地鐵暗挖隧道工程中的深孔注漿施工技術(shù)

姚元新

（廣東珠三角城際軌道交通有限公司，廣東廣州 510220）

0 引言

在地鐵施工時(shí)，有許多技術(shù)上棘手的難題，特別是暗挖隧道時(shí)地下水資源的解決措施，倘若不能有效管控水資源，就會(huì)對(duì)工程質(zhì)量造成影響，還會(huì)引發(fā)一系列安全隱患。隨著經(jīng)濟(jì)科技的發(fā)展，為地鐵施工提供更多的技術(shù)手段，其中深孔注漿技術(shù)就占據(jù)重要位置，它因?yàn)槟軌蚩茖W(xué)合理地解決暗挖隧道施工中水資源的難題，所以近年來(lái)被大范圍投入使用在地鐵工程中。相對(duì)于以前傳統(tǒng)施工工藝，深孔注漿技術(shù)可以提高工程施工進(jìn)度，減少施工時(shí)間，并且可以有效處理施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的地面沉降問(wèn)題，達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，從而既節(jié)省了人力物力財(cái)力，又縮減了施工使用材料，因此在地鐵施工中占據(jù)主導(dǎo)地位。

1 深孔注漿工藝概述

1.1 深孔注漿在地鐵暗挖隧道中的體現(xiàn)

我國(guó)建筑施工水平隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不斷精進(jìn)，對(duì)地鐵暗挖隧道工程也不斷深入研究，運(yùn)用現(xiàn)今發(fā)達(dá)的科技工藝，不斷完善提升傳統(tǒng)注漿方式，保障暗挖隧道的施工質(zhì)量。在對(duì)隧道進(jìn)行深孔注漿時(shí)，務(wù)必堅(jiān)持科學(xué)合理的施工程序，做好施工準(zhǔn)備，提高施工工作人員的整體素質(zhì)，增強(qiáng)協(xié)同配合的能力，這樣地鐵隧道的施工才能安全有效進(jìn)行，為后續(xù)工程提供安全保證。

1.2 深孔注漿工藝簡(jiǎn)介

周圍地質(zhì)環(huán)境對(duì)地鐵工程施工影響極大，因此需要仔細(xì)勘探并綜合分析各區(qū)域地質(zhì)條件。暗挖隧道時(shí)，若無(wú)法有效管控科學(xué)規(guī)劃地下水資源，則會(huì)造成地表塌陷、地面沉降和漿液無(wú)法注入等問(wèn)題，給地鐵工程帶來(lái)安全隱患。而采用深孔注漿技術(shù)則可以解決此問(wèn)題，縮減成本，提高地鐵施工質(zhì)量，保障工程高效率進(jìn)行。所以，很有必要對(duì)深孔注漿技術(shù)進(jìn)行深層次探討和完善。

1.3 深孔注漿工藝原理

在對(duì)地鐵工程注漿時(shí)，需要仔細(xì)分析各種地域地層環(huán)境，對(duì)癥下藥，不同地質(zhì)需要根據(jù)其特殊構(gòu)造選取相應(yīng)施工材料。將由水泥和水玻璃構(gòu)成的雙液漿材料注入土層中不久后能夠產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成懸浮凝膠物質(zhì)，形成與土層融為一體的凝固的漿液，填補(bǔ)原始土層中的縫隙。此舉可以硬化土層，降低土體含水量和疏松度，加固土體，提高土層抗壓能力，大大加強(qiáng)施工安全性，防止施工時(shí)造成地表塌陷。而注漿的漿體強(qiáng)度和注漿時(shí)間對(duì)于深孔注漿后期呈現(xiàn)的效果至關(guān)重要，因此要定期檢查監(jiān)測(cè)雙漿液的反應(yīng)程度和吸收能力，還要記錄漿液注入的時(shí)間及其反應(yīng)所需耗用的時(shí)間，這才能保障施工成果達(dá)到預(yù)期。所以在土層中注入雙漿液時(shí)，為了減少不必要的浪費(fèi)和保障優(yōu)質(zhì)工程，要隨時(shí)根據(jù)注漿進(jìn)程認(rèn)真無(wú)誤地記載各種參數(shù)，及時(shí)解決出現(xiàn)的施工弊端。在暗挖隧道時(shí)使用深孔注漿技術(shù)時(shí)，通常有個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)。施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件復(fù)雜，土層類型多樣，所以為了達(dá)到符合預(yù)期的施工效果，就要將規(guī)定量的雙漿液材料注入要施工的土層中，使?jié){液慢慢滲進(jìn)土壤，然后孔內(nèi)漿液會(huì)發(fā)生反應(yīng)往周圍擠壓擴(kuò)展，填補(bǔ)原始土層中的縫隙。

2 深孔注漿施工技術(shù)

2.1 準(zhǔn)備工作

①鉆孔施工：鉆孔前，為了有條不紊的進(jìn)行注漿操作，要根據(jù)施工布置圖設(shè)置孔位，在鉆機(jī)定位時(shí)務(wù)必要小心謹(jǐn)慎，不可出錯(cuò)。在開(kāi)孔的過(guò)程中，要調(diào)整鉆桿垂度，鉆桿垂直度偏差要≤1°，鉆頭點(diǎn)位與布孔點(diǎn)距離偏差要控制在3cm 之內(nèi)；②原材料配比：為了不讓雙漿液過(guò)快地凝固沉淀，工程工作者大都會(huì)隨時(shí)攪拌漿液，另外也會(huì)嚴(yán)格甄選材料來(lái)完成漿液配比，通過(guò)分析和實(shí)驗(yàn)選出最科學(xué)合適的施工材料來(lái)配置水泥漿液，種種步驟細(xì)節(jié)都是為了保證工程順利進(jìn)行。施工地質(zhì)的不同會(huì)導(dǎo)致水壓的變化，所以要事先調(diào)查好這些數(shù)據(jù)，水壓要比注射漿液的壓力至少大三倍。然后采用專業(yè)的度量器械，根據(jù)圖紙布局的設(shè)計(jì)參數(shù)科學(xué)合理按照比例進(jìn)行材料配比，一般來(lái)說(shuō)從小到大增加漿液使用量和濃度；③加工導(dǎo)管和設(shè)置孔洞。一般會(huì)選擇長(zhǎng)短相同且達(dá)到規(guī)定管壁厚度的無(wú)縫鋼管，在設(shè)置孔洞時(shí)，要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙中的相隔距離并結(jié)合循環(huán)原則進(jìn)行；④注射漿液：在注漿施工過(guò)程中注漿的設(shè)備器械選擇也尤為重要，注漿器械的優(yōu)劣直接影響注漿效果和工程質(zhì)量，所以在注漿施工前就應(yīng)當(dāng)對(duì)注漿器械進(jìn)行縝密的檢查和試用，確定施工時(shí)可以順利運(yùn)行，萬(wàn)一在進(jìn)行注漿時(shí)器械出現(xiàn)問(wèn)題和差錯(cuò)，都會(huì)對(duì)工程安全和進(jìn)度造成影響，增加損失。注漿應(yīng)當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)按照施工步驟，部署專業(yè)人士來(lái)操作注漿工序，認(rèn)真仔細(xì)把握注漿力度。如若因施壓不當(dāng)而造成漿液外溢，應(yīng)立馬暫停注漿工程，根據(jù)工程設(shè)計(jì)所需控制注漿量，確保符合施工方案所規(guī)定的量。

2.2 注漿施工

①測(cè)量放線。首先分析注漿孔，并按照注漿孔來(lái)鋪設(shè)測(cè)量線，為了減小誤差，需在注漿孔工作面上操作；②建立工作平臺(tái)。創(chuàng)建平臺(tái)需要選取合適的材料，科學(xué)精準(zhǔn)計(jì)算各種參數(shù)，搭建平臺(tái)的材料為十字扣件和直徑48mm 的鋼管。但要做好平臺(tái)搭設(shè)的準(zhǔn)備工作，要先分析出支架的承壓能力和性能強(qiáng)度，在滿足實(shí)際搭建條件后再進(jìn)行施工，平臺(tái)建設(shè)成功后，需在平臺(tái)頂層鋪滿走道板，并且用鋼絲材料固定好每段走道板；③鉆孔及管安裝。首先要勘察孔洞的各類信息，例如深度及其分布地點(diǎn)。然后根據(jù)施工地域不同地質(zhì)特情況選擇各種型號(hào)的鉆孔設(shè)備。因?yàn)殡y以預(yù)測(cè)地質(zhì)情況，若因碰到破碎巖石而發(fā)生卡鉆現(xiàn)象，需立馬停止作業(yè)，然后清理完碎石再繼續(xù)。在操作進(jìn)行到一定深度時(shí)，孔內(nèi)碎石要再次清空，在保證孔內(nèi)無(wú)碎石后，填埋注漿管。一般來(lái)說(shuō)安裝三根，以膠帶捆綁固定；④封孔。用麻線綁住空口管的孔壁，纏至0.5~0.8m 的紡錘菱形為宜。用專門的水泥基錨固劑使其穩(wěn)定牢固，另外可用雙塊水泥填補(bǔ)以防止?jié){液外溢，后期要定期檢測(cè)修復(fù)；⑤注漿實(shí)驗(yàn)。注漿施工需要聯(lián)動(dòng)各個(gè)部門，例如設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、施工工程人員、業(yè)主等。先檢驗(yàn)參數(shù)是否準(zhǔn)確無(wú)誤，然后根據(jù)方案規(guī)定的參數(shù)測(cè)試注漿壓力，若有差池則再次合理調(diào)配；⑥注漿。在制定好科學(xué)合理的注漿方法后開(kāi)始施工注漿。按照以往原則先對(duì)單號(hào)深孔注漿然后由外圈到內(nèi)圈依次操作。由于難以預(yù)測(cè)變化多端的復(fù)雜地形，應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)情形改變注漿配比比例；⑦施工檢驗(yàn)。設(shè)置施工專用孔洞檢測(cè)深挖隧道上半部分的斷面，再以抽芯的方式慢慢鉆進(jìn)去打空隧道巖層來(lái)取得圖層中的巖石樣本，以此得知要施工的地質(zhì)情況，然后在孔洞安裝閥門監(jiān)測(cè)出水情況。在結(jié)束首次注漿時(shí)，需再次查看出水情況以此得知注漿工程質(zhì)量的優(yōu)劣，然后判定是否符合預(yù)期效果再進(jìn)行隧道施工。

2.3 施工效果檢查

施工完成后，再次查看分析周圍地質(zhì)環(huán)境和地鐵隧道，可發(fā)現(xiàn)注漿后的變化情況，即有效緩解地表塌陷以及暗挖隧道拱頂?shù)膯?wèn)題，而未進(jìn)行深孔注漿施工前，這些問(wèn)題都不能得到有效解決。對(duì)注漿施工的地域進(jìn)行重力觸探實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)注漿的地方觸探錘擊水量明顯升高。再通過(guò)檢測(cè)對(duì)比各種施工參數(shù)和注漿配比量，都證實(shí)了深孔注漿技術(shù)在地鐵施工暗挖隧道過(guò)程中有效的加固和抗?jié)B效能，不僅節(jié)約了時(shí)間和材料成本，提高了施工效率，而且還保障了工程的安全性，如圖1 所示。

圖1 地表注漿后開(kāi)挖掌子面效果

3 結(jié)論

總的來(lái)說(shuō)，對(duì)于地鐵施工暗挖隧道中難以預(yù)測(cè)的地質(zhì)情況和無(wú)法有效控制的含水土層的技術(shù)困難，深孔注漿技術(shù)隨著科技的進(jìn)步一直在日益完善，現(xiàn)在能夠有效加固地層和控制土壤滲水，防止出現(xiàn)地面沉降的問(wèn)題，很好地解決暗挖隧道施工中的難處，為地鐵施工提供極大的便利，保障工程安全，提高地鐵暗挖隧道施工效率。而且深孔注漿技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)施工技術(shù)，能夠縮減施工等待時(shí)間，減少施工成本，進(jìn)一步提高了地鐵施工的經(jīng)濟(jì)效益。隨著日益增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)水平和科學(xué)技術(shù)，城市化進(jìn)程越來(lái)越快，所以要抓緊緩解交通出行壓力，建立具有現(xiàn)代化特點(diǎn)的便攜快速式交通工具，因此深孔注漿技術(shù)未來(lái)的需求會(huì)更多，應(yīng)該在地鐵施工中應(yīng)盡快普及，同時(shí)隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，深孔注漿技術(shù)也會(huì)隨著一次次的應(yīng)用不斷改善，最終服務(wù)于越來(lái)越高端化現(xiàn)代化的地鐵工程建設(shè)中。