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地 址:河北省沧州市盐山县
干隧道超前支护这么多年,见过不少项目因为注浆花管的孔距设计不合理,导致注浆效果大打折扣。有些工程,图纸上就简单写一句"花管注浆,孔距200mm",但实际施工中,地质条件千差万别,固定的孔距根本不适用。我见过因为孔距不当,注浆压力分布不均,局部加固不到位的案例,最后返工处理花了不少冤枉钱。
先说一个印象深刻的项目。某条高速公路隧道,穿越的是砂质泥岩夹层,岩体破碎,自稳能力差。设计要求采用花管超前注浆加固,施工单位按照常规经验,采用孔距150mm的花管。结果注浆后检测发现,注浆体在花管周围形成了一圈加固区,但两根花管之间有明显的薄弱带,加固效果不连续。监理提出质疑,要求补充注浆,工期一下子拖了半个月。
后来我们专门做了一次扩散半径测试,在类似地层里注入染色浆液,然后开挖观察。结果发现,在这种砂质泥岩中,水泥浆液的有效扩散半径只有300到350mm。而花管的孔距是150mm,也就是说,同一根管上相邻两个孔的扩散区是可以覆盖的,但不同花管之间,如果布置间距超过600mm,中间就会留下薄弱区。这个测试结果让我们意识到,孔距的设计必须和花管的布置间距、地层的注浆扩散半径配合起来考虑。
其实孔距的设计,核心是要保证注浆加固体的连续性和均匀性。如果孔距太大,相邻注浆孔之间的浆液扩散区无法搭接,就会形成薄弱带;如果孔距太小,虽然加固效果好,但注浆液消耗量大,成本高,而且密集的注浆孔还可能导致浆液互相干扰,反而影响扩散效果。试想一下,一根5米长的花管,如果孔距100mm,就有50个孔,如果孔距200mm,就只有25个孔,注浆工作量和材料消耗差一倍。
从实战经验来看,孔距的选择主要受三个因素影响。第一个是地层的渗透性。砂层、卵石层这种渗透性好的地层,浆液扩散半径大,孔距可以适当加大,一般200到300mm都可以。但在黏土层、泥岩这种低渗透地层,浆液扩散半径小,孔距就要缩小到100到150mm,才能保证加固的连续性。
第二个因素是注浆压力和浆液的流动性。高压注浆配合低水灰比的浆液,扩散半径相对较小,需要更密集的注浆孔。而低压注浆配合高流动性浆液,扩散半径大,孔距可以适当增加。我做过一个对比试验,同样的地层,注浆压力2MPa时,扩散半径是300mm,压力提高到4MPa,扩散半径能达到450mm,这个差异还是挺明显的。
第三个因素是注浆的目的。如果是隧道超前支护,要求加固范围大、强度高,孔距一般控制在150到200mm。如果只是堵水注浆,对强度要求不高,主要是填充孔隙,孔距可以适当加大到250到300mm。关键在于,要根据实际需求来确定参数,不能千篇一律。
说到花管的加工质量,孔距的精度也很重要。我用过一些小厂的花管,标称孔距200mm,实际测量误差能达到正负20mm,这种误差在短管上可能看不出来,但在长管上累积起来,末端的孔位偏差就很大了。这种不精确的孔距,会导致注浆不均匀,局部区域过度注浆,浪费材料,而另一些区域注浆不足,加固效果差。
沧州金声钢管制造有限公司的花管,孔距精度控制得很好,因为他们采用的是数控设备开孔,孔位是通过程序控制的,误差能控制在正负2mm以内。而且他们可以根据项目需求定制不同孔距的花管,这个灵活性对施工帮助很大。我有次接手一个项目,设计要求花管前段孔距150mm,后段孔距200mm,分段注浆,市面上根本没有现货。联系了沧州金声钢管,他们根据我提供的参数定制了一批,加工周期也不长,很快就供上了。
另外还有个经验值得分享,花管的孔径和孔距是配套的。一般来说,孔径越大,单孔的注浆量越大,孔距可以适当增加。常用的孔径是6到10mm,对应的孔距一般是150到250mm。如果孔径太小,注浆阻力大,容易堵管,孔距就要相应减小,增加注浆孔数量,这样反而增加了施工难度。所以在设计的时候,孔径和孔距要综合考虑,找到一个最优的组合。
最后说一句,注浆花管的参数设计,没有一成不变的标准,必须根据具体的地质条件、施工工艺、加固要求来确定。如果条件允许,最好在正式施工前做一些现场试验,确定浆液的扩散半径,再反推出合理的孔距。这样虽然前期多花了一点时间,但能确保注浆效果,避免返工,长远来看是划算的。选择像沧州金声钢管这种能提供定制化服务、加工精度高的厂家,也能让参数设计的意图更好地落实到实际产品上。