二重管無收縮WSS注漿工法在西安地鐵施工的應(yīng)用

　　摘 要：結(jié)合西安地鐵二號線施工，介紹采用二重管無收縮WSS注漿工法對聯(lián)絡(luò)通道周圍土體加固處理，為WSS工法在黃土地區(qū)地鐵施工提供了參考經(jīng)驗(yàn)。
　　關(guān)鍵詞：地鐵隧道 WSS工法 注漿 施工技術(shù)
　　中圖分類號：TU7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（a）-0041-02
　　西安地鐵二號線永寧門到鐘樓盾構(gòu)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道地質(zhì)情況較復(fù)雜，在老黃土地層中夾細(xì)砂透鏡體，且地下水位高于隧道埋深約10m。在進(jìn)行聯(lián)絡(luò)通道施工前，為保證施工安全，采用了二重管無收縮WSS注漿工法，對聯(lián)絡(luò)通道周圍土體進(jìn)行了加固處理，深度為10m，3～5m為一循環(huán)，預(yù)留2m止?jié){墻，采用洞內(nèi)輻射程控注漿工藝。
　　1 WSS注漿工藝的止水原理與漿液簡介
　　主要原理是：注漿時，漿液在不改變地層組成的情況下，將土層顆粒間存在的水強(qiáng)迫擠出，使顆粒間的空隙充滿漿液并使其固結(jié)，形成劈裂式注漿，達(dá)到改良土層性狀的目的。其注漿特性是使該土層粘結(jié)力 （c）、內(nèi)磨擦角（？）值增大，從而使地層粘結(jié)強(qiáng)度及密實(shí)度增加，起到加固作用；顆粒間隙中充滿固結(jié)的漿液后，使土層透水性降低，形成隔水層。
　　無收縮注漿液屬于安全性、高滲透性的注漿材料，固結(jié)硬化時間可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。漿液按強(qiáng)度可分為CT-1#、CT-2#和CT-3#三種。
　　1.1 無收縮注漿液特點(diǎn)
　?。?）固結(jié)硬化時間易調(diào)整，硬化時間長的漿液也具有很高強(qiáng)度。
　?。?）滲透性良好，特別是對微細(xì)砂層的滲透性優(yōu)佳。
　　（3）地層中有流動水的情況下也具有很強(qiáng)的固結(jié)與止水性能。
　　（4）漿液強(qiáng)度、硬化時間、滲透性能可根據(jù)需要任意調(diào)整。
　　（5）漿液不流失、固結(jié)后不收縮，硬化劑無毒，不會造成污染。
　　1.2 標(biāo)準(zhǔn)漿液的性質(zhì)，見（表1）
　　1.3 CT-固結(jié)體的透水系數(shù)，見（表2）
　　1.4 無收縮注漿液標(biāo)準(zhǔn)配比
　　施工時根據(jù)地層情況配制溶液型或懸濁型漿液；通過調(diào)節(jié)漿液配比和注漿壓力來控制漿液的凝結(jié)時間和注入范圍。溶液型或懸濁型漿液均采用雙液漿，其配比如表3所示，其中A、B雙液組成溶液型漿液，A，C雙液組成懸濁型漿液。懸濁型漿液以水泥為主，摻加注入性強(qiáng)的添加劑，適用于軟弱粘性土、松散砂層、砂礫石層的裂隙的填充。溶液型漿液以水玻璃為主，摻加注入性強(qiáng)的添加劑，適用于密實(shí)的砂層、砂礫石層改良的后處理等。漿液中的添加劑一方面改良漿液，增強(qiáng)漿液的注入性；另一方面降低漿液凝固后的收縮性，確保注漿和止水效果。針對不同的地層，注漿時可先進(jìn)行限制性注漿，漿液凝結(jié)速度快，可根據(jù)凝結(jié)時間確定注漿范圍。然后進(jìn)行滲透注漿，使?jié){液在地層中分布均勻。限制性注漿和滲透注漿可以自由切換，從而適用于各種復(fù)雜的地層。
　　2 WSS注漿工藝的施工優(yōu)點(diǎn)
　　（1）二重管無收縮WSS注漿工藝能將不同地質(zhì)情況的土體填充密實(shí)，改變原土體和物理性質(zhì)，增加土體的密度，提高其抗壓強(qiáng)度，而且注漿材料屬于環(huán)保型，對河流及地下水無污染。
　?。?）采用特殊的端點(diǎn)監(jiān)控器和二重管注入方式，使注入設(shè)備簡單，具有很高的可靠性、經(jīng)濟(jì)性。
　　（3）可進(jìn)行一次、二次注入切換，達(dá)到復(fù)合注入的目的，并且可以根據(jù)不同土體的性質(zhì)隨時調(diào)整瞬結(jié)性一次注漿液和浸透性二次注漿液的復(fù)合比率，達(dá)到加固土體的效果。
　?。?）一次注入為限制漿液，二次注入為滲透漿液，注漿不會向注入范圍外溢出，從而有利保護(hù)地下環(huán)境。
　?。?）根據(jù)地面環(huán)境分別采用地面垂直、地面斜向和洞內(nèi)垂直、洞內(nèi)斜向等多種方式進(jìn)行加固注漿，減少外界因素對注漿施工的影響。
　　3 注漿量的計(jì)算原則
　　由于漿液的擴(kuò)散半徑與砂層空隙很難精密確定，故根據(jù)隧道工程地質(zhì)、水文條件和注漿方案及所選用的材料，對注漿量進(jìn)行估算。估算公式：
　　4 注漿壓力的選定
　　注漿壓力與砂層空隙發(fā)育程度、涌水壓力、漿液材料的黏度和凝結(jié)時間有關(guān)，目前均按經(jīng)驗(yàn)計(jì)算。經(jīng)驗(yàn)公式如下。
　　（1）按已知的地下靜水壓力計(jì)算，設(shè)計(jì)的注漿壓力為靜水壓力的2～3倍，最大的可達(dá)3～5倍。
　?。?）根據(jù)注漿地層深度計(jì)算：P=KH
　　5 WSS注漿工藝的施工步驟
　　5.1 施工流程
　　5.2 工藝要求
　　定孔位：對準(zhǔn)孔位，不同入射角度鉆進(jìn)，要求孔位偏差為±3cm，入射角度偏差不大于1°。根據(jù)漿液在土層內(nèi)滲透情況，確定注漿孔的間距，一般情況下700mm的間距即可保證滲透效果。
　　鉆機(jī)就位：指定位置就位，調(diào)整鉆桿的垂直度。對準(zhǔn)后，鉆機(jī)不得移位，也不得隨意起降。
　　鉆進(jìn)成孔：要慢速運(yùn)轉(zhuǎn)，掌握地層對鉆機(jī)的影響情況，以確定在該地層條件下的鉆進(jìn)參數(shù)。密切觀察溢水出水情況，出現(xiàn)大量溢水出水時，應(yīng)立即停鉆，分析原因后再進(jìn)行施工。每鉆進(jìn)一段，檢查一段，及時糾偏，孔底位置應(yīng)小于30cm，同一注漿孔的多向注漿間隔施工。
　　回抽鉆桿注漿：在進(jìn)行注漿的時候邊注漿邊根據(jù)壓力與注漿量的變化回抽鉆桿，嚴(yán)格控制提升幅度，一般每步不大于15～20cm，勻速回抽。注漿一定要按程序施工，每段進(jìn)漿要準(zhǔn)確，注漿壓力要嚴(yán)格控制在0.15～0.3MPa。當(dāng)壓力突然上升或從孔壁溢漿，應(yīng)立即停止注漿，采取調(diào)整注漿參數(shù)或移位等措施重新注漿。土、砂層容易造成坍孔時，采用前進(jìn)式注漿或往返式注漿，否則采用后退式注漿；每段注漿量應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)進(jìn)行。
　　注漿完成后，封堵注漿眼，保證注入的漿液不溢漿跑漿。
　　6 WSS注漿工藝的施工注意事項(xiàng)
　　6.1 根據(jù)不同的地質(zhì)情況調(diào)節(jié)注漿的漿液配比
　　在不能確保漿液凝固效果的地層，應(yīng)施工一段實(shí)驗(yàn)段，檢查漿液配比后的注漿效果。對注漿固結(jié)完的底層，在進(jìn)行暗挖施工時，也應(yīng)做好搶險準(zhǔn)備。
　　6.2 控制注漿壓力，防止將地面頂裂
　　在進(jìn)行地下洞內(nèi)注漿時，應(yīng)巡視地面的情況。由于不同地質(zhì)的關(guān)系，地層可能存在縫隙，易發(fā)生漿液沿著縫隙上行，頂裂地面的情況，應(yīng)適時調(diào)整注漿壓力和采用間斷注漿方式。
　　6.3 注漿前，做好加固措施
　　由于注漿壓力一般為0.3MPa左右，注漿前，要用噴射混凝土將掌子面封閉，厚度為200～300cm。在進(jìn)行盾構(gòu)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道注漿加固時，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求施工洞內(nèi)的剛性支撐，確保管片穩(wěn)固。
　　6.4 施工中主要安全注意事項(xiàng)
　?。?）鑿巖臺車、鉆機(jī)、注漿泵及高壓管路必須試運(yùn)轉(zhuǎn)，確認(rèn)機(jī)械性能和各種閥門管路、壓力表、流量計(jì)完好。
　?。?）每次注漿前，要認(rèn)真檢查安全閥、壓力表的靈敏度，并調(diào)整到規(guī)定壓力位置。
　　（3）安裝高壓管路和泵頭各部件時，各絲扣的聯(lián)接必須擰緊，確保連接完好。
　?。?）注漿過程中，禁止現(xiàn)場人員在注漿孔附近停留，防止注漿眼或閥門破裂傷人。
　?。?）注漿現(xiàn)場操作人員必須佩戴安全帽、口罩和手套等勞保用品，防止?jié){液侵害皮膚。
　　7 結(jié)語
　　二重管無收縮WSS工法適用于多種地層加固，具有廣泛的應(yīng)用前景，在西安地鐵二號線13標(biāo)盾尾刷更換前的地基土體加固以及10標(biāo)北大街盾構(gòu)吊出井涌砂涌水處理等都進(jìn)行了應(yīng)用，取得了不錯的效