地鐵暗挖區(qū)間濕陷性黃土地層滲漏注漿施工技術(shù)

姚念軍（西安市地下鐵道有限責(zé)任公司，陜西　　西安　710018）

地鐵暗挖區(qū)間濕陷性黃土地層滲漏注漿施工技術(shù)

姚念軍
（西安市地下鐵道有限責(zé)任公司，陜西西安710018）

摘要：通過對西安地鐵三爻～鳳棲原區(qū)間污水管道滲漏水WSS注漿處理，闡明了滲漏水穿越老黃土，土體自穩(wěn)性變差，加大了土體對隧道結(jié)構(gòu)的局部壓力。在隧道濕陷性黃土地層中注漿試驗證明，注漿技術(shù)不僅適用于軟弱地層和砂層的注漿止水工程，同樣適用于黃土地層中，能夠達到封閉止水、固結(jié)土層的效果。

關(guān)鍵詞：地鐵；暗挖區(qū)間；滲漏；注漿

1　工程概述

西安地鐵三爻～鳳棲原區(qū)間工程，在開挖掌子面進至某段里程時，隧道拱部出現(xiàn)了幾種水線漏水的情況，而且在開挖過程中有土塊塌落情況的出現(xiàn)。除此之外，掌子面處核心土坍塌以及已完成部分出現(xiàn)滲水漏水情況。為確保掌子面穩(wěn)定，暫時停止施工作業(yè)，同時對施工掌子面臨時進行網(wǎng)噴混凝土封閉?？紤]到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和施工安全，需要對其進行滲漏水注漿處理。

2　施工中注漿方案的確定

2.1分析滲漏水出現(xiàn)的原因

通過實地勘察以及相關(guān)資料的查詢，結(jié)合施工地周圍管線、水源調(diào)查結(jié)果分析，出現(xiàn)滲水漏水的部位周邊情況為污水管道、華美學(xué)院內(nèi)部的化糞池以及排水管道支管等，除此之外，并無其他情況發(fā)現(xiàn)。通過統(tǒng)計晴雨天不同時段滲水情況，判斷天氣下雨是否影響隧道內(nèi)部滲水，最后得出沒有影響。因此判斷滲漏水是由污水管漏水引起的，隧道線路原有土體長期處于浸泡狀態(tài)，開挖時土體軟弱失穩(wěn)進而出現(xiàn)坍塌情況。

2.2選擇合適的注漿方案

（1）地面注漿

地面注漿方案有著自己明顯的優(yōu)勢，可以將滲漏水的線路更改，讓其偏離隧道上方土體，同事也不會對隧道初至作業(yè)的進度產(chǎn)生影響；但該施工地點處于交通十字地段，地面交通繁忙，采用地面注漿直接影響交通。地面有自來水以及天然氣管道，施工過程中不能采用有效的控制手段。辦理審批文件需要較長的時間，直接影響施工進度。

（2）洞內(nèi)注漿

相比于地面注漿，洞內(nèi)注漿可以對隧道上方的土體進行有效加固，很好的實現(xiàn)止水的目的。同時因為是在地下施工，不會對地面交通產(chǎn)生大的影響，也省去了申請占道手續(xù)的時間，施工周期短，最主要的是工程花銷較低；其缺點就是影響前方初支施工進度。

經(jīng)過比較分析，洞內(nèi)注漿干擾少、周期短、見效快、費用低，所以確定注漿采用洞內(nèi)注漿。

2.3注漿參數(shù)的設(shè)計及確定

（1）布置注漿孔以及注漿順序

首先需要考慮一個問題，就是該隧道屬于復(fù)線隧道，為了避免左線隧道拱部止水之后，造成右線隧洞出現(xiàn)滲漏水。那就需要從左線隧道西側(cè)拱頂漏水位置開始打孔以及注漿，這些注漿孔深10m彼此間相距1m，向西偏15°，以保證注漿液可以形成完整的帷幕。在拱頂西側(cè)的注漿孔總共有六排，第一排注漿孔15個，順著第一排方向向東1.5m設(shè)置第二排注漿孔，注漿孔向西偏7.5°，共有14個孔，孔深8m，以此類推，其中兩端位置的孔深為6m。注漿施工時，需要按照由南向北，先西后東的順序進行。

（2）注漿孔的主要技術(shù)參數(shù)

如圖1所示，其為注漿孔的立面布置圖，其中注漿孔直徑為4.2cm，注漿中擴散半徑為100cm～150cm。注漿液凝結(jié)需要時間為20s～1800s，注漿過程中需要將注漿壓力保持在300kPa～500kPa。

2.4注漿施工過程需要注意的問題

本工程采用的注漿法師雙液化學(xué)注漿法，其工作原理是根據(jù)工程的要求以及底層的實際情況，預(yù)先配置好所需要的化學(xué)漿液，將這些漿液放在不通的容器里面。當(dāng)鉆進機具將鉆桿推送至預(yù)先設(shè)計好的深度時，利用注漿泵通過二重管將注漿液噴入到地層內(nèi)部，最終達到止水的目的。

（1）工藝流程

第一階段：AC漿液注漿止水，注漿過程中應(yīng)該采用直徑2.5cm的鋼管，沿著隧道法線方向打入圍巖，其深度不得低于1.5m，不得高于2m。

第二階段：采用AB+AC漿液注漿加固，注漿管采用直徑4.2cm的鋼管，在施工時主要采用垂直鉆桿回抽注漿法和擴散式傾斜鉆桿回抽注漿法注漿。

（2）施工方法

施工開始前需要做好調(diào)查地下管線的工作，避免施工過程中出現(xiàn)意外，方便施工中調(diào)整注漿壓力、注漿量，避免壓力過大造成漿液進入既有管線，影響人們正常生活；注漿孔按間距不大于1.5m交聯(lián)等邊三角形布置；接著需要做好鉆機定位工作，特別是上拱位置。鉆機需要安放在操作平臺上面，為了確保鉆機可以正常工作，對于操作平臺的高度需要仔細計算后才能確定，這樣才能確保鉆孔角度處于最佳狀態(tài)。開鉆的時候確保鉆桿傾斜度不超過1.5°，同時布控點和鉆頭點位之間存在的誤差不超過8cm。

鉆孔過程中，鉆桿角度要精確計算，并且及時觀察鉆孔進度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)坍塌情況出現(xiàn)的時候，需要立刻停止鉆孔，接著回抽注漿加固，確保加固效果達到標準之后，就可以停止注漿了，這時需要調(diào)整孔位，在臨近孔位繼續(xù)鉆孔施工；選擇注漿液的時候，需要結(jié)合施工現(xiàn)場具體的地質(zhì)情況，同時選用的計量工具要準確按照既定配方配料施工，第一循環(huán)一般作為試驗段施工，根據(jù)注漿效果及時調(diào)整漿液配合比及懸濁液和溶液注入比例，確定最佳的漿液配合比及漿液注入比例。

注漿施工過程采用的是分段回抽注漿法，通常情況下回抽步距為0.3m，施工順序先外圍后中心。通過結(jié)合此項工程的實際情況，經(jīng)過嚴格計算認為，總漿液中有70%為溶液型漿液，其余30%為懸濁液，這樣的比例分配可以很好的確保施工質(zhì)量，達到預(yù)期的加固效果。同時注漿過程中為了保證施工的順利進行，注漿壓力應(yīng)該維持在300kPa，同時要有專業(yè)的技術(shù)人員進行操作。注漿過程中如果出現(xiàn)壓力突然變化時，應(yīng)該第一時間停止注漿。

圖1　注漿孔立面布置圖（單位：mm）

3　注漿過程施工質(zhì)量及安全控制要點

3.1注漿質(zhì)量控制要點

鉆孔施工過程中，需要嚴格按照施工布置圖進行，同時孔位也要布置精確，最重要的就是做好鉆機的定位工作；為了確保配料的質(zhì)量符合相關(guān)標準，需要嚴格按照設(shè)計配方進行排料；注漿施工過程中，應(yīng)該按照順序分步進行。當(dāng)注漿過程中發(fā)現(xiàn)壓力突然變化的時候，應(yīng)該在第一時間停止注漿。嚴格按照設(shè)計進行注漿量的確定，當(dāng)實際施工中出現(xiàn)跑漿情況時，應(yīng)該采取一定的措施以保證注漿量符合設(shè)計要求；施工過程中每道施工程序應(yīng)該安排專人負責(zé)操作記錄；注漿施工過程中，需要注意地面是否出現(xiàn)隆起、注漿液溢出等情況，同時需要加強施工地段的沉降觀測。

3.2注漿過程安全控制

鉆機注漿泵和高壓管路在安裝好之后，必須進行調(diào)試運行，以確保機械性能以及壓力表等裝置運行良好，做好相關(guān)的試運行之后，才能正式開始施工。每次注漿開始前，對于安全閥以及壓力表的靈敏度都需要認真檢查，確保性能良好之后將其調(diào)整到規(guī)定的注漿壓力位置；安裝高壓管路以及泵頭各部件的時候，仔細檢查各絲扣之間的聯(lián)系是否緊密，在確保聯(lián)接緊密之后，方能開始注漿，注漿施工過程中，為了防止密封膠沖式閥門出現(xiàn)破裂傷害到工作人員，要禁止施工人員出現(xiàn)在注漿孔附近；注漿施工中不能隨意停水、電，當(dāng)遇到停水以及停電情況的時候，需要提前通知相關(guān)人員，相應(yīng)的人員在確保注漿以及沖洗完成后，才能停水停電。施工過程中施工人員需要做好相應(yīng)的防護處理，帶好安全帽、防護眼鏡、手套等用品。

圖2　隧道雙重管注漿工藝流程

結(jié)語

注漿前，隧道兩側(cè)邊墻與掌子面滲水點多，滲水量大，尤其是邊墻和拱頂處出現(xiàn)涌水，發(fā)生多次坍塌，施工開挖難度較大。注漿加固后，已完初支部分和掌子面土體無滲水，開挖后，漿液與土體固結(jié)為一體，漿脈延伸較完整，土體基本擠密，達到了預(yù)期的加固、止水目的。通過在隧道濕陷性黃土地層中注漿試驗證明，WSS注漿技術(shù)不僅適用于軟弱地層和砂層的注漿止水工程，同樣適用于黃土地層中，能夠達到固結(jié)土層，封閉地下水的顯著作用，解決了普通注漿方法在黃土地層中注漿漿液擴散不理想，漿液固結(jié)土層緩慢而造成漿液流失的缺點。

參考文獻

[1]關(guān)寶樹.隧道工程施工要點集[M].北京：人民交通出版社，2003.

[2]張民慶，彭峰.地下工程注漿技術(shù)[M].北京：地質(zhì)出版社，2008.

中圖分類號：U45

文獻標識碼：A