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一种盐岩地层隧道注浆工艺


技术摘要:
本发明属于隧道防水抗渗技术领域,提供了一种盐岩地层隧道注浆工艺。该种盐岩地层隧道注浆工艺包括:注浆孔布置:在隧道洞周全环布置注浆孔,埋设防腐注浆管;浆液配置:以一定浓度卤水配置普通水泥浆和超细水泥浆两种浆液;灌注浆液:当地下水量呈线股状水及以上时,  全部
背景技术:
中老铁路友谊隧道穿越不连续石盐岩地层,地质条件特殊,国内外罕见,无类似工 程案例。石盐岩具有强溶解性、强腐蚀性和膨胀性,对隧道结构产生以下不良效应:(1)钢筋 容易与NaCl溶液中的Cl-发生反应,产生钢筋锈蚀,减弱钢筋性能,且产生的铁锈物质体积 较原钢筋体积增大,将进一步扩展砼的裂纹;(2)NaCl溶液渗透到裂纹中可能会重结晶也产 生体积膨胀,同样会加剧砼结构的开裂;(3)盐岩地层不断溶解,隧道结构受力发生变化,特 别是引起基础下沉变形。上述有害效应将导致钢筋砼结构的严重破坏。 隧道施工将打破原有的自然水系平衡,形成了新的流水通道,地下水将向隧道内 汇集,并沿隧道纵向流动,必然带来地层中盐岩的加速溶解,侵入隧道结构中,腐蚀钢筋、破 坏结构内部,同时隧道周边盐岩溶蚀空洞,将会改变隧道受力状态,造成结果破坏,因此必 须采用注浆对隧道洞周围岩进行防渗堵水。 根据调研,目前国内外没有隧道穿越盐岩地层的案例,类似的环境仅有穿越硫酸 盐地层以及过海隧道,但与盐岩地层特性差异较大,且本隧道地下水中以盐岩(NaCl)成分 为主的总矿化度能达到94524mg/L,远超类似穿越硫酸盐地层和海底隧道环境中氯离子 (Cl-)含量,同时盐岩地层注浆必须防止浆液本身对盐岩的溶蚀,因此注浆工艺不能参照常 规隧道注浆工艺。
技术实现要素:
针对现有技术中上述的不足,本发明的目的在于提供一种盐岩地层隧道注浆工 艺;采用该工艺,在注浆过程中不溶蚀盐岩,同时能有效封堵围岩裂隙,能形成有效封闭圈, 扼制地下水溶解盐岩,防止地下盐水侵入隧道结构。 为了达到上述目的,本发明采用的解决方案是: 一种盐岩地层隧道注浆工艺,包括: (1)注浆孔布置:隧道全环钻设注浆孔,安装防腐注浆管;(2)浆液配置:以卤水配 置普通水泥浆和超细水泥浆;普通水泥浆的水灰比0.5-0.8,超细水泥的水灰比0.4-0.6,卤 水的浓度为10-21%;(3)灌注浆液:当地下水量呈线股状水及以上时,依次灌注普通水泥浆 和超细水泥浆;当地下水量呈渗滴水及以下时,灌注超细水泥浆。 本发明提供的一种盐岩地层隧道注浆工艺的有益效果是: 本发明提供的该种盐岩地层隧道注浆工艺,包括依次采用注浆孔布置、浆液配置 和灌注浆液。尤其是在浆液配置阶段,考虑到盐岩层的特殊性质,采用“以卤制卤”的手段, 采用浓度为10-21%的卤水并分别配置成水灰比为0.5-0 .8的普通水泥浆料和水灰比为 0.4-0.6的超细水泥浆料。其中,岩体破碎或含盐量低时,卤水浓度用低指标;岩体处于较破 损和较完整之间或含盐量高时,卤水浓度用高指标。 3 CN 111577346 A 说 明 书 2/5 页 其中,根据不同盐岩裂缝情况,在地下水量呈线股状水及以上时,首先采用普通水 泥浆料进行填补达到初步堵水的效果,再注入超细水泥浆料形成一层致密层以起到加固的 作用。 普通水泥浆料粒径较大,渗透能力有限,一般只能渗入大于0.1mm的裂隙和孔隙 中,而对于微细裂隙注浆效果较差。超细水泥相对于普通水泥浆液具有更好的物理力学性 能,水泥细化后抗压和抗渗强度均得到显著提高,进入裂隙和孔隙的几率较大,单位水泥注 入量大大提高,能够增加基岩密度和孔隙、裂隙填充率。 此外,因为NaCl与水泥中的主要成分发生反应时会生成氯铝酸钙,氯铝酸钙 (C11A7·CaCl2)是一种具有快凝早强特性的矿物,因此,卤水与水泥结合所得的注浆液能够 缩短稠化时间。而采用超细水泥结合卤水时,由于超细水泥颗粒为微粒,颗粒之间的间隙相 较普通水泥更小,生成的氯铝酸钙能够快速进入颗粒之间,进一步地缩短稠化时间,而稠化 时间是影响注浆工艺操作的关键因素。在本申请中,通过对浆液配比和卤水胶比进行调整, 以调整因采用饱和NaCl和超细水泥后对稠化时间产生的影响,进而能够有效控制稠化时 间。 另外,在抗压实验中,将含NaCl的水泥浆体进行抗压强度实验,可以看出硬化体内 部出现蜂窝状,有多处缺损,总体结构很不致密。而采用超细水泥,由超细水泥的颗粒粒径 很小,超细水泥在浆料体系中均匀分散,其水化过程中产生的物质不会受到卤水中NaCl粒 子的阻隔影响,能够形成致密的内部结构。此外,在本申请中,通过对浆液配比和卤水胶比 的调整,也能够进一步的促进注浆加固层的强度和防渗堵水效果。 综上,超细水泥不仅能够在普通水泥浆料表面起到增补一层堵水层的效果,还能 够填补普通水泥浆料未能填补的微小孔隙,从而增加盐岩地层抗渗防腐的能力。 当地下水量呈渗滴水及以下时,直接采用超细水泥浆料,由于裂缝较小,此时采用 超细水泥即可快速填补缝隙,根据前述分析,亦能够增加盐岩底层的抗渗抗压和防腐的能 力。 附图说明 图1是本发明提供的盐岩地层隧道断面注浆图; 图2是本发明实施例1提供的当地下水量呈线股状水及以上时的堵水效果图; 图3是本发明实施例2提供的当地下水量呈线股状水及以上时的堵水效果图; 图4是本发明实施例3提供的当地下水量呈线股状水及以上时的堵水效果图。
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