隧洞突涌松散介质注浆加固技术与效果评价.pdf

DOI:1016617/jcnki11-5543/TK20240102施工技术隧洞突涌松散介质注浆加固技术与效果评价刘俊峰 郝俊锁 邢 飞(中铁十八局集团第二工程有限公司,河北 唐山 064000)【摘 要】为解决滇中引水工程中狮子山隧洞施工中遇到的突泥、突水问题,采用帷幕预注浆技术进行地层加固处治。针对 2 处地质构造和突涌介质堆积体不同的工程特性,提出了岩石碎屑高压喷射灌浆加固技术和泥质介质渗透性注浆加固技术,并对岩石碎屑高压喷射注浆与泥质介质注浆加固机理、帷幕注浆设计方案、施工工艺和技术、注浆效果综合评价方法进行了深入研究论证。应用结果表明,隧洞突涌体纵向加固范围为 30m,径向加固范围为轮廓线以外 5m,注浆加固形成了稳定的复合承载帷幕体,确保了该隧洞突涌灾害处治科学可靠,实现了突涌洞段安全掘进。【关键词】隧洞工程;突水突泥;注浆加固;评价中图分类号:TV554 文献标识码:B 文章编号:1673-8241(2024)01-003-10Grouting Reinforcement Techniques and Effect Evaluation for TunnelSudden Inrush in Loose MediaLIU Junfeng,HAO Junsuo,XING Fei(The Second Engineering Co,Ltd,China Railway 18th Bureau Group Co,Ltd,Tangshan 064000,China)收稿日期:2023-09-25基金项目:中铁十八局集团第二工程有限公司、西南交通大学联合科研课题“复杂地质特长深埋水工隧洞施工关键技术研究”作者简介:刘俊峰(1982),男,本科,高级工程师,从事隧道及地下工程施工与技术管理工作。Abstract:To address the issues of sudden mud and water inrush encountered during the construction of the ShizishanTunnel in the Central Yunnan Water Diversion Project,a curtain pre-grouting technology was employed for groundreinforcement and treatment.This paper addresses the different engineering characteristics of two geological structures andsudden inrush media accumulations.It proposes high-pressure injection grouting reinforcement techniques for rock debrisand permeability injection grouting reinforcement techniques for muddy media.In-depth research and analysis wereconducted on the mechanisms of high-pressure injection grouting for rock debris and injection grouting for muddy media,curtain grouting design schemes,construction processes and techniques,and comprehensive evaluation methods for groutingeffectiveness.The application results show that the longitudinal reinforcement range of the tunnel sudden influx body is 303meters,and the radial reinforcement range is 5 meters beyond the outline.Grouting reinforcement has formed a stablecomposite load-bearing curtain,ensuring the scientific and reliable treatment of the tunnel sudden inrush disaster andenabling safe tunneling in the sudden inrush section.Key words:tunnel project;sudden mud and water inrush;grouting reinforcement;evaluation 滇中引水工程是中国西南地区规模最大、投资最多的水资源配置工程,也是我国在建最大引水工程。隧洞跨 越 扬 子 准 地 台()之 丽 江 台 缘 褶 皱 带(1)和康滇地轴(2,称川滇台背斜)大地构造,具有埋深大、洞线长、构造复杂等特点,伴随有活动断裂、软岩变形、岩爆、有毒有害气体、突水突泥、高外水压与水环境影响等一系列工程地质问题1-2。施工期间,大型突泥灾害在该隧洞共发生 3 次,其中F-73断层第一次突泥后采取 108 管棚注浆加固效果差,导致二次突涌,而注浆加固围岩是隧洞突泥处理最常用也是首选方案。针对突涌体的工程物理特征,深入研究不同地质条件下注浆加固原理与效果检测评价是降低隧洞突涌处治后洞挖风险和安全保障的需要。隧道及地下工程针对大型突泥常采用全断面帷幕注浆,其注浆孔布置间距、注浆扩散半径、注浆压力和材料、注浆量、帷幕注浆厚度等施工参数是决定地层注浆加固效果的关键技术指标,而地层的可注性和注浆加固原理是确定工艺参数的前提。在注浆技术原理方面,秦鹏飞等3从基于裂隙岩体分形几何和模糊RES-云模型的可灌性分析理论、高聚物和微生物菌液注浆新材料、三维模型可视化和虚实耦合计算机技术等方面对坝基注浆技术进行了阐释述评。耿萍等4基于颗粒流离散元方法,研究围岩注浆对富水地层隧道开挖的影响,通过对岩体注浆过程进行细观动态模拟,研究不同注浆压力和注浆孔布设方式下的注浆效果,从而为优化注浆方案提供参考。张庆松等5考虑砂层渗透注浆过程中渗滤效应所造成的水泥颗粒滞留空间的不均匀性,针对平面径向流渗透注浆形式建立注浆加固体强度的定量计算公式,揭示注浆加固强度的空间衰减特征。科学合理选定注浆方案是达到理想效果的手段,而注浆效果评价是注浆工程质量检验方法。俞文生等6应用注浆参数分析、检查孔分析、钻孔雷达探测技术和数值计算等方法全面评估了断层突水突泥注浆治理效果。陈卫忠等7-8以检查孔观察法、检查孔取芯法、涌水量分析法及检查孔 P-Q-t 曲线法对帷幕注浆效果进行综合评价。王晓蕾等9详细阐述了五种注浆效果评价方法,并进行了较为详细的论述与分析,指出注浆效果评价存在的问题,针对存在的问题,提出了未来需要的注浆效果评价方法以及定量性指标。目前,隧道突涌灾害治理采用的帷幕注浆技术已日趋成熟,但针对不同突涌致灾介质堆积体的注浆加固机理、施工工艺研究和工程实践验证案例较少。同时,注浆属于隐蔽工程,注浆效果评价具有重要工程意义,但注浆效果评价尚无统一的标准可以借鉴,单一方法对于注浆效果分析评价可靠性差。本文依托滇中引水工程狮子山引水隧洞向斜构造凝灰岩夹层、F-71断层构造破碎带突涌处治中帷幕注浆加固的实践,根据突涌堆积体工程特性结合工程地质构造等,提出了岩石碎屑高压喷射灌浆与泥质介质渗透性注浆加固技术,并对不同致灾介质堆积体注浆加固机理、帷幕注浆加固方案和施工工艺、注浆材料和注浆效果多种综合评价方法进行了深入研究论证。1 工程概述滇中引水大理段施工 3 标位于宾川县境内,输水线路为狮子山隧洞 1 号施工支洞至 4 号施工支洞控制段(DL28+884 761 DL50+056 698),长度约为 21 172km。隧洞设计流量 125m3/s,净断面采用马蹄形。沿线出露古生界至新生界地层,岩性以沉积岩、岩浆岩为主。其中,隧洞穿越 D1k、P1可溶岩地层,岩溶发育中等至强烈;D1k主要以碎屑岩为主夹泥灰岩,岩溶发育微弱。隧洞涌突水问题主要发生在穿越大箐村岩溶水系统、大营镇岩溶水系统、断层破4施工技术Construction Technology碎带含水体以及乌龙坝向斜储水构造。2 突泥灾害简述2 1 DL30+738 处突涌情况DL29+916 DL31+570 段隧洞穿越乌龙坝向斜核部。该段岩性为弱风化致密状玄武岩。按类围岩掘进至 DL30+735 处,掌子面右侧拱肩位置发生崩塌。回填反压后按类三台阶法开挖,DL30+737 DL30+738 段上台阶钢支撑安装作业时,出现拱部围岩掉块,70min 之后 DL30+738 处发生突泥涌水,突泥推移范围约 125m,测算突水突泥总量约8000m3,突泥量 3500m3,突水约 4500m3。掌子面约8m 被满堵,稳定涌水量 80 90m3/h。2 2 DL40+147 处突涌情况超前地质预报推测 DL40+125 DL40+147 7洞段为 F-71断层构造破碎带,地层岩性为断层角砾岩、凝灰质角砾岩、断层泥,受构造挤压作用,断层带岩体节理裂隙发育。开挖掘进至 DL40+147 处拱部掉块,观察监视 37h 后发生突涌,突涌总量约 3000m3,突泥约 1200m3,突涌体长度约 54m。采用=0 3m、L=22 5m 的 108 超前大管棚注浆处治方案,对 DL40+147 DL40+152 3 段损坏的钢架进行拆除及更换,当拆换至 DL40+147 6 时,掌子面出现了第二次突泥涌水,突涌体总量约 5200m3,突泥约 2800m3,突水约 2400m3,突涌长度约 124m(见图 1)。图 1 突泥现场情况3 突涌体特性分析DL30+738 处突涌溃口位于玄武岩与凝灰岩层间接触破碎带,突涌体以玄武岩、蚀变凝灰岩岩石碎屑成分为主;DL40+147 处突涌溃口位于 F-71断层,突涌体以断层泥、凝灰质角砾岩等为主。现场取样烘干筛分可知:DL30+738 处突涌体具有碎石土特征,颗粒粒径不大于 5mm 的占 55 3%,大于 5mm 的占44 7%;DL40+147 处突涌体以泥质为主,颗粒粒径不大于 5mm 的占 83 7%,大于 5mm 的占 16 3%(见表 1)。表 1 突涌介质烘干筛分情况取样地点标准筛/mm筛余量(1-1 号)/g筛余百分比%累计百分比%筛余量(1-2 号)/g筛余百分比/%累计百分比/%累计百分比均值/%狮子山隧洞DL30+738处突涌体60000000050000000040540 66 86 8344 84 34 35 531 5106 61 38 1196 22 56 87 425423 05 313 4300 93 810 512 020490 66 119 5558 37 017 518 55施工技术Construction Technology续表 取样地点标准筛/mm筛余量(1-1 号)/g筛余百分比%累计百分比%筛余量(1-2 号)/g筛余百分比/%累计百分比/%累计百分比均值/%狮子山隧洞DL30+738处突涌体16283 43 523 1260 23 320 821 910821 210 333 3767 69 630 431 851026 212 846 11030 912 943 244 72 51001 812 558 71034 912 956 257 41 25501 26 364 9534 06 762 863 90 63738 69 274 2812 410 273 073 60 315518 46 580 6628 97 980 980 80 16351 64 485 0410 55 186 085 5筛底1184 114 899 81113 313 999 999 9损失12 70 21007 10 1100100狮子山隧洞DL40+147 6处突涌体60000000050000000040162 42 02 0224 92 82 82 431 5109 91 43 4002 83 125003 472 30 93 73 62030 80 43 853 60 74 44 11647 30 64 464 80 85 24 810219 62 77 1299 93 78 98 05644 68 115 2682 68 517 516 32 5795 59 925 1814 310 227 726 41 25466 75 831 0459 45 733 432 20 63888 611 142 1855 910 744 143 10 315110213 855 81075 413 457 556 70 161397 617 573 31335 116 774 273 8筛底2117 126 599 82048 525 699 899 8损失17 90 210013 30 21001004 岩石碎屑高压喷射灌浆加固技术4 1 注浆工艺选择结合现场超前地质预报成果10:隧洞突涌段为向斜构造岩层接触破碎带,突涌物来源主要为 DL30+720 DL30+732 段 12m 的凝灰岩夹层。基于DL30+738 处突涌体为凝灰岩碎屑,塌方体成孔率不高;前进式灌浆、后退式灌浆耗时过长,工效低;纯压式、孔内循环式灌浆工艺固结范围不可控,砂质夹层在高外水压环境易渗透失稳。因此,采用常规的钻孔压浆方式固结效果较差。为提高凝灰岩碎屑体固结效果,实现固结范围可控,选择高压喷射注浆工艺施工。4 2 高压喷射注浆加固机理采用水平定向钻机打设水平孔,钻进至设计深度后,拔出钻杆,且同时通过水平钻机、钻杆、喷嘴以大于 35MPa 的压力将配制好的浆液喷射到周围松散岩体内,借助流体的冲击力切削软弱岩层(凝灰岩),高压射流就可以破坏地层形成空腔并将土颗粒通过高压喷射浆液进行搅拌形成强度较高的加固体。6施工技术Construction Technology同时,高压喷射水泥浆液能沿着地层的缝隙渗透扩散,尤其在涌水量较大的地层中,水泥浆液扩散填充缝隙后起到止水的效果。其技术特点如下:强度高:因为在高压喷射注浆过程中,软弱岩体或土体与水泥浆充分混合,从而形成一种类似混凝土的固结体,其强度要比一般的水泥浆体高;均匀性:在注浆过程中,高压水泥浆喷射流,可以将渣体充分与水泥浆液混合,形成水泥浆液与土体较均匀的混合体;可控性:高压喷射注浆浆液扩散区域在渣体或软弱岩体破坏范围内,浆液注入部位和范围可以控制,可通过调节注入参数(切削土体压力、固化材料注入速度与配比、注入量等)获得满足设计要求的固结体。4 3 超前预固结灌浆设计DL30+725 DL30+755 超前预固结灌浆共设计 28 孔(见图 2)。图 2 DL30+725 DL30+755 超前预固结灌浆纵断面、平面示意图(单位:mm)上台阶(起拱线以上)共设两环 10 孔(D 环孔:D-1D-5;E 环孔:E-1E-5)。D 环孔于1 开挖轮廓线内 1m 进行布孔,环向孔间距为 2m,垂直于掌子面钻孔,外插角度为 0;E 环孔于1 开挖轮廓线内2m 进行布孔,环向孔间距为 2m,垂直于掌子面钻孔,外插角度为 0;中台阶共设 6 排 18 孔,按照左右两侧各三排孔进行布孔(A 环孔:A-1A-6;B 环孔:B-1B-6;C 环孔:C-1C-6),由内向外外插角度分别为 9、12、14。施工工艺参数:钻杆回撤速度 15 25cm/min;钻具旋转速度 12 20r/min;旋喷压力 35 40MPa;水泥浆液流量 50L/min;水泥浆配合比 0 5 1(水灰比)。5 泥质介质渗透性注浆加固技术5 1 泥质介质注浆加固机理突涌泥质介质类似砂土,是由许多相互连通的网状孔隙而形成的导浆系统。相关研究资料表明4,11:类砂土介质地层当注浆压力 p2 0MPa 时,浆液以注浆孔为中心向外扩散,孔中心浆液聚集对土体形成压密作用;孔外浆液以渗透形式扩散到孔隙,其运动形式是渗透扩散胶凝,扩散范围约 1 0m,最终将松散的固体颗粒胶结成整体;当 2 0MPap3 0MPa时,砂土内出现劈裂,劈裂缝基本沿应力薄弱面产生,浆液仍以渗透为主;当 p 到达 3 0MPa 时,劈裂的范围扩大,土体内部形成了纵横交错的网状浆脉,劈裂灌浆达到最佳效果。注浆压力和扩散半径、浆液黏度、松散岩土的颗粒直径和形状、级配等因素有关。5 2 帷幕注浆加固方案TRT6000+钻探综合超前地质预报结果显示:DL40+139 DL40+149 段为突涌垮塌区,泥质填充。钻孔过程中发现掌子面右侧围岩较硬,裂隙发育,裂隙水量较大,最大出水量 11m3/h;掌子面拱部左侧为突涌溃口位置,堆积体松散,钻孔塌孔严重,成孔困难。7施工技术Construction Technology根据超前预报成果结合泥质介质注浆加固机理和现场实际情况,DL40+123 5 DL40+153 5 段采取帷幕注浆加固方案,纵向加固长度 30m(含止浆墙),径向加固范围边顶拱开挖轮廓线外 5m,隧底以开挖轮廓线为界(见图 3、表 2)。图 3 DL40+153 5 处钻孔纵断面、平面布置(单位:m)表 2 注浆参数序号项 目 名 称参 数 值1加固范围纵向DL40+123 5 DL40+153 5,长度 30m(含止浆墙)径向边顶拱开挖轮廓线外 5m2浆液扩散半径1 0m3注浆终压3 0 5 0MPa4注浆孔直径90mm、130mm5注浆速度10 90L/min6终孔间距2 2m续表 序号项 目 名 称参 数 值7注浆方式前进式分段注浆、钻杆后退式分段注浆、水平袖阀管束分段注浆相结合8注浆孔数量126 个9孔口管L=1 5m,108,壁厚 6mm 该突涌段存在高水压、复杂地质、泥质介质等特殊环境条件,为了解决帷幕注浆泥水体胶结差与复合地层强度低的技术难题,提出分区处治、多工艺复合8施工技术Construction Technology注浆技术。通过先改善地层,后注浆排水挤密、劈裂扩散形成网状结构胶结骨架,形成具有一定强度和水稳定性的复合地层。5 3 多工艺复合注浆技术根据类似地层注浆施工经验,采用前进式分段注浆、钻杆后退式分段注浆和水平袖阀管束分段注浆相结合的注浆施工工艺。通过跳孔前进式分段注浆,逐步推进加固堆积体;回填改善地层后,在拱部左侧及拱顶采用钻杆后退式定点注浆;待地质进一步稳固之后,采用水平袖阀管束分段加压注浆挤密固结地层。具体施工工艺概括如下:前进式分段钻孔注浆工艺:由孔口向孔底分段实施注浆,首先安装孔口管,再通过孔口管分段向孔底钻进,分段长度5 8m 或在钻孔过程中涌水量大于 5m3/h 时停钻,然后开始注浆,钻孔一段,注浆一段,逐段推进,直至设计孔深;钻杆后退式分段注浆工艺:一次性钻孔到设计孔深,然后通过钻杆注浆,分段后退,分段长度一般为 3m,直到注浆从孔底推到孔口加固位置;水平袖阀管束分段注浆工艺:袖阀管采用 25 无缝钢管制作,采用钻机一次性钻孔至设计深度,下入 1 3 根TSS 管至薄弱地层,注浆压力达到设计注浆终压,并维持 5 10min,以提升浆液分布均匀性。5 4 注浆材料复合使用注浆材料以普通水泥-HPC 单液浆为主,普通水泥-水玻璃双液浆、普通水泥单液浆为辅。该段注浆量合计513 2m3,其中普通水泥-水玻璃双液浆 92 7m3,普通水泥单液浆 138 7m3、普通水泥-HPC 单浆液281 8m3。浆液配比参数及用途见表 3。表 3 浆液配备参数及用途序号名 称浆 液 配 比W C(水灰比)C S(体积比)HPC 外加剂掺量(质量比)用 途1普通水泥-HPC 单液浆(0 6 0 8)110%12%地层加固2普通水泥-水玻璃双液浆(0 8 1)11 1地层加固、堵水3普通水泥单液浆(0 5 1)1回填空洞6 注浆效果检测方法与效果评价隧道及地下工程帷幕注浆效果的评价方法12-13可分为资料分析法、检查孔法、开挖取样法和物探测试法。隧洞突涌处治过程设置止浆墙、泄水管和注浆钢管等对物探影响较大。本文主要对 DL40+147 处注浆效果评价进行阐述,选择常规资料分析法、检查孔法、开挖揭示观察等结合孔内成像技术手段形成注浆效果综合评价方法,全面检查评价注浆效果,预防因注浆加固质量缺陷导致的塌方或二次突涌,并为突涌洞段开挖方案确定提供技术支撑(见图 4)。6 1 资料分析法6 1 1 出水量分析根据注浆孔和检查孔钻孔记录,对各个注浆孔按照钻孔先后顺序绘制钻孔出水量横断面图,从图 4 可图 4 钻孔出水横断面知,出水量较大位置主要在右侧,左侧钻孔出水量相对较小。注浆结束后,检查孔出水量应小于 2L/(m min)。6 1 2 注浆量分析以施工过程各注浆孔单孔注浆量绘制成注浆量横断面分布图(见图 5),由图可知,左侧注浆量相对右侧偏大。9施工技术Construction Technology图 5 设计孔注浆量横断面分布6 1 3 典型注浆 p-q-t 曲线分析根据本循环钻孔注浆施工过程,注浆量和注浆压力随注浆时间变化情况绘制 p-q-t 曲线,主要表现为 3种形式(见图 6)。图 6(a)为本循环注浆前期注浆施工过程表现出来的 p-q-t 曲线。注浆孔注浆过程中,钻孔坍方段地层破碎,因此初始注浆时以较小的注浆压力对地层进行填充,初始流量约为 69L/min,地层吸浆量较大。随着注浆过程的进行,地层逐渐被填充密实,但因地层还有压缩空间,注浆量达到设计1 5m 倍注浆量后,调节浆液凝胶时间,停止注浆。图 6(b)为本循环注浆中期注浆施工过程表现出来的 p-q-t 曲线。注浆孔注浆过程中,通过前面的注浆施工,地层已得到填充,逐渐变得密实,地层吸浆能力明显减弱,表现为初始压力 1 4MPa,当地层被挤压到一定密实度后,压力上升注浆流量下降形成劈裂效果对地层进一步挤密,劈开后压力下降注浆流量上升,地层空隙被填充完成后,注浆流量随注浆压力上升迅速减小,注浆压力达到设计值结束注浆。图 6(c)为本循环注浆后期注浆施工过程表现出来的 p-q-t 曲线。注浆孔注浆过程中,通过前期注浆孔回填、劈裂挤密注浆,地层较为密实,压缩空间较小,吸浆能力明显减弱,表现为初始压力 2 5MPa;继续注浆对地层进一步劈裂挤密,表现为注浆压力短时间内上升、下降、上升,注浆流量下降、上升、下降,最终注浆压力上升至 6MPa 后趋于稳定,结束注浆。图 6 p-q-t 曲线 通过上述注浆 p-q-t 曲线变化情况可以看出,随着注浆工作的进行,地层由填充密实至反复劈裂挤密,压力上升过程逐渐缩短,地层无继续压缩空间,注浆效果达到要求。6 2 检查孔法6 2 1 检查孔布置检查孔的作用是根据出水孔位、单孔注浆量来判断加固区域的薄弱位置,其布置见图 7。现场检查主要内容如下:现场实测出水量,检查注浆加固后孔内出水量是否符合标准 2L/(mmin);检查方法为:现场使用 5L 量杯或 23L 量桶实测出水量,并使用秒表记录时间,以此测出出水量,并与标准值进行图 7 检查孔布置示意图比较;记录现场排渣渣样数据,根据排渣渣样分析01施工技术Construction Technology检查孔位置的地质情况;通过孔内成像技术观察检查孔内围岩加固情况;通过取芯芯样分析地质及加固情况。6 2 2 取芯评价岩芯获得率与岩体完整程度正相关,岩芯获得率指标能反映岩体完整程度,岩芯获得率 70%90%,说明岩体较完整14。岩芯获得率按下式计算:q=L0L(1)式中 q 岩芯获得率,%;L0 岩芯长度(统计中计入了可拼凑成柱状的岩芯长度),m;L 钻孔取芯的总长度,m。J3 孔钻取的岩芯以断层泥夹杂大量浆液结石体为主,岩芯获得率为 78%,突涌堆积体注浆后岩体评价为较完整。图 8 检查孔 J3 典型渣样6 2 3 冲击钻孔检查J1、J2、J3、J4、J5、J6 孔采取冲击钻孔,收集渣样(见图 8)。渣样中砂、碎石、泥与水泥浆颗粒混杂,加固区渣样较为干燥,满足加固要求。对检查孔施作全过程跟踪观察,发现检查孔完整,无塌孔,未产生突水、涌泥现象。同时,检查孔放置 2h 后,仍未出现突水、涌砂等不良情况。因此,初步判定注浆效果良好,达到设计效果。6 2 4 孔内摄像所有检查孔单孔出水量均满足小于 2L/(m min)要求,从孔内成像观察(见图 9)成孔完好,浆液充填痕迹明显,不塌孔,围岩稳定性好,地层得到了有效加固。图 9 检查孔内摄像6 2 5 检查孔压水试验对检 查 孔 进 行 压 水 试 验,单 点 压 水 压 力 取1 0MPa。在稳定压力下每隔 3min 读取压入流量,连续四次读数中最大值与最小值之差小于 1L/min 时,该检查孔压水试验即可结束。计算透水率小于 5Lu,则判断注浆效果理想。透水率按下式计算:=QpL(2)式中 试段透水率,Lu;Q 压入流量,L/min;p 作用于试段内的全压力,MPa;L 试段长度,m。在 1 0MPa 压力下,每米试验长度每分钟注入水量为 1L 时,则=1Lu。压水试验结果显示:DL40+123 5 DL40+153 5 段透水率均小于 5Lu。11施工技术Construction Technology6 3 开挖揭示观察开挖揭示观察突涌体注浆达标要求:掌子面被有效劈裂注浆填充加固且基本达到无水状态,分部短进尺开挖围岩自稳性较好15(见图 10),以注浆孔为中心形成清晰注浆网络,有效地保证了施工安全。图 10 突涌体注浆后开挖揭示情况6 4 综合效果评价本次注浆施工严格按照设计注浆方案进行,采用分析法对注浆效果进行分析评定,综合几种评定分析结果,可以得出以下结论:注浆量区域分布及单延米注浆量变化符合地层填充挤密规律,注浆孔注浆压力均能达到设计压力,地层得到有效加固,达到了注浆加固的目的,满足开挖施工要求;注浆 p-q-t 曲线规律符合地层加固机理,满足开挖需求;由注浆效果综合分析可知,DL40+123 5 DL40+153 5段突涌体地层经注浆回填、挤密后,较为稳定,已达到预期的设计注浆加固目的。7 结 论通过对滇中引水工程狮子山引水隧洞 DL30+738 处向斜构造凝灰岩夹层、DL40+147 处 F-71断层构造破碎带突涌采用帷幕注浆治理,对突涌地段地层实现了注浆加固,形成了稳定的复合承载帷幕体,保证了掌子面施工开挖安全,并得到以下结论:针对 DL30+738 处突涌体为凝灰岩碎屑类似富水卵石土地层的特点,提出选择高压喷射注浆技术治理突涌灾害,DL30+725 DL30+755 段 30m 超前预固结灌浆共设计 28 孔,在隧洞四周用高压喷射浆液进行搅拌形成厚约 5 0m 强度较高的固结体,治理效果明显;针对 DL40+147 处突涌体类砂土介质地层和掌子面左右地层软硬不均的特点,提出了多种工艺与浆液复合使用的帷幕注浆加固技术,采用前进式分段注浆、钻杆后退式分段注浆和水平袖阀管束分段注浆相结合的注浆施工工艺,根据用途不同选择普通水泥单液浆、普通水泥-HPC 外加剂单液浆和普通水泥-水玻璃双液浆,先注浆改善地层,后注浆排水挤密、劈裂扩散形成网状结构胶结骨架,形成具有一定强度和水稳定性的复合地层。注浆质量效果评价采用综合评价方法,选择常规资料分析法、检查孔法、开挖揭示观察等结合孔内成像技术手段全面检查评价注浆效果。注浆效果评价采用定性与定量相结合方法,并通过开挖揭示观察验证,验证结果可靠性高。参考文献1 郝俊锁.复杂地质特长深埋水工隧洞智能化施工关键技术研究J.现代隧道技术,2021,58(6):188-196.2 刘俊峰,郝俊锁,李勇,等.狮子山隧洞地质问题与施工技术J.施工技术(中英文),2022,51(11):121-126.3 秦鹏飞,王为林,袁媛.岩土工程注浆技术与其应用研究J.地质与勘探,2021,57(3):631-639.4 耿萍,卢志楷,丁梯,等.基于颗粒流的围岩注浆动态过程模拟研究J.铁道工程学报,2017,34(3):34-40.5 张庆松,张连震,李鹏,等.地下工程富水软弱地层注浆加固理论研究新进展J.隧道与地下工程灾害防治,2019,1(1):47-57.6 俞文生,翁贤杰,刘军,等.富水断层隧道突水突泥注浆治理关键技术研究J.公路工程,2019,44(1):23-31.7 陈卫忠,袁敬强,黄世武,等.富水风化花岗岩隧道突水突泥灾害防治技术J.隧道与地下工程灾害防治,2019,1(3):32-38.8 于海洋.基于物理模拟试验的断层带分层介质注浆扩散及加固机理研究D.济南:山东大学,2016.9 王晓蕾,姬治岗.破碎围岩注浆加固效果评价技术研究进展J.科学技术与工程,2020,20(7):2528-2536.(下转第 28 页)21施工技术Construction Technology图 1 骨料抑制试验膨胀率与龄期关系曲线4 结 论通过岩相法初步测定 5 组粗、细骨料中均含有一定量的碱活性矿物成分。通过骨料砂浆棒快速法进一步测定骨料碱活性,除了 LC8-TK4 粗、细骨料为非活性骨料,其余 4 组粗、细骨料均为具有潜在危害性反应的活性骨料。碱性骨料危害抑制试验结果表明:粉煤灰掺量为 10%的 5 组粗、细骨料试件,28 天的膨胀率均大于 0 10%,因此掺 10%粉煤灰不能有效抑制碱骨料反应;粉煤灰掺量为 15%、20%的 5 组粗、细骨料试件,28 天的膨胀率均小于 0 10%,因此,掺 15%、20%粉煤灰能有效抑制碱骨料反应。参考文献1 国家市场监管理总局.通用硅酸盐水泥:GB 1752007S.北京:中国标准出版社,2017.2 国家市场监督管理总局.用于水泥和混凝土中的粉煤灰:GB/T15962017S.北京:中国标准出版社,2005.(上接第 12 页)10 郝俊锁,刘俊峰,邱志洪,等.狮子山隧洞穿越 P23地层向斜构造突水突泥灾害源探测及致灾机理分析J.施工技术(中英文),2022,51(18):78-84.11 秦鹏飞.砂土注浆的颗粒流细观力学数值模拟J.土木工程与管理学报,2017,34(4):30-38.12 王晓蕾,秦启荣,熊祖强,等.深部巷道破碎围岩注浆加固效果综合评价J.地下空间与工程学报,2019,15(2):576-582.13 方健.高速铁路隧道超前帷幕注浆效果综合评价研究J.铁道建筑技术,2018(11):82-88.14 李均山,郭宇,李清山.软岩地区三叠系中统巴东组岩体完整性评价方法J.路基工程,2023(1):89-92.15 杨昌贤,马志富,张凤武,等.牡绥铁路双丰隧道富水第三系砂泥岩地层超前注浆加固施工技术J.铁道标准设计,2017,61(7):125-130.82科学研究Scientific Research