谈隧道工程劈裂注浆技术

前言：想要写出一篇引人入胜的文章？我们特意为您整理了谈隧道工程劈裂注浆技术范文，希望能给你带来灵感和参考，敬请阅读。

摘要:劈裂注浆技术可有效改良地质条件，结合实际工程，通过试验对隧道工程中劈裂注浆技术进行研究，结果表明，对地质条件较差的土层进行注浆后改善了土体基本物理指标，提高了土体的剪切强度，减少了地表及隧道拱顶的沉降。

关键词:隧道工程;劈裂注浆技术;加固;拱顶沉降

引言

劈裂注浆技术可以有效改良地质条件。注浆技术的研究在历史上很早就有记载了，其发展过程从最早的粘土材料注浆到水泥材料注浆再到化学材料注浆最后到现在的有机高分子材料注浆［1－2］，劈裂注浆技术是从水力劈裂原理演变而来的。关于该技术的研究有很多，其中有邹金锋等人［3－5］基于弹塑性力学理论对软土进行弹性区域塑性区分区对每个注浆参数进行研究;李冠奇［6－7］基于实际的工程进行注浆试验，分析了工程中的致密土体劈裂注浆的力学机理并研究了浆液扩散的规律;王玉平［8］通过室内试验模型取得了软土劈裂的注浆压力及注浆量随时间的变化规律;hweiger，HF［9］通过有限元仿真模型对劈裂注浆的沉降补偿机理进行数值模拟研究。但目前的研究来看对于该技术的研究还存在些不足，如对注浆参数的理论研究还较为欠缺、对注浆量的控制以及注浆后复合土体的强度检测问题等，为此通过试验研究结合具体的实际工程对隧道工程中的劈裂注浆技术进行研究。

1工程案例研究

1．1工程概况介绍

本工程的注浆段隧道需要注浆的段落总长为17．5m，一共可以分为三段，前段为标准不变断面段长度为7．5m，中间段为断面渐变段长度为4m，后段为抬高段长度为7m，因此本工程的隧道开挖尺寸为5．6m×4．35m，本次工程隧道的初期支护厚度为300mm，二次衬砌支护的厚度也为300mm，隧道的底标高为14．52m，在底做素混凝土垫层厚度为350mm，隧道的埋深在16．5m，隧道的全断面都处于粉细砂土内，地下水为潜水类型。隧道断面尺寸见图1所示，隧道所处的地质土层的参数见表1所示。本工程在进行地质勘探时，发现在要挖掘隧道的周围有表面渗水现象。

1．2劈裂注浆的参数设计

本次工程从加固安全的角度出发，在综合控制成本的基础上及施工的方便性上选用水泥－水玻璃双浆液作为主要的注浆料，同时准备一定量的磷酸，以防止遇到水量较大的情况。具体的注浆配合比及相关的参数设计见表2所示。

1．3劈裂注浆效果分析

本工程由于隧道的埋深在粉细砂层，因此本次的注浆主要是对该土层进行注浆，将该土层进行注浆后取该土层的土样进行分析，主要对土体的含水率、密度、强度进行分析研究，具体的结果见表3所示。从表3中可以发现，经过对土样的计算发现注浆后土体的含水率减少约18%，密度增加约9%，对土样的强度采用剪切试验仪进行试验，样本如图2所示，根据试验发现对粉细砂层进行注浆后的复合土砂层的粘聚力从15MPa提高到17．32MPa。

1．4隧道开挖后的观察

对隧道的埋深土层进行注浆后，待一段时间后对隧道进行开挖，并观察现场的开挖现象，经过观察分析发现在开挖时土体的胶结能力明显变强，土层具有良好的稳定性，不出现过大的变形及滑移的现象，可以顺利完成初期支护;并且发现在隧道的拱顶及土体没有出现明显的渗水现象，说明注浆的注浆液起到了加固止水的作用。

2隧道地层的关键位置变形分析

在隧道进行挖掘时，有几个现场的关键观测位置，一个是隧道上面的地表，另外一个就是隧道的拱顶。其中地表的沉降最能反映出隧道开挖对地层的影响情况，而隧道拱洞的沉降最能反映出隧道安全与否，本工程中在进行注浆后地表的最大沉降值约为18mm，而拱顶的最大沉降值约为41mm，与注浆前的进行对比，如图3(b)所示，这两者的值在隧道工程开挖中引起地表沉降及拱顶沉降数据中均属于较小值，说明本次的注浆液对地层沙土的注浆效果良好，可以达到预期的目的。图3表示沉降的测量布置及结果图。

3结论

通过试验研究结合实际工程对隧道工程中劈裂注浆技术进行研究，对地质条件较差的土层进行注浆后改善了土体基本物理指标，提高了土体的剪切强度，减少了地表及隧道拱顶的沉降。

参考文献

［1］涂鹏．浆液结石体耐久性试验及评估理论研究［D］．长沙:中南大学，2012．

［2］豆海军．复合水泥基．水玻璃双液注浆材料性能及微观特性研究［D］．北京:中国地质大学，2014．

［3］邹金锋，李亮，杨小礼．劈裂注浆扩散半径及压力衰减分析四［J］．水利学报，2006(3)．

［4］邹金锋，李亮，杨小礼，等．土体劈裂灌浆力学机理分析［J］．岩土力学，2006(4)．

［5］张淼，邹金锋，陈嘉祺，等．非对称荷载作用下土体劈裂注浆压力分析［J］．岩土力学，2013(8)．

［6］李冠奇．致密土体劈裂注浆的力学机理及试验研究［D］．北京:铁道科学研究院，2006．

［7］李冠奇，魏鸿，胡小文．致密土体注浆劈裂压力计算［J］．路基工程，2007(4)．

［8］王玉平，朱宝龙，陈强．饱和粘性土劈裂注浆加固室内试验［J］．西南科技大学学报，2010(3)．

作者：王松 徐绍婷 单位：江西科力咨询监理有限公司