青云山隧道F9断层超前帷幕注浆加固施工技术

金坤学

摘 要：青云山隧道地质结构复杂，并穿越12条断层破碎带，其中F9断层为所有断层破碎带中长度最长、预测涌水量最大、围岩渗透系数最大的断层破碎带，且由于实际断层位置与设计位置存在很大的偏差，于3月12日发生突发生特大涌水，结合涌水发生的原因分析，针对断层采用了超前帷幕注浆加固方法通过该断层，本文详述了帷幕注浆参数的确定、注浆方法的选定与优化、注浆质量控制与注浆效果检查等，并结合施工过程总结出存在的不足和持续改进措施，为今后隧道经过类似断层施工提供一定的参考。

关键词：断层 破碎带 超前帷幕注浆 注浆效果 质量控制

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）05（c）-0088-06

1 工程概况

1.1 工程地质情况

根据施工图纸对该断层设计情况，该段层于DK502+230里程处与线路接近正交，属压扭性断层，内部为碳酸盐化蚀变及石英岩脉填充，裂隙主要产状：1500∠710，隧道通过含水体的长度为55 m，渗透系数为1.1 m/s，预测涌水量为12196 m3/d，最大单位涌水量为221.75 m3/d.m，该断层在地貌上形成了深切的冲沟，地表汇水面积大，冲沟上下游数量变化较大，导水性极好，属强富水段。在该断层地段为正英正长斑岩与凝灰熔岩不整合接触富水构造。

1.2 掌子面突发涌水情况概述

左线进口涌水自3月10日下午开始渗水以来，我们立即组织测量人员对洞内涌水情况及水水位进行了实时监测。在左线进口地段采用积水深度和洞身淹没长度，根据隧道净空宽度及坡度，结合抽排水量，计算实时涌水量。同时，对地表水径流也进行了详细调查，目前施工地段埋深600余米，地表有一宽约300 m沟谷，林木茂密，植被较好，谷底径流量约为50 m3/h，且径流不连续，经过沿沟底观察，每隔100 m左右沟底基本无水流，沿沟底下游100 m左右又重新出现水流，这表现为地表水暗流或与隧道涌水贯通后直接渗入隧道内的可能性。在3月12日下午4时以后，隧道左线进口因突发特大涌水淹没斜井交叉口以后，水位监测方式为在斜井井身安全地段对水位标高进行实时监测，并根据水位标高计算隧道内的淹没面积，计算隧道内所有水库容量，确定实时涌水量。经监测结果表明，隧道出现最大涌水时间为3月13日零晨，其涌水量峰值达到2300 m3/h，之后涌水量出现回落，截止3月17日下午观测显示，水量基本保持在850～1000 m3/h之间，随后涌水量仍表现为逐步衰减趋势，截止4月10日涌水量观测，左线进口掌子面涌水量已基本稳定在450～500 m3/h之间，且洞内涌水量随地表降雨量无明显变化。

1.3 突发涌水原因分析

该地段地质条件为F9断层影响带，属压扭性断层，断层及影响带宽度约115 m，隧道上部为凝灰质砂砾岩与二长斑岩接触带，为富水构造。同时沿F9断层影响带地貌上形成了深切的冲沟，地表汇水面积大，水量丰富。从地质纵断面分析，在DK502+015～DK503+500段落，有长达1435 m的次火山岩类的侵入岩，以岩株形式侵入上部凝灰质砂砾岩形成非整合接触带，受后期多次构造影响，该非整合接触带和上部的凝灰质砂砾岩节理裂隙发育，成为富水构造。该处隧道埋深575 m，地下水位埋深115 m，形成高压水头。F9断层带切穿凝灰质砂砾岩和二长斑岩非整合岩性接触带，及上部富水构造，成为富水构造排水通道。当隧道掘进到DK502+385处，掌子面拱顶出现渗水，在处理过程中，因上部高压水头的作用，隧道拱部岩壁被击穿，产生突发性大涌水。

2 涌水地段加固处理方案

2.1 总体施工方案

根据隧道帷幕注浆预加固长度，加固里程为DK502+401～DK502+341，共计60 m加固长度，分为两个注浆循环。根据已开挖地段地质及涌水情况，为保证隧道安全，首先进行注浆堵水，在现有掌子面退后10 m施作一厚度不小于6 m的止浆墙，并结合拟采用的注浆钻孔设备及洞内操作空间要求，止浆墙按台阶式设置，在止浆墙基础处施作临时仰拱作为嵌入式基础，嵌入围岩80～120 cm，并施作锚杆，以保证止浆墙与岩体可靠连接，锚杆采用Φ25砂浆锚杆，长度3.0 m，间距0.5×0.5 m，止浆墙采用C30混凝土浇筑，以保证止浆墙的稳定可靠，待混凝土强度达到设计值70%以后再进行帷幕注浆施作。帷幕注浆按照注浆加固圈8 m考虑，并采用分段前进式注浆，每循环加固长度为35 m，注浆后开挖30 m，预留5 m作为下一循环止浆岩盘。注浆材料采用水泥净浆液或水泥-水玻璃双液浆，注浆终压采用在静水压的基础上加上1.0～1.5 MPa，根据地下水位情况，洞内静水压预测值为4.0 MPa，因此注浆压力选取5.0～5.5 MPa。

2.2 帷幕注浆施工措施

2.2.1 止浆墙施工

根据设计要求，并结合现场涌水及塌体情况，保证施工安全，止浆墙施作位置在掌子面退后10 m处开始施作，呈台阶式设置，止浆墙基础扩挖施作临时仰拱，扩挖深度80～120 cm，并施作抗滑锚杆，止浆墙采用分层浇筑，每层浇筑高度2～3 m，计划分四层浇筑完成，在线路两侧边墙分层次预埋6～8组Φ200泄水钢管，并配止水闸阀，止浆墙按照单面模板的方式架立外模，内侧采用集中引排水的方式，使止浆墙内侧混凝土直接覆盖于坍塌体之上。止浆墙施工示意图如图1所示。

2.2.2 钻孔布置

根据变更设计图纸要求，帷幕注浆孔呈圆环布置，隧道开挖轮廓线按照Vb衬砌类型开挖边界线，结合拟采用的钻机设备（德国宝峨钻机KR-805）的作业空间及操作旋转灵活性，并充分考虑到隧道四周加固圈及注浆扩得散半径的对称性，采用隧道上半断面进行开孔布置，辐射至隧道全断面加固圈的方式进行，以Vb型衬砌拱顶开挖轮廓线以下400 cm为基准圆心进行布置，其孔口布置图如图2所示。endprint

根据扩散半径及设计终孔间距3～4 m的要求，终孔布置均按照隧道轮廓线外8 m并与之同心的圆环进行布置，计算孔口与孔底坐标，并以此为依据计算其钻孔时隧道轴向水平偏角与立角。钻孔布置纵断面图如图3所示，孔底如图4所示。

由于采用半断面布置开孔，加之钻孔数量相对较大，为了保证每一钻孔的孔口与孔底坐标控制，采用精确测量孔口坐标，准确控制钻孔水平偏角和立角的措施，对各个钻孔坐标及角度进行了计算。

2.2.3 钻孔注浆工艺流程

（1）钻孔注浆工艺流程

（2）钻孔

①止浆墙采用C30素混凝土，首先钻进φ130孔并安装孔口管。

②调整钻杆的仰角和水平角，移动钻机，将钻头对准孔口管方向。

③利用多功能钻机角度控制器对钻杆角度进行调整。

④采取分段前进式注浆，每段长度为5～10 m，并根据钻孔揭示地质围岩状状进行调整，当在钻孔过程中发生高压突水等复杂地质情况时，立即暂停止钻进，并采用微型摄像头探录已钻孔孔壁地质情况，并根据探明的情况调整钻孔参数，采取注浆封孔，然后再钻下一段的方式进行，直至设计孔深。

⑤钻孔按先外圈，后内圈，先下部后上部，由近到远的顺序进行。外圈孔，可先钻底层孔，之后钻上层孔，内圈钻孔与外圈孔一样先下后上。后序孔可检查前序孔的注浆效果。逐步加密注浆。一方面可根据钻孔的情况，调整注浆参数；另一方面如果钻孔情况证明注浆效果已达到设计要求，即可进行下一圈孔的钻进，减少钻孔的工作量，加快施工进度。

⑥钻机开钻时，开孔要低压低速钻进，成孔后压力可逐步上升。遇破碎带和溶腔充填体时，改为低压钻进，谨防卡钻。

（3）注浆

根据青云山隧道溶腔的性质，注浆的原则是：1）在岩层破碎带以填充渗透注浆为主。2）在溶腔充填物中以先填充注浆、后高压劈裂注浆、再以渗透注浆为主。正式注浆前，先进行注浆试验，以掌握浆液填充率、注浆量、浆液配比、浆液凝结时间、浆液的扩散半径、注浆终压等参数，为后续注浆提供科学依据，确保注浆质量。

2.3 径向注浆施工措施

针对该断层地段，若在开挖后仍有岩面出现较大渗水需要堵水的情况下，采用3 m径向注浆进行围岩固结，注浆孔环向间距1.8 m，纵向间距2.6 m，注浆扩散半径为2 m，孔口管采用Φ50无缝钢管（δ=3.5 mm）长度为1 m，孔口采用闸阀作为止浆措施，注浆浆液采用水泥浆液，浆液水灰比根据试验室配合比设计确定，注浆压力为0.5～1.0 MPa。径向注浆布置如图6所示。

2.3.1 注浆原则

针对漏水影响段的渗漏水情况，并结合节理裂隙发育情况，合理选择浆液配比，以确保灌入浆液有效的扩散半径，扩散半径控制在3 m以内，混合浆液初凝时间控制在2 min以内。注浆孔位布置应遵循“分段，分批，逐步加密”的原则，针对不同的渗漏情况布设中深、浅孔，中深孔排水降压，浅孔注浆；注浆时应遵循“先外后内、先稀后浓”的原则，即施工先从影响区边缘向中心逐段逼近，灌注浆液浓度应由稀逐渐变浓。

2.3.2 注浆工艺

（1）作业方式：注浆方式采用全孔一次性压入或间歇式压入进行，便于浆液控制，必须采用双液注浆机进行注浆，不得采用两台单液注浆机替代。

（2）注浆压力：采用“分级升压法”进行注浆压力控制，开始注浆时，不宜将压力升至过高，而应由低到高逐渐提高，注浆压力一般控制出水点压力的2～3倍范围内，根据对渗水段的水头压力的估计值为0.7 MPa，因此，注浆压力可取1.5～2.0 MPa范围内，其具体值还应根据当时注浆量进行调整。

3 机械设备及人员配置

由于该段已发生大涌水，且在隧道周边形成较大空腔体，钻孔和注浆堵水难度较大，注浆施工按照“技术先进、设备精良、人员熟练”的原则进行，并考虑充足的富裕度，确保注浆工作的顺利进行，其机械设备配置如表3所示，人员配置如表4所示。

4 安全保证措施

（1）把安全生产放在首位，加大组织力度，从行政组织上加以重视。

（2）加强监控量测工作，严格按照量测间距及量测频率对断层地段进行监控量测，实时撑握围岩变形情况，根据量测结果及时调整施工方案。

（3）每项工序开始前均应对工班进行安全交底，每班上班前领工员、班长均应进行班前讲话，使每位工人均能按照安全要求、技术要求进行操作。设专职安全员随时对施工现场进行巡视，即时发现和排除安全隐患。

（4）加强机械设备的管、用、养、修制度，确保机况正常，严禁开病车、开快车等违章操作，非专职人员不得动用各种机械设备；特种作业人员必须持证上岗。

（5）重视个人自我防护，凡进入工地按规定佩戴安全帽。

（6）所有人员上班前4 h不得饮酒，特种作业人员上班前12 h不得服用有催眠作用的药物。

（7）各工作面、施工路段均应设立明显的安全警示标志和交通指示标志，必要时还应设专人看守、指挥。

（8）在注浆作业开始前，应仔细检察围岩及初支稳定情况，防止因坍塌危及作业人员和机械安全事故；并派专人仔细检查电线管路、接头等，防止注浆过程中发生因管线破损、接头断开等引发事故。

（9）进行注浆及喷浆作业时，必须配带防护用具（安全帽、胶皮手套、雨衣裤、长统胶靴等）。

（10）注浆时设专人注意压力表，防止在发生管路堵塞时未及时停机引起管路压力过高破裂或摆动而引起的危害。在转移注浆管时，必须首先关闭注浆机，管咀不得对准人。

5 注浆加固效果

该段采用帷幕注浆加固以后，采用了超长管棚进行加固，开挖支护类型采用了0.5 MPa抗水压衬砌进行，即采用I18型钢拱架全环锚喷支护，全包防水设计，抗水压钢筋混凝土衬砌。在开挖过程中加强了地质描述和围岩及支护体系的变形监测工作，原松散坍塌体及前方破碎围岩在注浆加固过程中胶结良好，裂隙充填密实，开挖过程中自稳性良好，无掉碴掉块现象。在采用台阶法施工及仰拱全环土封闭后，围岩变形迅速收敛形成自稳，目前该断层破碎带已安全通过。

6 结语

采用帷幕注浆加固断层破碎和涌水地段是整个青云山隧道施工中的首次应用，注浆工艺采用全断面布孔，先外环后内环，自下而上的注浆方式，并采用分段前进式注浆工艺，有效防止塌孔卡钻现象，并通过缩短分段长度减少了其压力损失，确保了注浆压力的有效性。在注浆过程中全部采用高压水先行洗孔，确保浆液的有效扩散半径，浆液采用单液、双液、单双液综合式，并根据P-Q-T关系进行动态调整，达到了预期注浆效果，为青云山隧道其它断层施工提供了一定的经验积累。

参考文献

[1] 卓越，孙国庆.齐岳山隧道F11高压富水断层带注浆施工技术[J].中国工程科学，2009（11）.endprint

根据扩散半径及设计终孔间距3～4 m的要求，终孔布置均按照隧道轮廓线外8 m并与之同心的圆环进行布置，计算孔口与孔底坐标，并以此为依据计算其钻孔时隧道轴向水平偏角与立角。钻孔布置纵断面图如图3所示，孔底如图4所示。

由于采用半断面布置开孔，加之钻孔数量相对较大，为了保证每一钻孔的孔口与孔底坐标控制，采用精确测量孔口坐标，准确控制钻孔水平偏角和立角的措施，对各个钻孔坐标及角度进行了计算。

2.2.3 钻孔注浆工艺流程

（1）钻孔注浆工艺流程

（2）钻孔

①止浆墙采用C30素混凝土，首先钻进φ130孔并安装孔口管。

②调整钻杆的仰角和水平角，移动钻机，将钻头对准孔口管方向。

③利用多功能钻机角度控制器对钻杆角度进行调整。

④采取分段前进式注浆，每段长度为5～10 m，并根据钻孔揭示地质围岩状状进行调整，当在钻孔过程中发生高压突水等复杂地质情况时，立即暂停止钻进，并采用微型摄像头探录已钻孔孔壁地质情况，并根据探明的情况调整钻孔参数，采取注浆封孔，然后再钻下一段的方式进行，直至设计孔深。

⑤钻孔按先外圈，后内圈，先下部后上部，由近到远的顺序进行。外圈孔，可先钻底层孔，之后钻上层孔，内圈钻孔与外圈孔一样先下后上。后序孔可检查前序孔的注浆效果。逐步加密注浆。一方面可根据钻孔的情况，调整注浆参数；另一方面如果钻孔情况证明注浆效果已达到设计要求，即可进行下一圈孔的钻进，减少钻孔的工作量，加快施工进度。

⑥钻机开钻时，开孔要低压低速钻进，成孔后压力可逐步上升。遇破碎带和溶腔充填体时，改为低压钻进，谨防卡钻。

（3）注浆

根据青云山隧道溶腔的性质，注浆的原则是：1）在岩层破碎带以填充渗透注浆为主。2）在溶腔充填物中以先填充注浆、后高压劈裂注浆、再以渗透注浆为主。正式注浆前，先进行注浆试验，以掌握浆液填充率、注浆量、浆液配比、浆液凝结时间、浆液的扩散半径、注浆终压等参数，为后续注浆提供科学依据，确保注浆质量。

2.3 径向注浆施工措施

针对该断层地段，若在开挖后仍有岩面出现较大渗水需要堵水的情况下，采用3 m径向注浆进行围岩固结，注浆孔环向间距1.8 m，纵向间距2.6 m，注浆扩散半径为2 m，孔口管采用Φ50无缝钢管（δ=3.5 mm）长度为1 m，孔口采用闸阀作为止浆措施，注浆浆液采用水泥浆液，浆液水灰比根据试验室配合比设计确定，注浆压力为0.5～1.0 MPa。径向注浆布置如图6所示。

2.3.1 注浆原则

针对漏水影响段的渗漏水情况，并结合节理裂隙发育情况，合理选择浆液配比，以确保灌入浆液有效的扩散半径，扩散半径控制在3 m以内，混合浆液初凝时间控制在2 min以内。注浆孔位布置应遵循“分段，分批，逐步加密”的原则，针对不同的渗漏情况布设中深、浅孔，中深孔排水降压，浅孔注浆；注浆时应遵循“先外后内、先稀后浓”的原则，即施工先从影响区边缘向中心逐段逼近，灌注浆液浓度应由稀逐渐变浓。

2.3.2 注浆工艺

（1）作业方式：注浆方式采用全孔一次性压入或间歇式压入进行，便于浆液控制，必须采用双液注浆机进行注浆，不得采用两台单液注浆机替代。

（2）注浆压力：采用“分级升压法”进行注浆压力控制，开始注浆时，不宜将压力升至过高，而应由低到高逐渐提高，注浆压力一般控制出水点压力的2～3倍范围内，根据对渗水段的水头压力的估计值为0.7 MPa，因此，注浆压力可取1.5～2.0 MPa范围内，其具体值还应根据当时注浆量进行调整。

3 机械设备及人员配置

由于该段已发生大涌水，且在隧道周边形成较大空腔体，钻孔和注浆堵水难度较大，注浆施工按照“技术先进、设备精良、人员熟练”的原则进行，并考虑充足的富裕度，确保注浆工作的顺利进行，其机械设备配置如表3所示，人员配置如表4所示。

4 安全保证措施

（1）把安全生产放在首位，加大组织力度，从行政组织上加以重视。

（2）加强监控量测工作，严格按照量测间距及量测频率对断层地段进行监控量测，实时撑握围岩变形情况，根据量测结果及时调整施工方案。

（3）每项工序开始前均应对工班进行安全交底，每班上班前领工员、班长均应进行班前讲话，使每位工人均能按照安全要求、技术要求进行操作。设专职安全员随时对施工现场进行巡视，即时发现和排除安全隐患。

（4）加强机械设备的管、用、养、修制度，确保机况正常，严禁开病车、开快车等违章操作，非专职人员不得动用各种机械设备；特种作业人员必须持证上岗。

（5）重视个人自我防护，凡进入工地按规定佩戴安全帽。

（6）所有人员上班前4 h不得饮酒，特种作业人员上班前12 h不得服用有催眠作用的药物。

（7）各工作面、施工路段均应设立明显的安全警示标志和交通指示标志，必要时还应设专人看守、指挥。

（8）在注浆作业开始前，应仔细检察围岩及初支稳定情况，防止因坍塌危及作业人员和机械安全事故；并派专人仔细检查电线管路、接头等，防止注浆过程中发生因管线破损、接头断开等引发事故。

（9）进行注浆及喷浆作业时，必须配带防护用具（安全帽、胶皮手套、雨衣裤、长统胶靴等）。

（10）注浆时设专人注意压力表，防止在发生管路堵塞时未及时停机引起管路压力过高破裂或摆动而引起的危害。在转移注浆管时，必须首先关闭注浆机，管咀不得对准人。

5 注浆加固效果

该段采用帷幕注浆加固以后，采用了超长管棚进行加固，开挖支护类型采用了0.5 MPa抗水压衬砌进行，即采用I18型钢拱架全环锚喷支护，全包防水设计，抗水压钢筋混凝土衬砌。在开挖过程中加强了地质描述和围岩及支护体系的变形监测工作，原松散坍塌体及前方破碎围岩在注浆加固过程中胶结良好，裂隙充填密实，开挖过程中自稳性良好，无掉碴掉块现象。在采用台阶法施工及仰拱全环土封闭后，围岩变形迅速收敛形成自稳，目前该断层破碎带已安全通过。

6 结语

采用帷幕注浆加固断层破碎和涌水地段是整个青云山隧道施工中的首次应用，注浆工艺采用全断面布孔，先外环后内环，自下而上的注浆方式，并采用分段前进式注浆工艺，有效防止塌孔卡钻现象，并通过缩短分段长度减少了其压力损失，确保了注浆压力的有效性。在注浆过程中全部采用高压水先行洗孔，确保浆液的有效扩散半径，浆液采用单液、双液、单双液综合式，并根据P-Q-T关系进行动态调整，达到了预期注浆效果，为青云山隧道其它断层施工提供了一定的经验积累。

参考文献

[1] 卓越，孙国庆.齐岳山隧道F11高压富水断层带注浆施工技术[J].中国工程科学，2009（11）.endprint

根据扩散半径及设计终孔间距3～4 m的要求，终孔布置均按照隧道轮廓线外8 m并与之同心的圆环进行布置，计算孔口与孔底坐标，并以此为依据计算其钻孔时隧道轴向水平偏角与立角。钻孔布置纵断面图如图3所示，孔底如图4所示。

由于采用半断面布置开孔，加之钻孔数量相对较大，为了保证每一钻孔的孔口与孔底坐标控制，采用精确测量孔口坐标，准确控制钻孔水平偏角和立角的措施，对各个钻孔坐标及角度进行了计算。

2.2.3 钻孔注浆工艺流程

（1）钻孔注浆工艺流程

（2）钻孔

①止浆墙采用C30素混凝土，首先钻进φ130孔并安装孔口管。

②调整钻杆的仰角和水平角，移动钻机，将钻头对准孔口管方向。

③利用多功能钻机角度控制器对钻杆角度进行调整。

④采取分段前进式注浆，每段长度为5～10 m，并根据钻孔揭示地质围岩状状进行调整，当在钻孔过程中发生高压突水等复杂地质情况时，立即暂停止钻进，并采用微型摄像头探录已钻孔孔壁地质情况，并根据探明的情况调整钻孔参数，采取注浆封孔，然后再钻下一段的方式进行，直至设计孔深。

⑤钻孔按先外圈，后内圈，先下部后上部，由近到远的顺序进行。外圈孔，可先钻底层孔，之后钻上层孔，内圈钻孔与外圈孔一样先下后上。后序孔可检查前序孔的注浆效果。逐步加密注浆。一方面可根据钻孔的情况，调整注浆参数；另一方面如果钻孔情况证明注浆效果已达到设计要求，即可进行下一圈孔的钻进，减少钻孔的工作量，加快施工进度。

⑥钻机开钻时，开孔要低压低速钻进，成孔后压力可逐步上升。遇破碎带和溶腔充填体时，改为低压钻进，谨防卡钻。

（3）注浆

根据青云山隧道溶腔的性质，注浆的原则是：1）在岩层破碎带以填充渗透注浆为主。2）在溶腔充填物中以先填充注浆、后高压劈裂注浆、再以渗透注浆为主。正式注浆前，先进行注浆试验，以掌握浆液填充率、注浆量、浆液配比、浆液凝结时间、浆液的扩散半径、注浆终压等参数，为后续注浆提供科学依据，确保注浆质量。

2.3 径向注浆施工措施

针对该断层地段，若在开挖后仍有岩面出现较大渗水需要堵水的情况下，采用3 m径向注浆进行围岩固结，注浆孔环向间距1.8 m，纵向间距2.6 m，注浆扩散半径为2 m，孔口管采用Φ50无缝钢管（δ=3.5 mm）长度为1 m，孔口采用闸阀作为止浆措施，注浆浆液采用水泥浆液，浆液水灰比根据试验室配合比设计确定，注浆压力为0.5～1.0 MPa。径向注浆布置如图6所示。

2.3.1 注浆原则

针对漏水影响段的渗漏水情况，并结合节理裂隙发育情况，合理选择浆液配比，以确保灌入浆液有效的扩散半径，扩散半径控制在3 m以内，混合浆液初凝时间控制在2 min以内。注浆孔位布置应遵循“分段，分批，逐步加密”的原则，针对不同的渗漏情况布设中深、浅孔，中深孔排水降压，浅孔注浆；注浆时应遵循“先外后内、先稀后浓”的原则，即施工先从影响区边缘向中心逐段逼近，灌注浆液浓度应由稀逐渐变浓。

2.3.2 注浆工艺

（1）作业方式：注浆方式采用全孔一次性压入或间歇式压入进行，便于浆液控制，必须采用双液注浆机进行注浆，不得采用两台单液注浆机替代。

（2）注浆压力：采用“分级升压法”进行注浆压力控制，开始注浆时，不宜将压力升至过高，而应由低到高逐渐提高，注浆压力一般控制出水点压力的2～3倍范围内，根据对渗水段的水头压力的估计值为0.7 MPa，因此，注浆压力可取1.5～2.0 MPa范围内，其具体值还应根据当时注浆量进行调整。

3 机械设备及人员配置

由于该段已发生大涌水，且在隧道周边形成较大空腔体，钻孔和注浆堵水难度较大，注浆施工按照“技术先进、设备精良、人员熟练”的原则进行，并考虑充足的富裕度，确保注浆工作的顺利进行，其机械设备配置如表3所示，人员配置如表4所示。

4 安全保证措施

（1）把安全生产放在首位，加大组织力度，从行政组织上加以重视。

（2）加强监控量测工作，严格按照量测间距及量测频率对断层地段进行监控量测，实时撑握围岩变形情况，根据量测结果及时调整施工方案。

（3）每项工序开始前均应对工班进行安全交底，每班上班前领工员、班长均应进行班前讲话，使每位工人均能按照安全要求、技术要求进行操作。设专职安全员随时对施工现场进行巡视，即时发现和排除安全隐患。

（4）加强机械设备的管、用、养、修制度，确保机况正常，严禁开病车、开快车等违章操作，非专职人员不得动用各种机械设备；特种作业人员必须持证上岗。

（5）重视个人自我防护，凡进入工地按规定佩戴安全帽。

（6）所有人员上班前4 h不得饮酒，特种作业人员上班前12 h不得服用有催眠作用的药物。

（7）各工作面、施工路段均应设立明显的安全警示标志和交通指示标志，必要时还应设专人看守、指挥。

（8）在注浆作业开始前，应仔细检察围岩及初支稳定情况，防止因坍塌危及作业人员和机械安全事故；并派专人仔细检查电线管路、接头等，防止注浆过程中发生因管线破损、接头断开等引发事故。

（9）进行注浆及喷浆作业时，必须配带防护用具（安全帽、胶皮手套、雨衣裤、长统胶靴等）。

（10）注浆时设专人注意压力表，防止在发生管路堵塞时未及时停机引起管路压力过高破裂或摆动而引起的危害。在转移注浆管时，必须首先关闭注浆机，管咀不得对准人。

5 注浆加固效果

该段采用帷幕注浆加固以后，采用了超长管棚进行加固，开挖支护类型采用了0.5 MPa抗水压衬砌进行，即采用I18型钢拱架全环锚喷支护，全包防水设计，抗水压钢筋混凝土衬砌。在开挖过程中加强了地质描述和围岩及支护体系的变形监测工作，原松散坍塌体及前方破碎围岩在注浆加固过程中胶结良好，裂隙充填密实，开挖过程中自稳性良好，无掉碴掉块现象。在采用台阶法施工及仰拱全环土封闭后，围岩变形迅速收敛形成自稳，目前该断层破碎带已安全通过。

6 结语

采用帷幕注浆加固断层破碎和涌水地段是整个青云山隧道施工中的首次应用，注浆工艺采用全断面布孔，先外环后内环，自下而上的注浆方式，并采用分段前进式注浆工艺，有效防止塌孔卡钻现象，并通过缩短分段长度减少了其压力损失，确保了注浆压力的有效性。在注浆过程中全部采用高压水先行洗孔，确保浆液的有效扩散半径，浆液采用单液、双液、单双液综合式，并根据P-Q-T关系进行动态调整，达到了预期注浆效果，为青云山隧道其它断层施工提供了一定的经验积累。

参考文献

[1] 卓越，孙国庆.齐岳山隧道F11高压富水断层带注浆施工技术[J].中国工程科学，2009（11）.endprint