２０１３年２４期 科技一向导 ◇科技论坛◇ ＴＳＳ注浆管在破碎围岩注浆效果模型试验研究 朱磊朱巍闰鹏飞赵龙飞 （郑州大学水利与环境学院河南郑州４５０００１） 【摘要】拉脊山隧道开挖过程中，在隧道出口及局部洞身堆积有厚度不等的残坡积、冲洪积碎石层，厚度较大，最大厚度大于 ７０ｍ，孔隙发育，地下水富存，对隧道开挖过程中的稳定性影响较大，在开挖过程中需对围岩进行加固。文章通过对比模型试验，研究了 ＴＳＳ注浆管与小导管注浆对破碎围岩的作用机理．探讨了ＴＳＳ注浆管的效果。实践证明，分析过程是正确的，其结果对以后的类似工程 有一定的借鉴意义。 【关键词】破碎围岩；模型；隧道；ＴＳＳ注浆管 Ｏ．引言 注浆技术是一项实用性强、应用范围广的施工技术，无论是在隧 道工程中，还是在桥梁、公路工程中。对加固地基、提高围岩的承载了， 都发挥着不可替代的作用。目前主要的注浆方式有花管、袖阀管、小导 止浆塞位置的移动进行分段控制 。 ３．注浆研究 ３．１小导管注浆 ３，１．１注浆施工 注浆施工过程为：填土——拌制浆液——贮存浆液——加压—— 管注浆等方式．ＴＳＳ管注浆则是近几年刚刚发展起来的一项新型注浆 方式。由于ＴＳＳ型注浆管在破碎围岩、含水砂层应用效果非常好，国内 注浆。 根据计算设计．／Ｊ、导管注浆效果采用专利注浆系统模型，该系统 外学者对ＴＳＳ注浆管进行了各方面的研究：如文献１是通过对ＴＳＳ型 注浆管的研制，解决了单向袖阀式小１３径注浆管工艺，提高了工程进 主要有注浆桶、小导管、模型箱、压力表等部分组成，在注浆过程中通 度．降低了造价。文献２主要介绍ＴＳＳ管的制作及含水砂层中的应用， 过实时控制注浆压力与注浆量来模拟现场试验。其中模型箱钢板和钢 实践证明ＴＳＳ工艺能有效加固掌子面，控制地表沉降。文献３表明进 化玻璃组成。工程注浆采取静压注浆方式。行ＴＳＳ注浆管补充注浆，可以形成“长短结合复式注浆方案”．减小注 本次试验综合考虑浆液配合比及注浆压力对注浆量的影响．采用 以上注浆系统．通过调整注浆压力与配合比共进行了２５组试验，水灰 浆盲区，提高注浆效果’保证开挖施工的安全。 比采用的是工程常用水灰比范围．注浆压力则是通过试注浆确定的注 １．工程背景 隧区属高山剥蚀地貌．海拔高度３２２４．２２—３８４６．３７ｍ，隧道最大埋 浆压力范围 经过模型实验测得浆液配合比及注浆压力与注浆量和浆液扩散 深６６２ｍ，最小埋深２０ｍ。山脊走向北西西一南东东走向．与隧道方向近 直交，出１３坡度较缓。隧道出口位于碎石土层中，该土层含地下水易形 半径的关系．可得到注浆量与注浆压力和时间的关系。３．１．２浆液扩散情况 成大规模坍塌及涌水现象。部分区段岩体富水量较大，涌水量最大达 注浆结束后．等水泥浆过了初凝时间后进行开挖，开挖时从周围 到２９ 小时．在隧道掘进中经常出现涌水涌泥现象。因此注浆不但要 开挖完毕后．就可以看到完整的浆液扩散情 起到加固地层的作用。而且还要起到堵水、止水的目的。同时，通过注 向中间开挖的方式进行．况。经过注浆后，浆液与土体形成了结实体。但仅仅是围绕着小导管的 浆对掌子面进行加固．防止掌子面坍塌。 稍远处的土体仍然处于松散状态。 在软弱地层条件下．当前国内外隧道洞１３段施工采用的施工方法 附近，通过对结实体情况的分析．发现小导管注浆过程中．浆液只经部 主要有：三台阶预留核心土法、ＣＤ法、ＣＲＤ法以及眼镜法。为了控制 每根小导管注浆后所起的作用是仅仅加固部分 施工沉降以及保证支护结构的安全稳定性，经过综合论证分析．工程 分注浆孔进入土体．其注浆方案设计应该充分 采取了ＣＲＤ法施工，并确定了拉脊山隧道洞口段的施工工序。现场采 土体。小导管注浆要起到其应有的作用。这 用ＣＲＤ法进行施工时．拱顶最大位移不超过９ｃｍ保证了洞口段施工 考虑到相邻小导管注浆相互补充、相互影响，共同作用于土体，过程的安全 ２．注浆施工方案介绍 ２．１小导管法 目前，注浆方式有花管注浆、袖阀管等，在我国采用较多的是花管 样，小导管注浆工程实施后．才能使围岩得到充分加固，发挥其应有 的作用。 ３．１－３注浆效果 注浆效果的检查评定主要采取：分析法、钻检查孔法、开挖后取样 注浆．根据注浆管长度以及管径的大小不同，一般又分为深孑Ｌ注浆和 法。本工程采用的是分析法，检查情况如下。通过对钻孔、注浆记录进行整理，分析现场注浆施工每个孔段的 浅孔注浆。因小导管注浆不需要特殊的设备，施工方便，在我国地下工 注浆压力Ｐ、注浆流量ｑ同注浆时间ｔ的关系。 程界应用最为广泛．本次注浆方式拟采用小导管注浆。 ２．２ＴＳＳ注浆管法 在注浆过程中。注浆压力一般应都能达设计注浆终压，在此过 注浆速度逐渐减小．这说明浆液的扩散充填能够满足设计的 管是近几年应用效果较好的注浆设备．其制作工艺简单．操作简 程中，单．宜于进行注浆作业．具有较好的适应性与可操作性。 扩散范围，具有一定的渗透填充、挤压实效果，地层的注浆质量是 ＴＳＳ注浆系统包括注浆管体及Ｔｓ—Ａ顶管、ｒＩ＇Ｓ—Ｂ芯管、Ｔｓ～ｃ顶杆 很好的。螺母、１’ｓ—Ｄ止浆塞等几部分。注浆管体一般采用焊接钢管，管壁梅花 ３．２ ＴｓＳ注浆管设计 型钻设溢浆孔．外覆单向止浆片．顶管为无缝钢管。前端与止浆塞相 通过模型试验的研究表明．注浆浆液的分布具有不稳定性，为解 抵．后端为顶杆螺母．注浆芯管在管１３处与输浆管路连接，前端套至止 决此问题．项目组决定采用ＴＳＳ注浆管技术。由于ＴＳＳ型注浆管采用 浆塞．注浆时通过顶管作用止浆塞．封闭浆液回流通道．浆液在压力作 厚壁的小１３径钢管加工制成．因而．可以采用风镐将其顶人砂层，采取 用下通过注浆芯管进入注浆管体后沿止浆片向外进入地层．同时通过 风钻或风镐顶进技术布设注浆管，不易造成注浆管布（下转第３９６页） 作者简介：朱磊（１９８９一），男，汉族，河南驻马店人，就读于郑州大学水利与环境学院道路桥梁与渡河工程专业。 ２０１３年２４期 科技一向导 ◇科技论坛◇ ＡＲＣＧＩＳ中符号选择窗体功能实现 刘新洋蔡荣宦刘文坊叶万云 （辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新１２３０００ｌ 【摘￣－］ＡｒｃＧＩＳ中符号选择窗体可以将图元所在图层的显示符号更改为其他符号，方便进行相关信息的统一管理及分类，时地理信息系 统的分类管理起到了很好的作用。在矿山地质数据中更换不同的图元符号加强信息的直观性。 【关键ｉ￣］ｔＡＲ．ＣＧＩＳ；符号选择；图元显示 １．符号选择窗体主要函数 １．１预览符号Ｐｒｅｖｉｅｗｌｍａｇｅ０函数 ｐｒｉｖａｔｅ ｖｏｉｄ Ｐｒｅｖｉｅｗｌｍａｇｅ０ ｛ ＥＳＲＩ．ＡｒｅＧＩＳ．Ｃｏｎｔｍｌｓ．ＩＳｙｍｂｏｌｏｇｙＳｔｙｌｅＣｌａｓｓ ｓｙｍｂｏｌｏｇｙＳｔｙｌｅＣｌａｓｓ＝ ２．符号选择器效果展示 ａｘＳｙｍｂｏｌｏｇｙＣｏｎｔｒｏｌ１．ＧｅｔＳｔｙｌｅＣｌａｓｓ（ａｘＳｙｍｂｏｌｏｇｙＣｏｎｔｒｏｌＩ．ＳｔｙｌｅＣｌａｓｓ）； ｓｔｄｏｌｅ．ＩＰｉｃｔｕｒｅＤｉｓｐ ｐｉｃｔｕｒｅ＝ ｓｙｍｂｏｌｏｇｙＳｔｙｌｅＣｌａｓｓ．Ｐｒｅｖｉｅｗｌｔｅｍ （ｓｔｙｌｅＧａｌｌｅｒｙｌｔｅｍ，ＰｉｃｔｕｒｅＢｏｘ１．Ｗｉｄｔｈ，ＰｉｅｔｕｒｅＢｏｘ１．Ｈｅｉｇｈｔ）； Ｓｙｓｔｅｍ．Ｄｒａｗｉｎｇ．Ｉｍａｇｅ ｉｍａｇｅ＝Ｓｙｓｔｅｍ．Ｄｒａｗｉｎｇ．Ｉｍａｇｅ．ＦｒｏｍＨｂｉｔｍａｐ （ｎｅｗ Ｓｙｓｔｅｍ．ＩｎｔＰｔｒ（ｐｉｅｔｕｒｅ．Ｈａｎｄｌｅ））； ＰｉｃｔｕｒｅＢｏｘ１．Ｉｍａｇｅ＝ｉｍａｇｅ； ） １．２获取选择符号ＧｅｔＩｔｅｍ０函数 ＥＳＲＩ．ＡｒｃＧＩＳ．Ｄｉｓｐｌａｙ．ＩＳｔｙｌｅＧａｌｌｅｒｙｌｔｅｍ Ｇｅｔｌｔｅｍｓｙｍｂｏ１） （ 一（ＥＳＲＩ．ＡｒｅＧＩＳ． Ｃｏｎｔｍｌｓ．ｅｓｒｉＳｙｍｂｏｌｏｇｙＳｔｙｌｅＣｌａｓｓｓｔｙｌｅＣｌａｓｓ，ＥＳＲＩ．ＡｒｃＧＩＳ．Ｄｉｓｐｌａｙ．ＩＳｙｍｂｏｌ ｓｔｙｌｅＧａｌｌｅｒｙｈｅｍ＝ｎｕｌｌ； ａｘＳｙｍｂｏｌｏｇｙＣｏｎｔｒｏｌ１．ＳｔｙｌｅＣｌａｓｓ＝ｓｔｙｌｅＣｌａｓｓ； ＥＳＲＩ．ＡｒｃＧＩＳ．Ｃｏｎｔｍｌｓ．ＩＳｙｍｂｏｌｏｇｙＳｔｙｌｅＣｌａｓｓ ｓｙｍｂｏｌｏｇｙＳｔｙｌｅＣｌａｓｓ： ａｘＳｙｍｂｏｌｏｇｙＣｏｎｔｒｏｌ１．ＧｅｔＳｔｙｌｅＣｌａｓｓ（ｓｔｙｌｅＣｌａｓｓ）； ＥＳＲＩ．ＡｒｃＧＩＳ．Ｄｉｓｐｌａｙ．ＳｅｒｖｅｒＳｔｙｌｅＧａｌｌｅｒｙｌｔｅｍ ｓｔｙｌｅＧａｌｌｅｒｙＩｔｅｍ＝ｎｅｗ ＥＳＲＩ．ＡｒｅＧＩＳ．Ｄｉｓｐｌａｙ．ＳｅｒｖｅｒＳｔｙｌｅＧａｌｌｅｒｙＩｔｅｍＯ； ｓｔｙｌｅＧａｌｌｅｒｙｌｔｅｍ．Ｉｔｅｍ＝ｓｙｍｂｏｌ； ｓｔｙｌｅＧａｌｌｅｒｙｌｔｅｍ．Ｎａｍｅ＝”ｍｙＳｙｍｂｏｌ ’： 【参考文献】 ［１］汤，杨昕．ＡｒｃＧＩＳ地理信息系统空间分析实验教程【Ｍ】．科学出版杜，２００９． ［２］杜福光．基于ＧＩＳ的数字矿山研究．中国论文下载中心，２００９． ｓｙｍｂｏｌｏｇｙＳｔｙｌｅＣｌａｓｓ．Ａｄｄｈｅｍ（ｓｔｙｌｅＧａｌｌｅｒｙＩｔｅｍ，０）； ｓｙｍｂｏｌａｇｙＳｔｙｌｅＣｌａｓｓ．Ｓｅｌｅｃｔｌｔｅｍ（０）； ｔｈｉｓ．ＳｈｏｗＤｉａｌｏｇ０； ｒ￣ｔｕｍ．—［３］刘明举，郝富昌．基于ＧＩＳ的瓦斯预测信息管理系统Ｕ】．煤田地质与勘探， ２００５． ［４］邢超，李斌．ＡｒｃＧＩＳ学习指南－－ＡｒｃＴｏｏｌｂｏｘ［Ｍ］．科学出版社，２０１０． ［５］张宏伟，李胜，陈学华．ＧＩＳ技术在瓦斯动力灾害预测中的应用 ．安全与环境 学报． ｓｔｙｌｅＧａｌｌｅｒｙｌｔｅｍ； （上接第３５０页）设过程中的涌水、涌砂事故。这样，完全解决了注浆 较适合破碎围岩的加固处理。ＴＳＳ注浆方案推广性好，具有一定的实 管布设工程中砂的漏出。ＴＳＳ注浆管按相对位置法进行钻孔布设【司。 ３＿３注浆施工 用性。 注浆管全部布设完成后，开始进行注浆作业。采用ＴＳＳ注浆管配 【参考文献】 套设备，利用双液注浆泵，采取后退式分段注浆工艺进行注浆作业。采 ［Ｉ］Ｔ锐．ＴＳＳ型注浆管的研制及在饱和含水砂层的应用叨．铁道工程学报，２００６ 用精密水准仪测试在注浆过程中地表的变形情况．控制注浆过程中地 表的隆起变形。在注浆过程中，地表隆起限值为３０ｍｍ，否则，应调整 ［２］王菊芳，￣．ＴＳＳ管后退分段式注浆在含水砂层中的应用口ｌ山西建筑，２ＯＯ６，３６ 设计参数，采取增加注浆管数量，缩短布管间距，以达到控制地表隆起 （３２）３４７－３４８． 变形，确保工程施工安全，有效保护周围环境。 ［３］邹狮，张民庆，李治国．圆梁山隧道高压富水区充填型溶洞注浆技术［Ｊ】．隧道， （１）：９５－１０１． ４．结论 分析研究证明，单纯的小导管注浆存在浆液分布随机的特点。 地下建筑．２００５：１７—１９． 会造成成本的大幅提高。而ＴＳＳ注浆管制作工艺简单。施工方便迅速。 ３）：６２－６５． 大大提高了施工进度。注浆工艺对破碎围岩进行预加固效果明显．能 （有效的加固掌子面。利用顶管技术进行注浆管的布设．加快了施工进 ５ ．５７． 度。ＴＳＳ注浆管浆液扩散均匀，提高了破碎围岩的整体稳定性，因此 ［４］闰鹏飞，姚坤．拉脊山隧道洞口段施工方法研究【Ｊ】．重庆交通大学学报（自科 ２０１３（５）． 要布设更加密集的小导管，这将直接造成施工的复杂性．同时也 版），［ＳＩＴ锐，张．ＴＳＳ注浆技术在天津地铁工程中的应用叨．铁道工程学报，２００６ ［６］张民庆 ｓ型注浆管及其注浆技术的研究与应用硼．铁道工程学报，２０００（２）： ［７］￣．ＴＳＳ注浆技术在某地下通道工程中的应用叨世界桥梁，２００５（４）：７６—７８．
