(1)概述。太峪隧道位于陕西省彬县太峪镇境内,全长1238m,设计采用同曲率单心圆,最大开挖高度9.2m,宽度13m,埋深8~160m,纵坡2.46%。洞身范围内地层主要为中更新统(Q2)老黄土,土质坚硬致密,节理裂隙发育中等,层理少见,无软弱夹层,属Ⅱ、Ⅲ类围岩。
该隧道采用先拱后墙分部开挖,钢架与木支撑相结合临时支护,人工模注混凝土。在施工过程中木支撑间隙较大,难以回填密实,拱顶表现尤为突出,潜在隐患大,因而要求对隧道衬砌后空隙进行充填注浆。
该隧道黄土围岩经土工试验天然含水量较高(20%),大孔结构已退化、无湿陷性、强度高、稳定性好。若选用注浆机每小时最大出浆量8m3,注浆管直径38mm,注浆液对围岩最大冲击压力为75.8k Pa,小于围岩的凝聚力(293k Pa)对围岩不会造成动力学破坏。
(2)充填注浆施工。
1)浆液试配。根据该隧道具体特点,采用水泥、细砂、粉煤三种材料配制浆液。加入粉煤灰有利于包裹和润滑集料,系统稳定性强,易于泵送,可减少注浆材料费用。粉煤灰粒径小于0.15mm,水泥采用425号普通硅酸盐水泥,三种配比的浆液在室内试验数据见表6.2。
表6.2 注浆浆液试验数据
2)注浆参数。该隧道为素混凝土衬砌。规范要求注浆压力为0.2~0.3MPa,通过对注浆压力损失测试,注浆表压控制在0.3~0.5MPa,对衬砌和围岩均构不成破坏。
3)注浆标准。注浆结束标准:在注浆管路畅通的条件下,注浆压力正常值时其注入量为零,延续10分钟,这时可认为所注孔已注满。
质量检验标准:钻检查孔注浆,检查孔为总注浆孔数的5%,每个注浆段至少应有2个孔。检查浆液为纯水泥浆,水灰比为2∶1,在注浆压力下吸浆量小于10L为合格;7天后钻孔取心,注浆固体致密可认为质量合格。
4)布孔。根据衬砌施工情况,一般注浆段长30~40m。布孔依据浆液的流动性,注浆可控性和确保填料到位原则,左右边墙各布设2条钻孔走向线,Ⅰ序孔距、Ⅱ序孔距各为6~8m,Ⅰ序孔距路面1.5~1.7m,Ⅰ序孔和Ⅱ序孔高差为2m,如图6.2所示;拱部孔布设3条钻孔走向线,钻孔呈菱形分布,Ⅰ序孔距和Ⅱ序孔距各为6~8m,Ⅰ序孔沿隧中线左右对称布设,对称孔距6m,Ⅱ序孔布设在正拱顶,如图6.3所示。(www.daowen.com)
图6.3 拱部布孔示意图 (单位:m)
5)注浆。注浆顺序原则上先墙后拱,从下坡方向往上坡方向,先Ⅰ序孔,后Ⅱ序孔。相邻的同序孔高差15cm,先注下坡方向,上坡方向孔作为观察孔;Ⅱ序孔施注中可对Ⅰ序孔所注浆液进行补充。钻孔前期为勘察孔,后期为工艺孔或观察孔,这种注浆顺序能观察出浆液充填的有效高度,有利于达到预期充填效果。
注浆施工工艺流程为:搅拌机拌制干料,人工制浆,经4mm筛网注入贮浆筒,注浆;达到注浆结束标准,取出注浆管封堵孔口。
施注过程中采用风力搅拌,定时用稀浆清洗管路,可大大减少堵管现象。
6)特殊地段注浆。K3+252~264为原塌方段,衬砌后拱部有2处滴水成线,边墙渗水严重。该段注浆以止水为目的。为了有效控制水路,采用间隔注浆。在施注边墙、拱部时积水从施工缝隙大量涌出,间歇注浆使浆液充分置换出积水。采用间隔、间歇注浆,把围岩水流控制在右K3+255和左K3+263两泻水孔处。
(3)效果。全隧道注入水泥1200t,细砂1500t,粉煤灰800t,每平方衬砌背后平均注浆0.051m3。
注浆前隧道拱部渗漏水共48处,注浆后乘下4处渗水,止水效果明显。
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