城市地鐵暗挖隧道軟弱圍巖全斷面注漿施工技術(shù)

趙才　陳紹平

摘 要：結(jié)合工程實例，論述了地鐵暗挖隧道隧道軟弱圍巖全斷面注漿施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：地鐵隧道；軟弱圍巖；管棚；雙液漿

中圖分類號：U455 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）09-0062-01

隨著我國城市軌道交通的不斷發(fā)展，城市暗挖隧道施工越發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化；對隧道施工也相應(yīng)提高，特別是城市淺埋暗挖隧道施工中出現(xiàn)的軟弱圍巖地層，在施工中容易發(fā)生坍塌、涌泥等安全事故，該地段施工難度大、風(fēng)險高，如何通過技術(shù)措施降低風(fēng)險至關(guān)重要。本文以深圳市城市軌道交通2號線三期主體工程2131標(biāo)蓮塘站站后折返線區(qū)間隧道全斷面注漿施工為例，介紹了在軟弱圍巖中通過超前全斷面注漿施工技術(shù)措施，降低隧道施工安全風(fēng)險，供參考。

1 工程概況

深圳市城市軌道交通2號線三期主體工程2131標(biāo)蓮塘站站后折返線區(qū)間隧道沿國威路敷設(shè)，平面線形為直線。斷面結(jié)構(gòu)為右線單洞單線及左線單洞雙線+單洞單線的復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。

隧道主要穿越全風(fēng)化及土狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r層，前者呈現(xiàn)灰黃色，原巖結(jié)構(gòu)已基本破壞，具微弱的殘余結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，該巖層遇水即崩解；后者呈現(xiàn)褐色、灰褐色，巖石風(fēng)化劇烈，裂隙極為發(fā)育。隧道區(qū)域地處梧桐山山腳地下水主要賦存在風(fēng)化巖中，水系發(fā)育，施工過程中地下水以淋雨狀入隧道，洞內(nèi)形成大量積水。

該隧道具有水文地質(zhì)條件差、圍巖風(fēng)化程度高、自穩(wěn)能力差，洞內(nèi)滲水量大、施工難度高等特點。隧道施工過程中多次出現(xiàn)涌水及坍塌險情，后經(jīng)過現(xiàn)場論證，在軟弱圍巖中結(jié)合使用大管棚或小導(dǎo)管對掌子面進(jìn)行全斷面預(yù)注漿施工，能夠有效的加固地層，減少涌水、涌泥現(xiàn)象的發(fā)生，并降低安全風(fēng)險。

2 全斷面注漿工藝

隧道開挖前，通過超前預(yù)報及物探報告綜合分析前方圍巖特性，用于指導(dǎo)后續(xù)施工，未成形隧道軟弱圍巖主要分為兩種形式：一種為全風(fēng)化凝灰?guī)r層，圍巖自穩(wěn)性差，遇水即崩解，此區(qū)段宜采用φ42mm鋼花管對掌子面前方進(jìn)行劈裂注漿，加固前方巖層；二種為土狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r層，圍巖自穩(wěn)性一般，巖石風(fēng)化劇烈，裂隙較為發(fā)育，此區(qū)段宜采用φ108mm鋼花管對掌子面前方巖層進(jìn)行全斷面注漿加固止水。

2.1 注漿管安裝工藝流程

注漿管安裝工藝流程：掌子面封閉施做止?jié){盤→孔位定點放樣→鉆孔→鋼花管制作及安裝→注漿頭及球閥安裝。

2.2 注漿工藝流程

注漿工藝流程為：打開球閥→沖洗注漿管→連接雙液注漿設(shè)備→配置漿液→注漿→關(guān)閉球閥，視情況可多次開閥注漿。

2.3 全斷面注漿主要技術(shù)參數(shù)

全斷面注漿范圍為隧道開挖輪廓線外3米，注漿布置由工作面向開挖方向呈輻射狀，鉆孔均勻布置成圓形圈，保證注漿充分，不留死角。

注漿管主要技術(shù)參數(shù)分兩種：（1）管棚注漿管規(guī)格為φ108*6mm熱扎無縫鋼管，管長7～15米，沿掘進(jìn)方向12m一循環(huán)段，含3m止?jié){巖盤。呈600mm*600mm梅花型布置，外插角度3°～5°。（2）小導(dǎo)管注漿管規(guī)格為φ42mm*3.5mm熱扎無縫鋼管，管長6米，注漿沿隧道開挖方向6m一循環(huán)段，含1米止水巖盤。500mm*500mm梅花型布置，呈注漿管外插角度3°～30°。

2.4 注漿主要技術(shù)參數(shù)

（1）材料采用水泥～水玻璃雙液漿，漿液濃度根據(jù)隧道圍巖條件加以調(diào)整。（2）注漿壓力一般靜水壓力為1～1.5Mpa，終壓值較靜水壓力大0.5～1.5MPa；注漿實施過程中根據(jù)各段埋深，地質(zhì)情況及注漿止水效果對漿液配比及注漿壓力進(jìn)行調(diào)整。

3 全斷面注漿施工技術(shù)

3.1 注漿管施工

本隧道圍巖基本為普通稍軟巖石或土質(zhì)，宜采用合金管鉆進(jìn)行鉆進(jìn)，以風(fēng)動潛孔沖擊鉆進(jìn)法為主。

鉆孔前對孔位順時針編號，鉆孔順序從隧道中心環(huán)向向兩側(cè)施工，并采取兩邊對稱跳打的方式，鉆孔時鉆機(jī)操作距離不少于2m，注意控制打設(shè)方向，拱頂部位同一截面內(nèi)注漿管接頭數(shù)量不大于50%。

3.2 注漿施工

注漿材料以雙液漿為主，單液漿為輔。

注漿前先進(jìn)行現(xiàn)場試驗，應(yīng)對不同情況下的加固或止水要求，通過試驗按實際情況確定漿液配合比，調(diào)控凝膠時間及漿液流速。凝膠時間主要影響因素有水灰比、水玻璃濃度、體積比等。經(jīng)過實踐形成漿液參數(shù)如表1（僅供參考）。

注漿過程中，掌子面注漿管須進(jìn)行跳孔注漿，防止?jié){液串流，造成鄰近注漿管封堵。以下結(jié)合表1中數(shù)據(jù)，不同情況下，注漿配比做相應(yīng)調(diào)整。

（1）當(dāng)初始注漿壓力不大，且掌子面存在明水現(xiàn)象時，表明前方巖層裂隙較小、滲流通道較小或巖層中間存在微小水囊結(jié)構(gòu)，宜采用凝膠時間短的配合比（如編號1～4都可）；（2）當(dāng)初始注漿壓力不大，且掌子面滲水嚴(yán)重時，宜采用凝膠時間較短的配合比（如編號1、3或4），封堵水路，起到止水作用。

3.3 注意事項

（1）注漿過程中，注意關(guān)注地表及洞內(nèi)掌子面附近的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，合理調(diào)整注漿壓力及漿液濃度。（2）全斷面注漿前掌子面封閉厚度須不小于500mm，避免注漿壓力過大，掌子面被撐裂。

4 結(jié)語

在土體改良及加固地層方面小導(dǎo)管注漿比管棚管注漿效果要好，但小導(dǎo)管注漿完成后，開挖距離較短，總體施工工效較低，管棚全斷面注漿則相反。

在隧道穿越軟弱圍巖施工過程中，充分考慮整個工程的經(jīng)濟(jì)效益，通過分析前方地層特性，兩者結(jié)合使用或分段使用兩種注漿方法；可有效防止隧道坍塌、涌泥及涌水等事故的發(fā)生概率，為隧道施工提供了安全保障。

參考文獻(xiàn)

[1]崔玖江，崔曉青.隧道與地下工程注漿技術(shù)[M].中國建筑工業(yè)出版社，2011，（5）.

[2]地鐵暗挖隧道注漿施工技術(shù)規(guī)程（試行）（DB）01—96—2004.

[3]TZ204—2008鐵路隧道工程施工技術(shù)指南[S].

[4]GB50299—1999地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范[S].2003.

[5]李豐果，俞建鉑，宋金峰，李少利.深圳地鐵暗挖區(qū)間隧道施工技術(shù)[M].中國鐵道出版社，2015，（2）.