深孔注漿在地鐵區(qū)間隧道施工中的應(yīng)用

岳 飛

(太原市軌道交通發(fā)展有限公司，山西 太原 030012)

0 前 言

在城市地鐵隧道施工過程中，經(jīng)常會(huì)存在水治理難題，給施工人員與設(shè)備增加安全隱患。地鐵事故的發(fā)生大多與水有關(guān)，比如開挖期間周邊建筑物沉降開裂、管線拉裂以及基礎(chǔ)地基沉降等。為保證地鐵隧道施工的安全，應(yīng)充分重視水治理工作，制定合理施工方案。本文以某隧道項(xiàng)目為例，分析了深孔注漿技術(shù)在水治理工作中的實(shí)際應(yīng)用。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在采用深孔注漿技術(shù)后，超前預(yù)加固效果良好，從根本上保證了暗挖隧道施工的順利進(jìn)行。

1 工程概況

1.1 工程地質(zhì)情況

某隧道工程暗挖區(qū)間全線長度為1 338 m，地質(zhì)條件比較復(fù)雜，地層上軟下硬，隧道穿越富水砂層與中砂層，下部為硬巖。同時(shí)，隧道掌子面大多為富水砂層，暗挖區(qū)間有諸多管線。中砂層為石英地質(zhì)，穩(wěn)定性較差，存在動(dòng)態(tài)水時(shí)極易被軟化。同時(shí)，區(qū)間范圍存在基巖裂隙水與孔隙水，地下水量較多，且極易被污染。巖層裂隙水發(fā)育較好，廣泛分布于構(gòu)造節(jié)理與強(qiáng)風(fēng)化帶中。且受基巖裂隙發(fā)育程度的影響，地質(zhì)富水性能良好，局部表現(xiàn)出承壓性。

1.2 工程重難點(diǎn)

首先，隧道工程距離左線拱頂4 m處存在雨水箱涵，與隧道走向平行。箱涵年代久遠(yuǎn)，在雨水的沖刷下，砂墊層形成空洞與水囊。同時(shí)，箱涵常年存在較多水量，嚴(yán)重影響了隧道施工的正常進(jìn)行。其次、隧道上方兩側(cè)有較多的高層建筑，地面降水條件較差，因此，主要采用超前注漿與洞內(nèi)引排的水治理方法。此外，地鐵隧工程穿越高壓燃?xì)夤埽笞畲蟪两盗坎怀^1 cm。

2 深孔注漿原理及施工特點(diǎn)

本次隧道施工中采用TGRM注漿材料，其主要用于地下工程注漿，該漿液具備一定的獨(dú)特性，在隧道穿越建筑物、管線以及道路等施工過程中得到了廣泛應(yīng)用。地鐵隧道施工過程中，對于埋設(shè)管線的保護(hù)要求較高，采用TGRM漿料，可以更好地控制地表的下沉量，保證隧道施工的順利進(jìn)行。具體而言，此種灌注漿液具有以下優(yōu)勢。

1)耐久性強(qiáng)，TGRM注漿材料由無機(jī)硫酸鹽水泥融合加入了較多特種外加劑，可以滿足工程10年的壽命要求，耐久性能良好，可以更好地控制隧道開挖后續(xù)的下沉問題。

2)早強(qiáng)性好，此種漿液的水灰比為1 ∶1，2 h內(nèi)強(qiáng)度可以達(dá)到2 MPa，24 h內(nèi)強(qiáng)度可以達(dá)到10 MPa，有效保證了注漿加固效果，提升了施工效率。

3)微膨脹性，相較普通水泥漿液的凝結(jié)固化，在地層固化過程中注入TGRM漿液，可以保證1%～2%的膨脹率，減小了地表下沉量。

4)抗分散性好，TGRM漿液生產(chǎn)期間加入了少量的絮凝劑，可以有效減輕地下水流對漿液的沖散作用，適用于水流較大且地下水位較高的地層中。

3 深孔注漿在地鐵區(qū)間隧道施工中的應(yīng)用

在地鐵隧道施工期間采用深孔注漿時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵循施工流程，以保證注漿效果。

3.1 注漿前技術(shù)準(zhǔn)備

施工人員應(yīng)充分了解項(xiàng)目特點(diǎn)，確定工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、周邊環(huán)境、施工周期，做好設(shè)備與勞動(dòng)力的組織工作。另一方面，應(yīng)根據(jù)地鐵隧道施工的特點(diǎn)合理選擇漿液注入方式，中粗砂層應(yīng)采用滲透擴(kuò)散方法，利用超細(xì)水泥-水玻璃雙液進(jìn)行注漿。富水砂層應(yīng)合理采用混合材料注漿固結(jié)方法，保證劈裂擴(kuò)散。

3.2 注漿設(shè)計(jì)

首先應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況確定深孔注漿參數(shù)，準(zhǔn)確計(jì)算單孔單段注漿量，將雙液漿凝膠時(shí)間控制在30 s～3 min，單液漿不得超過8 h。注漿水壓應(yīng)控制在0.2～0.4 MPa，前進(jìn)式分段注漿長度不得超過5 m，并設(shè)定合理的注漿速度，一般斷層破碎帶應(yīng)控制在60～120 L/min；粉質(zhì)黏土控制在20～40 L/min；砂礫石控制在40～60 L/min。施工期間，工作人員應(yīng)結(jié)合隧道工程地層與注漿壓力變化情況，合理調(diào)整注漿參數(shù)。其次應(yīng)確定深孔注漿工藝，先利用水平地質(zhì)鉆機(jī)成孔，之后安裝孔口管，采用分段向前鉆注施工方法，合理確定循環(huán)進(jìn)尺范圍，并在成孔后退出鉆桿，注漿時(shí)安裝法蘭盤，在漿液凝固后拆除法蘭盤，循環(huán)鉆孔，直至達(dá)到預(yù)定的鉆進(jìn)深度。本次施工中選擇1臺(tái)ZDK-5型分體式鉆機(jī)，1臺(tái)CBE-50/70型注漿泵。

3.3 施工工藝

1)設(shè)定孔位，施工人員在掌子面應(yīng)設(shè)定鉆孔位置，保證孔位偏差不得超過20 mm，且嚴(yán)格根據(jù)輻射角度進(jìn)行鉆孔注漿，做好鉆孔角度與深度的技術(shù)交底工作。

2)根據(jù)圖紙確定地層鉆進(jìn)參數(shù)，在大量溢水時(shí)應(yīng)立即停鉆。

3)嚴(yán)格控制鉆桿的提升速度，保證退出長度不得超過20 cm。

4)利用準(zhǔn)確的計(jì)量工具確定漿液配比。

5)嚴(yán)格控制注漿量、注漿壓力及提升速度。當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)立即停止注漿，查明原因并采取有效解決措施。

3.4 深孔注漿效果

完成深孔注漿工作，在正式開挖隧道前，施工人員應(yīng)利用鉆芯測定土體抗壓強(qiáng)度，確定強(qiáng)度達(dá)到1.5 MPa。通過測定可知，掌子面在注漿后并未出現(xiàn)滲水問題，土體強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，可以順利通過高壓燃?xì)夤堋?/p>

4 結(jié)束語

本文分析了前進(jìn)式深孔注漿技術(shù)在地鐵隧道施工中的具體應(yīng)用，保證了隧道施工的安全，提升了效率。通過測定該隧道工程的施工效果，發(fā)現(xiàn)在使用深孔注漿技術(shù)后，未出現(xiàn)涌水塌方事故，且保證了在高壓燃?xì)夤芟聜?cè)順利通過，將周邊建筑物的沉降控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

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