淺埋暗挖地鐵隧道全斷面帷幕注漿施工技術(shù)

陳宏偉

摘 要：本文在深入分析實際工程的全斷面帷幕注漿施工技術(shù)，提出了可行的技術(shù)方案，并對質(zhì)量控制方法進行了全面的剖析，從而為帷幕注漿施工技術(shù)做出了全面的探討，以減少由于地層失水造成的建筑物和周邊管線穩(wěn)定性較差的現(xiàn)象?？梢娫摷夹g(shù)對提高施工的效果提供了重要的保障。

關(guān)鍵詞：地鐵;隧道;全斷面帷幕注漿;施工技術(shù)

1 工程概況

該工程的名稱主要是莞惠城際鐵路GZH-6 標暗挖區(qū)間隧道，該隧道的設(shè)計起點的里程為DK33+022.303，終點里程 DK33+835.447。該隧道的圍巖主要為VI級，其中隧道拱頂埋深的深度為8-10米，對地下水位進行勘測時其埋深的深度為1.30-9.0米。隧道開挖過程中掌子面巖層主要為素填土層、淤泥層、流沙層、全風化混合片麻巖層、強風化混合片麻巖層等五種巖層，這些巖層的分層更加明顯。

該線路是城市的主干道，其能夠穿越一些廢舊的魚塘。同時，該道路主要處于兩鎮(zhèn)交界處的位置，其道路周圍的地下管線較為密集和復雜，并且種類相對較多，在加上車流量的加大，該隧道出現(xiàn)了堵塞的現(xiàn)象。特別是遇到雨季時，其順利排水的可能性較小。

2 施工重點與難點

2.1 施工重點

該隧道內(nèi)全斷面帷幕注漿主要采用的就是水泥-水玻璃雙液漿，在注漿施工的過程中對注漿的壓力、漿液的凝固時間、注漿的量等已經(jīng)成為注漿階段的重中之重。

2.2 施工難點

根據(jù)上面的工程概況可以看出，隧道掌子面的巖層較為分明，并具有復雜多變的特征，例如：黏土層和砂層在分層上較為顯著，其地下水豐富，沙層的涌水量較大。因此，在選擇注漿方式時，應該對不同的砂層特點進行注漿。同時，注漿的形式或者漿液的配比等也受到不良的因素，其在選擇時較為困難。

3 研究全斷面帷幕注漿具體施工技術(shù)

注漿是在壓力作用下，在結(jié)構(gòu)物孔隙里以及地層中使用能夠凝固的液體進行有效的填充，進而能夠合理的改變結(jié)構(gòu)物以及地層的性質(zhì)和功能，具有顯著的優(yōu)勢，如，止水、加固。土體內(nèi)注入漿液以后，通常情況下首先是滲透。倘若通道不流通，將導致漿液很難進行滲透，從而會壓密附近的地層，壓力會越來越高，最終發(fā)生劈裂情況，進而漿液會隨著裂縫進行流動、擴散。本隧道的注漿形式是帷幕注漿。注漿范圍為開挖輪廓線以為3米。注漿方向為隧道挖進方向，并且一循環(huán)階段要設(shè)置在10米。每一個注漿斷施工結(jié)束以后預留下1米的位置，使其成為下一個注漿段的止?jié){巖盤。具體施工技術(shù)如下。

3.1 成孔施工

首先，裝置孔口管。在前期階段工作做完以后，要裝置孔口管以及孔導向管，要選擇無縫鋼管進行安裝，并且規(guī)格要使用長度1.5米，壁厚度為6毫米，直徑為108毫米。并且要嚴格遵照施工設(shè)計方案，使用鉆機進行鉆孔，鉆孔直徑為110毫米，鉆孔深度為1.5米。然后，把在鉆好的孔內(nèi)安裝上空口管，并且在端頭留下10厘米的位置。在安裝完成以后使用錨固劑將孔和管的間隙填充滿，在外面的部位也要堵住空隙，一般情況下使用（M20）砂漿，從而最大程度的固定住孔口管。其次，鉆機就位。將鉆機開到掌子面附近，嚴格按照施工標準調(diào)整到合理的角度和高度，從而保證鉆機的控衛(wèi)軸線和鉆機軸線完美契合。最后，鉆孔施工。鉆孔采取由高到低的方式開展施工，為有效規(guī)避穿孔跑漿情況發(fā)生，一孔操作完成以后要及時給予注漿處理。并且鉆孔直徑要大于91毫米。注漿孔的布置要呈現(xiàn)輻射形狀，采取從工作面到開挖方向的方式。首環(huán)施工孔外插15度，到了第二環(huán)要少2度施工，到三環(huán)要少4度施工，到四環(huán)要少6度施工，到五環(huán)要少10度施工，到六環(huán)孔施工方向要面向隧道。每次循環(huán)注漿孔要設(shè)置77個，并且孔深度大約在11.3米。需要注意的是在鉆進時，要定期使用測斜儀確定具體的施工位置，并且結(jié)合鉆機實際工作情況合理評估成孔的質(zhì)量，有效的規(guī)避事故的發(fā)生。

3.2 注漿施工

①壓水實驗。在完成單孔之后，可以進行壓水實驗，一般使用注漿泵進行，從而保證注漿的管道能夠順暢。

②漿液調(diào)配。一般注漿材料利用普通硅酸鹽水泥和水玻璃，水玻璃的濃度一般為35波美度;漿液細度模數(shù)范圍控制在2.6～2.8之間，水泥漿中水和石灰的比例為1：1，在進行注漿過程中，一般采用二重管雙液漿注漿的方式，將水泥與水玻璃按照1：0.6的體積比例進行注漿。

③漿液壓注。地鐵隧道中巖石多樣且復雜，而且粘土層以及沙層的分層現(xiàn)象較為顯著，土質(zhì)差別較大，因此在進行注漿時不能只使用一種方案進行注漿，永愛根據(jù)不同演示采取不同的注漿方案。具體內(nèi)容如下：對于素填層以及全風化的混合片麻巖層來說，需要利用注漿機配合鉆機，采用后退式的注漿方式進行注漿，漿液的面積不超過1.5米，漿液的凝固時間在15秒左右，注漿壓力在0.5～1.5兆帕之間。在進行注漿的過程中，從孔底開始進行壓注，當壓力達到1.5兆帕時，可以維持幾分鐘，使得空洞內(nèi)的注漿量符合設(shè)計要求，進而后退鉆桿繼續(xù)進行灌漿壓注，一直到鉆桿從單孔中退出來，才能進行下一個孔洞的注漿;對于粘土層來說，需要利用高壓劈裂后退式以及一次性注漿的方式進行單孔注漿，粘土層一般滲透性較差，所含的水分較少，采用這種方式能夠提高土地的完整度。在注漿過程中，注意將注漿凝固的時間控制在10-15s，壓力控制在1.8-2.0MPa，持續(xù)時間在幾分鐘，漿液根據(jù)設(shè)計的注漿量確定，同時采取后退鉆桿的方式，持續(xù)注漿，直到鉆桿公單孔中退出。高壓作用會造成漿液在土體中發(fā)生劈裂，并且其會隨著土體的裂縫進一步擴散，從而通過擠壓提高粘土的密實程度，進而發(fā)揮止水的作用。在沙層土體中，利用劈裂壓密的方式進行止水的最終效果不佳，這是由于其滲透系數(shù)與滲水量相對較大。因此，實現(xiàn)止水的目的就需要通過注漿形成真正的混凝土帷幕。在沙土層注漿中，單孔注漿方法主要是低壓滲透往復法。在注漿過程中，其凝固時間需要控制在15-20s，成孔后，從孔底進行壓注，壓力到1.0MPa時后退鉆桿，如此反復，指導鉆桿從單孔中退出。在注漿完成后，需要對單孔及隧道的涌水量進行檢查，保證其滿足開挖的要求。

總結(jié)

本次工程中，注漿材料選用的是雙液漿，達到了控制隧道內(nèi)滲水的目的，實現(xiàn)了對因地層失水而造成沉降現(xiàn)象的有效控制，為隧道順利開挖奠定基礎(chǔ)。就目前而言，隧道全斷面帷幕注漿止水施工中，注漿材料選用水泥水玻璃，有效克服了在采取單液漿進行注漿施工中，因為其所需要的凝結(jié)時間加長，而造成泌水通道的缺陷，并且具有較為理想的造價、操作簡單、對環(huán)境及地下水污染較小等優(yōu)勢。其使用范圍非常廣泛。

參考文獻

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