帷幕注浆在山岭隧道富水软弱复杂地层的应用.docx

帷幕注浆在山岭隧道富水软弱复杂地层的应用摘要：通过对得利隧道在富水软弱复杂地层出现涌水涌泥的原因进行分析发现由于隧道掘进过程中遇到软弱破碎岩体泥化夹层呈软塑状且地下水丰富最终造成了掌子面涌水涌泥。针对现场实际情况制定了全断面帷幕注浆用法加固塌方区周边围岩的方案。经过注浆效果综合分析法与检查孔法评定该加固方案达到了预期效果有效的加固了软弱泥化夹层及变质岩包裹体等不良地层满足该段隧道安全稳定的开挖要求。关键词：帷幕注浆；富水地层；效果评价1工程概况得利隧道位于陕西省汉中市佛坪县辖区区域为秦岭南麓中山区平均海拔约1200m最高海拔为1790m。洞身地表起伏较大地表自然坡度30°～50°多为基岩峭壁。山高坡陡基岩裸露沟壑纵横地形复杂植被茂密。得利隧道2号斜井西安方向DK150+137～DK149+965段地层岩性为华力西期闪长岩岩体较完整节理较发育为Ⅱ级围岩。2现场涌水涌泥（石）情况得利隧道2#斜井西安向施工至DK150+137掌子面时岩性为华力西期闪长岩为韧性剪切带夹泥化夹层呈条带状岩体受构造影响严重节理裂隙呈密集发育带局部夹有灰黑色泥化夹层、侵入岩包裹体、石英条带、岩块灰黑色泥化夹层遇水软化、泥化并染手岩体稳定性差拱部及边墙出现涌水水量约5000m3/d掌子面拱部出现较大空腔根据现场情况及地质雷达探测结果初步判断掌子面前方为节理密集带富水水量无减少迹象见图1。图1DK150+137掌子面涌水涌泥当得利隧道2号斜井西安方向施工至DK150+133时上台阶掌子面中部出现股状涌水及掉块现象侵入岩包裹体呈碎渣状遇水泥化、软化并染手形成黑水整体稳定性差水量未减少掌子面拱部前方大管棚内侧出现2.5×10×1.5m（纵向×环向×高）较大空腔。为了保证施工安全和进度必须对施工现场出现的问题进行处理。3处理方案3.1初步方案根据地质雷达、TSP、超前水平钻探结果综合各方意见最终得出了掌子面涌水涌泥的产生原因和处理方案：得利隧道2号斜井西安方向DK150+137掌子面通过地层岩性为华力西期闪长岩与元古界变质岩接触带华力西期闪长岩在形成过程中俘虏了周围元古界变质岩所形成的包裹体。岩体软弱破碎泥化夹层呈软塑状地下水丰富造成掌子面涌水涌泥。因此将DK150+137-DK150+112段围岩级别调整为Ⅵ级采用全断面帷幕注浆加固堵水施工于DK150+140处设置止浆墙厚度3m采用C30混凝土仰坡坡率1：0.3。超前帷幕注浆加固循环段长25m（含止浆墙）每循环预留5m作为下一循环止浆岩盘开挖20m注浆加固范围为开挖轮廓线外5m扩散半径2.5m终孔间距≤4.0m合计79孔注浆材料采用普通硅酸盐水泥单液浆建议浆液配合比：水灰比=1：1注浆终压6～8MPa。后续段落施工根据超前地质预报及掌子面揭示围岩情况再确定。3.2方案调整得利隧道2号斜井西安方向施工至DK150+137时掌子面地层岩性为华力西期闪长岩与元古界变质岩接触带泥化夹层呈软塑状地下水丰富造成掌子面涌水涌泥拱部出现较大空腔清理止浆墙基底时发现下台阶岩体软弱破碎涌泥形成的堆积体成流体状在此位置施作止浆墙基础稳定性差。因此对原方案进行了调整具体如下：（1）将止浆墙里程后退9m调整至DK150+149。（2）全断面帷幕注浆加固堵水施工段落调整为DK150+149～DK150+124（25m）。（3）DK150+149～DK150+133段落上半部断面采用洞碴装袋堆码回填形成临时坡面。4帷幕注浆施工4.1施工方法及工艺根据掌子面实际地质及施工条件参考相关类似工程成功经验按照设计技术要求并通过现场实验决定采用前进式分段注浆施工工艺分段距离施工中根据地质条件及注浆效果进行动态调整加固圈5m；如达不到预计效果注浆范围根据实际情况扩大。全断面帷幕注浆加固长度为25m开挖20m并保留5m作下一循环的止浆盘。注浆加固钻孔剖面如图2所示。4.2注浆孔设计根据设计图纸结合得利隧道该注浆段落地层破碎、富水的特点及现场实际情况同时还结合以往的注浆经验确定本段注浆循环单孔扩散半径2.5m加固范围为隧道开挖轮廓线外5m沿隧道开挖轮廓线布置四圈注浆孔外圈孔（A序孔24个）终孔距轮廓线外3.92m内圈孔（B序孔17个）终孔1.73m掌子面孔（C序孔11个）终孔距轮廓线内1.2m核心土稳定孔（D序孔5个）终孔轮廓线内4.2m；设内外圈补强孔（E序孔22个）终孔距轮廓线外3.4m；C/D序（共16孔）注浆孔终孔后放入玻璃纤维锚杆加固稳定围岩。注浆开孔设计图见图3终孔设计图见图4。4