富水岩溶隧道注浆堵水技术探讨

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1、富水岩溶隧道注浆堵水技术探讨广东省高速公路有限公司摘要：木文主要针对富水岩溶隧道注浆堵水的技术展开了探讨，通过结合具体的工程实例，对注浆材料的选择作了详细的说明，并为注浆施工作了系统的阐述和给出了一些相关的措施，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。关键词：隧道工程；富水岩溶；注浆堵水引言在富水岩溶地IX进行隧道施工，異有着极大的难度和挑战性，但是随着建设技术的发展，特别是注浆堵水技术的应用，使得我国在宮水岩溶地区修建隧道越来越普遍。然而在实际施工中，注浆堵水的施工技术还未完全应用成熟，还需要相关的工作者不断探索，以寻求更佳的富水岩溶隧道建设的施工技术。1

2、工程概况1.1地质特征隧道左右线采用分离式双洞单向3车道，中线间距为20m，为大断面小净距隧道。1.2涌水情况隧道右洞开挖掘进至K5+381时，开始出现涌水，涌水纵断面如图1所示，在掌子面前方钻孔进行超前地质预报，随着钻孔加深涌水量越来越大，至15m时由于水量太大，无法继续施作钻孔，隧道掌子面全断面水流量约为920m3/h,单孔动水压力0.03〜0.061MPa，水温37°C，涌水压力较小，水温较高。经过6d洞内、外水量监测，洞内水流量没有明显减小趋势，洞外泉眼、水库、居民饮水点、水塘等主要水文监控点水位没有明显下降，水温保持在37°C。利用地质雷达对掌

3、子面进行探测，探测结果表明前方围岩为岩溶角砾岩，较破碎，裂隙发育，整体性较差，围岩含水丰富。通过水文地质分析和现场涌水揭露，认为涌水主要来源于岩溶角砾岩及与其存在联通关系的灰岩岩溶管道，且属深部岩溶管道涌水。图1涌水段纵断面2注浆材料选择注浆材料的选取应根据堵水要求、加固要求，是否作为永久性支护结构，以及注浆材料浆液的可注性、可控性、环保性、经济性等方面综合考虑进行选择。2.1注浆材料及配合比的确定根据隧道的水文地质条件，选择普通硅酸盐水泥及38〜42°Be、模数3.1〜3.4的水玻璃作为主要注浆材料。水泥浆和水玻璃浆的浓度应根据岩石裂隙发育程度

4、、钻孔单位吸水量的大小确定。准确掌握浆液的初凝吋间是注浆中的一个重要环节，影响浆液初凝吋间的因素有：水泥浆和水玻璃体积比、水泥浆和水玻璃浆的浓度、外加剂、温度、地下水等。为了准确地掌握浆液的初凝时间，隧道项0部试验处在施工前进行了科学的配合比试验，试验结果如表1所示。根据隧道的实际情况，采用第4组中第3次试验的数据确定了施工配合比。施工配合比：水：水泥=0.8:1;水泥浆：水玻璃=1:0.4(体积比)；磷酸氢二钠(缓凝剂)=3%水泥质量。双浆液试件7d抗压强度平均值为20MPa。浆液配制的过程中先加水，然后加磷酸氢二钠，最后加水泥。注浆吋用双液注浆泵按确

5、定的比例将水泥浆、水玻璃浆同吋注入，双液注浆泵上安装奋2种浆液的调速阀，按照浆液配合比试验确定的浆液体积比调节流速。2.2注浆设备和系统2.2.1注浆主要设备(1)注浆泵选用耿兴80和120两种型号注浆泵。(2)钻机选用全液压意大利多功能钻机C4,最大钻进深度为80m。(1)管路高压胶管数条，可承受5〜8MPa的压力。(4)搅拌机配备两台容积为1.0m3的泥浆搅拌机，以确保连续供浆。具体注浆设备如表2所示。表1双液配合比试验表2注浆设备2.2.2注浆系统采用双液注浆系统，苏优点是操作方便，便于施工，水泥一水玻璃在此混合后注入岩层可随吋调整，2种浆液在孔口

6、混合后立即注入岩层裂隙，不易出现堵塞管路的现象。3注浆施工3.1注浆参数选择(1)浆液凝胶时间浆液凝胶吋间应根据进水量和泵的压力变化确定。当进水量很大，泵的压力上升缓慢，凝胶时间可取1〜2min;当进水量适中，泵的压力上升平稳，凝胶吋间可取3〜4min;当进水量很小，泵的压力上升较快，凝胶时间可取5〜6min。(2)进浆量当双液进浆量〉300L/min，泉的压力上升缓慢，则为大进浆量；当进浆量为100〜300L/min,泵的压力上升平穂，则为正常进浆量；当进浆量＜100L/min吋，且泵的压力升高较快，则为小进浆量。(3)注浆压力一般情况下，注浆压力主要

7、与渗透地下水压力、岩层裂隙人小和粗糙程度、浆液的性质和浓度、要求的扩散半径等有关，根据经验，终压取2〜3MPa。(1)注浆量的确定为获得良好的注浆效果，必须注入足够的浆量，确保一定的冇效扩散范围。浆液压入量Q可根据扩散半径及岩层裂隙率进行粗略估算。填充率取10%,则按下列公式计算注浆孔每米的最大理论注浆量为2.713m3。Q=πr2Hnα(l+β)式中：Q为注浆量(m3)；r为浆液扩散半径(m),此处取3m;H为注浆段长度(m)，此处取30m;n为地层孔隙率，根据地层决定，按5%〜20%计算；α为有效注浆系数(取0

8、.7〜0.9)，此处取0.8;β为浆液损失率(取0.1〜0.4)，此处