网格间距20×20cm，喷20cmC25混凝土及时封闭坍体，尤其是坍体与拱顶接触部位，防止坍塌体继续扩大。注浆固结坍体，自下向上分层布设小导管，小导管长度6m，间距为1×1m，梅花形布置，每4m一环，以提高坍体的自稳能力，防止在二次开挖过程中坍体坍塌诱发塌方规模扩大。
3.2对掌子面后方15米范围内未坍方段进行加固，防止坍方范围向后扩大，确保塌方处理过程施工安全：加强YK37+678～YK37+693段初期支护强度，钢拱架间距由1.0m调整为为0.5m，并增打中空注浆锚杆（锚管），锚杆（锚管）间距1m×1m，锚杆（锚管）长度4.5m，增加喷混凝土至25cm，每侧增加4根锁脚锚杆，固定好拱脚。
3.3超前管棚配合超前小导管改良前方土体，径向小导管注浆加固围岩：利用跟管钻施工φ108管棚，在管棚的棚护作用下进行二次开挖。φ108管棚伸入硬岩长度不得小于5m，φ108管棚环向间距50cm。拱顶两侧120°范围内均匀布设，通过超前管棚预注浆加固围岩。
开挖过程中采用双排超前φ50花管固结注浆（倾角分别为30度和5度，防止从管棚间隙塌落沙土），超前花管长5.0米，环向间距30cm，纵向排距2m。开挖通过后及时采用φ50花管径向加固注浆（水泥净浆），间距0.5（纵向，即每品钢支撑间）×0.5m（环向，即超前大管棚之间），注浆管长4米。注浆压力根据现场施工试验决定，终压持续时间不小于20分钟。
3.4 CRD工法开挖：考虑到坍塌高度较高，且坍体松散，自稳能力差，隧道断面跨度大。采用CRD工法开挖，将开挖断面变小，大洞小打，在开挖过程中临时支撑于拱架可以尽早形成闭合环，开挖时首先进行掌子面右半侧开挖。
3.5 加强支护：初期支护参数进行如下调整：钢拱架Ｉ22a，拱架间距0.5m（侵限段间距0.3米），中空注浆锚杆长度4.5m，每榀拱架25根，φ8钢筋网双层布设，网格间距15cm×15cm，φ22连接钢筋环向间距50cm，喷C25混凝土30cm，同时预留沉降量20cm。上述支护参数需经过设计院进行结构验算。
3.6 在沉陷、开裂区上方增设截水沟，防止地表水进入；对原地面塌陷松散体进行回填、注浆加固处理：在沉陷、开裂区上方增设截水沟，防止地表水进入，确保施工、运营过程的安全。对塌陷的松散体进行注浆加固处理，减轻松散体对初期支护和后期二次衬砌的压力。对塌陷的松散体回填至略高于原地面后进行封闭。待自然沉降稳定后，在对沉陷、开裂区进行浆砌片石铺砌。并做好隔水层。
3.7 加强衬砌防水，及时施工二次衬砌：安全通过塌方段后，在二次衬砌与
初期支护之间加密布置横、纵向排水管，工作缝设置橡胶止水带，防止运营期间渗漏水。及时施作二次衬砌，加大安全储备，二次衬砌采用60cm钢筋混凝土（由设计院计算后确定）。
4 施工中注浆技术具体运用
4.1 灌浆材料。采用超细水泥。超细水泥粒径Dmax＜20μm、D50＜6μm，比表面积S＞6000cm2/g。水泥结石抗压强度28d不低于50MPa。
4.2 灌浆方法。第一段采用下栓塞孔内循环法灌浆，其余各段为孔口封闭孔内循环的方法灌浆。
4.3 孔口管安装。第一段灌浆结束后用浓浆(0.4：1或0.5：1)置换孔内稀浆，再下81mm无缝钢管并深入基岩内2m，孔口外露10cm并留丝扣，以备以下各段压水灌浆时安装孔口封闭器，孔口管待凝72h后方进行以下各段钻灌施工。
4.4 灌浆水灰比。灌浆水灰比采用3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1六个比级。开灌水灰比为3：1，以后逐级变浆，当某一水灰比级浆液注入400L而吸浆量无明显减小或压力未升高时，则变浓一级浆液灌注。
4.5 灌浆压力。灌浆严格按各段设计压力控制，对吸浆量较小孔段尽快升至设计压力；对吸浆量较大的孔段，采取分级升压的方式达到设计压力。
4.6 抬动观测。在灌浆过程中均安装千分表(或百分表)进行抬动观测。
4.7 灌浆结束标准。在设计压力下，灌浆段吸浆量连续4个读数Q≤0.3L/min时则再延续1h，但该段总灌浆时间不少于2h即可结束灌浆；如吸浆量长时间达不到上述标准，吸浆量Q＞0.4L/min但纯灌浆时间已超过4h也可结束灌浆。
4.8 终孔验收。每个孔到设计孔深后，均进行孔深、孔斜验收，采用上海产KXP-Ⅰ型测斜仪测量孔斜。
4.9 封孔。终孔段灌浆结束后，用0.5：1浓浆置换孔内稀浆进行压力封孔，封孔压力与终孔段灌浆压力相同，封孔持续时间不少于2h。
5 注浆质量检查及资料整理
注浆段的注浆全部结束后，应进行注浆效果检查和评定，不合格者应进行补灌。一个灌浆段注浆结束后，在钻孔点附近钻3～5个检查孔，通过钻孔内浆液渗透范围判定注浆结果。钻芯进行结石率和固结体强度试验。注浆结束后，对施工中的各种原始记录要进行综合分析整理，对工程水文地质条件，注浆质量进行分析。
6 结语
近几年来，随着注浆技术理论与实践的发展，这项技术以其独特的优势和功效被越来越广泛地应用于工程界。在建筑施工防渗，堵水，固结，防止滑坡，降低地表下沉，提高地基承载力，回填，加固等方面起了重要的作用。本文以具茨山隧道塌方处理为例，简单介绍注浆技术的应用，为以后注浆技术应用提供相关经验。
