隧道抽坍湧水熱瀝青加固工法 !

防止隧道大規模抽坍突湧最迅速有效的加固技術

1.工程背景

某山岳隧道挖進時遭遇岩層破碎帶，開挖面發生隧道抽坍現象，出水量高達每分鐘50~80m³，開挖面最大湧水壓力高達4000kPa。

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2.解決方案

經各單位協調後決定放棄部分抽坍隧道，另外挖掘2條替代隧道，並於破碎帶前方構築封牆進行長鑽孔熱瀝青注漿，穩固破碎岩層及封堵地下水突湧路徑。

 

3.施工設計

由於破碎帶規模較大且範圍不確定，經施作水平鑽探界定破碎帶區域後，於施工面設置長鑽孔排水管，作為降低部分水壓力及觀測熱瀝青迴漿使用。

灌注時鑽孔深度約70m，採用水平貫入破碎帶約18~24m的特製袖閥管及預熱用特製二重管搭配連接注漿，利用熱瀝青不易被水沖散，遇冷(地下水)表面凝結硬殼，遇熱(後續注入熱瀝青)又能再融往前推進的特性，進行岩層破碎帶及裂隙填充加固止水。

4.施工過程

本公司於2處隧道破碎帶共進行16孔熱瀝青注漿，共分3階段進行。為避免汙染山泉水，灌注材料選用具環保特性的第III號熱瀝青，預熱採用天然棕梠油。熱瀝青出口控制溫度約160~200^oC，灌注壓力7000~12000kPa，總灌注量約3100m³。

5.執行成果

自從第一階段灌注6孔後，預埋出水管水量即有減少現象；第二階段8孔灌注完成後，出水管出現迴漿現象，水量大幅減少；第三階段灌注時間歇性關閉排水管並局部提升壓力，讓熱瀝青充分填充岩層微細節理面後，出水完全停止。

經熱瀝青充分冷卻，施工單位進行開挖時發現，灌注後的破碎帶結構完整，小於1mm的岩層節理面都完整充滿熱瀝青。開挖過程沒有發生任何湧水現象，順利完成山岳隧道抽坍穿熱瀝青加固作業。

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