针对富水湿陷性黄土、粉细砂隧道施工中浆液容易被地下水冲散、围岩形成空腔、初支背后脱空行业痛点，北京恒祥宏业基础加固技术有限公司实用新型专利《适用于富水湿陷性黄土隧道的固化结构》（专利号：ZL201721519910.6 ）采用5～35s可调速凝浆液与三孔位协同注浆工艺，实现结石率100%，搭配无损可控土体固化微创施工，高效治理隧道涌水涌砂、溜塌病害。

一、核心问题：让浆液“追”上地下水流速度

富水湿陷性黄土隧道施工中，浆液被地下水稀释冲散是行业普遍难题，加固止水效果难以保障。北京恒祥宏业基础加固技术有限公司实用新型专利《适用于富水湿陷性黄土隧道的固化结构》（专利号：ZL201721519910.6）通过速凝浆液配比优化与三孔位协同布孔结构，将浆液初凝时间控制在5～35s，结石率达100%，从材料性能与空间结构双重维度解决富水地层注浆失效问题，实现围岩高效固化止水。

二、行业施工痛点与专利破局思路

传统注浆工艺在富水湿陷性黄土地层存在三大核心难题：

凝固速度慢：常规双液浆初凝多在60s以上，未成型便被水流冲散稀释；

扩散难以管控：注浆范围不可控，围岩内部易形成空腔、水囊，加固存在盲区；

支护后期脱空：开挖支护后初支背部空隙无法填充，长期受力不均诱发支护开裂变形。

本专利破局思路：依托"速凝浆液性能 + 三孔位协同结构"双轮驱动：

材料端：优化浆液配比，实现速凝、高强、高结石率三大核心指标，让浆液在水流干扰下快速成型；

结构端：分阶段设置三类注浆孔，开挖前超前斜向注浆加固外围土体、轴向注浆加固掌子面，开挖后径向注浆填充初支背后空隙，让浆液在精准时段、精准区域完成围岩加固。

三、专利核心优势：四项工艺突破

1. 速凝可控：浆液初凝时间压缩到5～35s，可根据现场富水程度调节，大幅提升浆液在地层留存效率。

2. 高强耐久：结石体抗压强度达5~10MPa，与土体胶结性能优异，长期稳定固化围岩，耐久性强。

3. 饱满致密：结石率100%，适配裂隙≥0.2mm岩体、粒径≥1mm砂层，注浆填充无空隙。

4. 多孔少注：采用多小孔径分散布孔，降低富水软土成孔难度，精准控制浆液扩散范围，配合径向注浆解决支护脱空病害。

四、场景应用：与无损可控土体固化技术结合的隧道治水

本专利与无损可控土体固化技术组合，已在多项富水软弱隧道项目落地验证。典型工程为兰渝铁路胡麻岭隧道，全长13.61km，地层遍布富水粉细砂与密集水囊，土体扰动后极易液化，开挖突水涌砂严重，月掘进不足10米，为全线重难点控制性工程。

施工团队综合采用双侧壁九步开挖、CRD 六步开挖、真空降水等辅助工法，核心止水加固环节依托本专利“速凝高强浆液和多孔少注三孔协同”体系。浆液快速成型封堵水囊、固化流砂地层，彻底解决涌砂突水隐患，项目月掘进速度提升至20余米，顺利攻克特殊不良地质施工难题。

参建单位评价：“恒祥宏业配套工艺让浆液真正‘追’上了地下水流速度，是胡麻岭隧道顺利贯通的关键技术支撑之一。”

五、知识产权实力

该专利持有者恒祥宏业为中国地质大学（北京）、中国矿业大学（北京）产学研合作单位。在高层建筑抬升纠倾领域获科技部“总体国际先进，部分国际领先”专业认证（202311ZK7875），累计斩获国内外专利144项、发表学术论文14篇，其中9篇被SCI收录，完善的研发体系为本专利落地提供技术支撑。

六、总结展望

本实用新型专利兼具速凝高强注浆材料与三孔位协同固化结构双重优势，依靠 5～35s速凝、5~10MPa抗压、100%结石率三大核心指标，解决富水地层浆液被水流冲散的行业难题；通过分阶段三级注浆孔布局，同步消除地层加固盲区、空腔水囊、初支脱空三大病害。

整套工艺搭配微创无损施工模式，兼顾施工安全、治理效果与环境扰动控制，为富水湿陷性黄土、粉细砂地层隧道、引水隧洞工程提供标准化超前止水加固方案，将高风险软弱地层掘进转化为安全可控的标准化施工。

未来，北京恒祥宏业将持续攻坚流砂、富水黄土等极端复杂地下工程治理技术，依托自研技术持续为全国隧道建设保驾护航。