暗挖隧道深孔注漿止水技術(shù)探究

張賓

摘 要：一直以來，水的治理都是地鐵暗挖隧洞施工難點，不僅會影響施工的安全性，并且會對地面建筑結(jié)構(gòu)的安全造成影響。本文對暗挖隧道深孔注漿止水技術(shù)進行了探討。

關(guān)鍵詞：暗挖隧道 深孔注漿 止水技術(shù)

1.工程介紹

北京地鐵八號線中國美術(shù)館站折返線區(qū)間采用礦山法施工。因施工范圍內(nèi)無法降水施工，所以采用深孔注漿止水后進行開挖。

2.工程水文地質(zhì)條件

2.1工程地質(zhì)

根據(jù)地堪資料，施工范圍內(nèi)地層由上而下依次為：房渣土、粉土、細(xì)砂-粉砂、粉質(zhì)粘土、粉砂、中砂-細(xì)砂、圓礫-卵石、粉質(zhì)粘土、粘土、粉土、粉砂-細(xì)砂、卵石、中砂和卵石。

2.2水文條件

勘察深度范圍內(nèi)主要揭露了4層地下水，第一層為上層滯水，第二層為潛水，第三層為層間滯水，第四層為承壓水。

3.單管后退式注漿工藝

3.1工藝流程

每個孔內(nèi)每次注漿一個循環(huán)約20～30cm，注漿流程：測量定位→鉆孔→封口（投套殼料）→注漿作業(yè)→注漿壓力1.0Mpa→拔鉆桿（20～30cm）→下一個注漿循環(huán)→結(jié)束注漿。

3.2深孔注漿止水加固范圍及布孔

根據(jù)水文地質(zhì)勘查隧道拱頂部分為地質(zhì)為卵石層且為潛水層，隧道中部為薄薄的粉質(zhì)粘土層，隧道中下部為沙層和卵石層且含承壓水，所以方案采取全斷面深孔注漿后開挖。注漿范圍為拱頂開挖輪廓線外圍1.5m，拱角開挖輪廓線外圍2.0m。

隧道一環(huán)注12m深，開挖10m。隧道標(biāo)準(zhǔn)斷面布孔29孔，其中20孔分布在隧道輪廓線上，每孔3個角度（輪廓線向外5°、12°、21°），孔深為6.4m、12.3m、12.1m，孔間距為1.3～1.5m，鉆孔量共724m，注漿止水加固土體為958.23。

隧道大斷面布73孔，其中30孔分布在隧道輪廓線上，每孔3個角度（5°、12°、21°），孔深為6.4m、12.3m、12.1m，孔排距為1.2m，孔間距為1.32m，鉆孔量共1440m，注漿止水加固土體為2410.23。

3.3單管后退式注漿

1）注漿止水加固采用水泥-水玻璃雙液漿與化學(xué)漿的混合液。

A液：水泥漿采用普通硅酸鹽P.O42.5水泥，配合比為水∶水泥=1∶1。

B液：水玻璃采用濃度42Be，稀釋成35Be。

C液：速凝劑。（35KG固化劑能配置1方漿液）

注漿時根據(jù)現(xiàn)場情況是否冒漿，冒漿采用B液與C液，不冒漿選用A液與B液，其配比均為1：1。

配制雙液漿漿液凝膠時間為B液與C液2s～10s，A液與B液30s～90s。注漿時要勤觀測注漿壓力和流量，發(fā)現(xiàn)異常要及時調(diào)節(jié)漿液種類和漿液凝固時間。

2）注漿壓力：本次注漿的終壓為0.8～1.0Mpa。

3）注漿量由止水加固土體方量或漿液注漿量來計算，下列公式是一環(huán)（12m）加固土體方量與漿液注漿量之間的關(guān)系式：

注漿范圍：拱頂外2.0m時，

Q=ηαβV；

Q—總土體注漿止水加固注漿量m3；

V—要止水加固的總土體方量m3；

η—地層孔隙率（砂卵石采用0.4）；

α—漿液在地層中的有效充填系數(shù)0.7～0.9；（本方案取0.8）

β—漿液損耗量，取1.0～1.2，（本方案取1.2）

L—注漿長度m。

標(biāo)準(zhǔn)隧道一環(huán)注漿量=注漿土體×孔隙率×損失率×填充率

=958.2×0.4×1.2×0.8

=368.0m3

大斷面隧道一環(huán)注漿量=注漿土體×孔隙率×損失率×填充率

=2410.2×0.4×1.2×0.8

=925.5m3

4）深孔注漿前要在上臺階核心土外設(shè)置止?jié){墻，墻厚300mm，采用C20噴射混凝土，并設(shè)雙層Φ6.5鋼筋網(wǎng)。

5）本工程注漿采用先內(nèi)后外、先上后下的原則進行注漿。

3.4注漿工藝

1）稀釋水泥。根據(jù)攪拌需要的水量加到攪拌桶中，然后將攪拌機打開，攪拌兩分鐘左右。

2）試運轉(zhuǎn)。在各個注漿系統(tǒng)均連接好以后，將注漿泵打開，然后查看注漿泵的液壓情況，查看管理的通暢性。

3）使用整體注漿的方法注入漿液。

4）控制注漿量和壓力。注意查看注漿壓力，檢測注漿壓力的變化情況以，做好壓力控制工作，當(dāng)注漿壓力在1Mpa時，要注意向后提，然后再進行注漿。

5）處理異常情況

冒漿情況的處理：在進行注漿時，要對地層的變化情況進行分析，將強度較低的位置封閉好，以保證注漿效果。

注漿壓力變化：注漿過程中，壓力要在控制范圍內(nèi)，當(dāng)注漿壓力低于設(shè)計范圍時，要檢查有沒有存在漏漿的情況，當(dāng)壓力過高時，注意檢查混合器和管路是否被堵住。通常情況下，開始注漿時的壓力不高，在逐漸填充住孔隙后，為了保證注漿的順利開展，要有使用壓力將其劈開。在施工過程中，要注意檢查終壓是否在固定的壓力值以內(nèi)。

調(diào)整注漿量：地層的加固情況和底層注漿量有直接的聯(lián)系。在注漿時，本工程使用隔孔注漿的方式進行施工，不僅可以防止各個注漿孔之間相互影響，并且可以用后注孔來對先注孔進行補充，提高土體漿液的均勻性，具有良好的止?jié){效果。

注漿泵工作不正常：實際注漿時，當(dāng)管路不正常時，會導(dǎo)致壓力升高，機器工作聲音也會不正常。不過不立即將故障處理好，會危險作業(yè)人員的人身安全。當(dāng)出現(xiàn)這一故障時，要馬上停止施工，將注漿高壓軟管卸下，然后對管路進行清理。將故障位置找出，并清洗干凈后重新開始工作。

3.5注漿系統(tǒng)布置

注漿工作是由其專用設(shè)備來實現(xiàn)，配備進口流量計，注漿系統(tǒng)連接布置如圖1。

3.6注漿效果檢查3.6.1注漿效果檢查

1）注漿結(jié)束前，通過分析法對注漿記錄進行統(tǒng)計分析，檢查本加固段注漿量及注漿壓力情況，確認(rèn)達到如下注漿標(biāo)準(zhǔn)后方可進行開挖施工：

注漿壓力根據(jù)地層情況控制在0.5～1.0MPa 左右，結(jié)束注漿指標(biāo)：在注漿時，隨著壓力的不斷增加，流量降低，當(dāng)壓力達到注漿終壓后，注漿壓力會超過設(shè)計壓力的80%，此時，要立即停止此孔的注漿；在注漿過程中，如果沒有達到設(shè)計壓力，而注漿量超過了設(shè)計值，且沒有漏漿的情況，就可以停止注漿；本循環(huán)注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)所有的注漿孔都達到了規(guī)定要求，并且沒有漏注的情況時。就可以停止循環(huán)注漿。

3.6.2開挖過程的檢查

開挖過程中，采用直觀檢查法對開挖面的漿液擴散情況、有無漏水和流砂現(xiàn)象進行觀察驗證，滿足現(xiàn)場開挖安全的條件下方可進行開挖。注漿量及注漿壓力未達到上述注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)和開挖觀察驗證不能滿足開挖安全的條件時，進行補孔注漿。

3.6.3監(jiān)測信息反饋

當(dāng)?shù)乇?、洞?nèi)收斂、拱頂沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示沉降預(yù)警時，需對監(jiān)測數(shù)值和現(xiàn)場開挖面進行綜合判斷分析，確保安全開挖的前提下進行施工。開挖過程中，若通道上方出現(xiàn)黃、橙色監(jiān)測預(yù)警，立即對監(jiān)測數(shù)據(jù)和開挖面土體止水加固效果進行分析，由工區(qū)技術(shù)質(zhì)量人員與監(jiān)理人員共同確定地層止水加固效果，若發(fā)現(xiàn)開挖面土體穩(wěn)定性較好，漿脈可見，則應(yīng)加密監(jiān)測頻率，信息化指導(dǎo)現(xiàn)場開挖施工；一旦發(fā)現(xiàn)監(jiān)測變形速率有增大趨勢，應(yīng)立即停止開挖，封閉掌子面，重新注漿。若通道上方出現(xiàn)紅色監(jiān)測預(yù)警，應(yīng)立即施作止?jié){墻封閉掌子面，對開挖面前方土體進行補充深孔注漿，并嚴(yán)格控制注漿各項參數(shù)，確保土體止水加固效果。

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