全斷面帷幕注漿技術(shù)在暗挖地鐵隧道施工中運(yùn)用分析

摘"要：本文以實(shí)際工程案例為依托，深入探討了全斷面帷幕注漿技術(shù)在暗挖地鐵隧道施工中的顯著應(yīng)用價值。并以提升施工質(zhì)量為核心目標(biāo)，詳細(xì)指出了該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的關(guān)鍵要點(diǎn)，以便充分發(fā)揮該施工技術(shù)的作用。

關(guān)鍵詞：地鐵隧道；全斷面；帷幕注漿文章編號：2095-4085（2024）07-0055-03

0"引言

在地鐵隧道施工中，暗挖法雖已被廣泛應(yīng)用，但隨著施工環(huán)境日趨復(fù)雜，原有技術(shù)已無法完全滿足施工需求與安全保障。因此，相關(guān)人員需充分認(rèn)識到現(xiàn)有技術(shù)的局限性，并根據(jù)隧道施工的具體要求，引入新技術(shù)，靈活調(diào)整施工方案，以有效應(yīng)對外界因素對施工質(zhì)量與安全帶來的挑戰(zhàn)，從而降低施工事故風(fēng)險，確保施工任務(wù)高質(zhì)量完成。

1"工程概況

青島地鐵4號線人民會堂站為起點(diǎn)車站，位于大學(xué)路與太平路交叉口處，沿太平路呈西北東南向布置，與3號線采用通道換乘。本站共設(shè)置2個出入口、2組風(fēng)亭、1個過街通道。人民會堂站E號出入口暗挖段最小埋深2.87m，由上至下依次為素填土、粗砂、粉質(zhì)黏土、含粘性土粗礫砂、強(qiáng)風(fēng)化粗?；◢弾r、中等風(fēng)化粗?；◢弾r以及微風(fēng)化粗?；◢弾r，不僅地質(zhì)條件較差，且緊鄰海邊并下穿青島實(shí)驗(yàn)初級中學(xué)操場及主席臺，地質(zhì)條件及周邊環(huán)境極其復(fù)雜。為防止隧道開挖過程造成坍塌現(xiàn)象，決定在原有超前支護(hù)方式、超前大管棚施工的基礎(chǔ)上，結(jié)合全斷面帷幕注漿技術(shù)對洞身進(jìn)行加固處理。施工團(tuán)隊精準(zhǔn)運(yùn)用各項(xiàng)技術(shù)，并嚴(yán)格遵循既定方案執(zhí)行，不僅顯著提升了施工速度，更在整個過程中未發(fā)生任何重大安全事故，充分展現(xiàn)了該施工技術(shù)的價值。對于其他地鐵工程項(xiàng)目而言，可汲取此次工程的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，創(chuàng)新全斷面帷幕注漿技術(shù)的應(yīng)用方式，優(yōu)化施工方案，從而進(jìn)一步提升技術(shù)應(yīng)用效果，確保施工人員安全，最終實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量與安全的雙重保障。

2"暗挖地鐵隧道施工中運(yùn)用全斷面帷幕注漿技術(shù)的作用

暗挖地鐵隧道施工中，土體開挖為重要環(huán)節(jié)。挖掘作業(yè)的開展，往往會改變區(qū)域原有土體結(jié)構(gòu)，使土體受力失衡，容易發(fā)生塌陷事故。而運(yùn)用全斷面帷幕注漿技術(shù)完成施工，可有效避免土體塌陷，保證施工人員的人身安全。該技術(shù)的運(yùn)用，一是可防止隧道周圍土體被水侵蝕后穩(wěn)定性下降；二是通過注漿充填效果，對原有土體進(jìn)行加固，可增加承載力及穩(wěn)定性。相較于傳統(tǒng)施工方案，應(yīng)用該技術(shù)后，城市地鐵隧道在暗挖施工過程中更為安全，能夠消除外界因素的不良影響，提高工程施工安全性，有效避免安全事故的發(fā)生［1］。

3"暗挖地鐵隧道施工中運(yùn)用全斷面帷幕注漿技術(shù)的要點(diǎn)

3.1"規(guī)范技術(shù)應(yīng)用流程

為確保全斷面帷幕注漿技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，相關(guān)人員應(yīng)深入理解其技術(shù)原理，清晰界定技術(shù)應(yīng)用流程。在施工中，施工人員需嚴(yán)格遵循此流程，制定并落實(shí)技術(shù)應(yīng)用方案，從而確保施工質(zhì)量。在施工準(zhǔn)備階段，相關(guān)人員應(yīng)親臨工程現(xiàn)場，進(jìn)行詳盡的實(shí)地勘察，精準(zhǔn)掌握施工區(qū)域的環(huán)境特征?；谶@些實(shí)地勘察數(shù)據(jù)，審慎評估該技術(shù)是否適用于當(dāng)前工程，以避免因技術(shù)應(yīng)用不當(dāng)而引發(fā)的潛在問題，進(jìn)而影響整體工程施工質(zhì)量。確認(rèn)采用該施工技術(shù)后，需考慮實(shí)際情況確定技術(shù)運(yùn)用流程。一般情況下，應(yīng)用該技術(shù)的流程依次為鉆孔、注漿、地表監(jiān)測、注漿效果檢驗(yàn)、結(jié)束注漿，各環(huán)節(jié)缺一不可，只有按照正確流程運(yùn)用該技術(shù)，才能凸顯其應(yīng)用價值。在實(shí)際運(yùn)用該技術(shù)前，相關(guān)人員應(yīng)完成技術(shù)應(yīng)用方案的制定，規(guī)定技術(shù)的正確運(yùn)用方式，并注明各環(huán)節(jié)施工的注意事項(xiàng)。施工人員需深入解讀設(shè)計方案，基于設(shè)計方案中的規(guī)定，約束自身在施工中應(yīng)用技術(shù)的方式，要避免施工中出現(xiàn)違規(guī)行為，以保證施工順利進(jìn)行。在本文所述案例工程中，針對施工現(xiàn)場特定的地質(zhì)與環(huán)境條件，經(jīng)過對前進(jìn)式和后退式鉆孔注漿工藝的精心比選，為防范注漿鉆孔過程中塌孔風(fēng)險，最終確定采用后退式鉆孔注漿工藝。該工藝可確保鉆孔一次達(dá)到設(shè)計注漿深度后，按每2m一段的次分段式方式，由孔底至孔口進(jìn)行后退式鉆孔注漿。施工過程中，要求施工人員嚴(yán)格遵循既定流程，以確保技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，并安排監(jiān)管人員全程監(jiān)督，便于及時糾正技術(shù)應(yīng)用中的偏差。最終，施工區(qū)域土體含水量顯著下降，隧道開挖中漿液有效充填縫隙，土體加固效果顯著提升，有力保障了城市地鐵隧道開挖的施工質(zhì)量與安全［2］。

3.2"注漿加固范圍

人民會堂站E號出入口暗挖段帷幕注漿范圍為自明、暗挖分界起至出入口隧道洞身完全進(jìn)入基巖段。暗挖段共一循環(huán)注漿，注漿加固長度為10～20.8m，注漿加固范圍洞身完全進(jìn)入基巖段以上軟弱圍巖層，側(cè)墻和仰拱加固范圍為外輪廓3m。

3.3"放樣與鉆孔

該工程采用排序次注漿施工，由上至下逐孔逐層鉆孔注漿。作為施工技術(shù)運(yùn)用的重要環(huán)節(jié)，放樣位置的準(zhǔn)確性與技術(shù)應(yīng)用效果關(guān)系緊密，只有準(zhǔn)確判斷鉆孔的位置，才能保證施工形成的注漿效果良好，提高地鐵隧道暗挖施工效率。放樣與鉆孔中需注意以下問題。

（1）選擇合適的工具進(jìn)行放樣。按照設(shè)計方案確定鉆孔的位置，并通過反復(fù)測量檢驗(yàn)放樣結(jié)果的準(zhǔn)確性，以縮小確定位置與設(shè)計方案的偏差。同時，應(yīng)根據(jù)施工區(qū)域地質(zhì)特點(diǎn)，選擇性能合適的鉆具，使鉆孔規(guī)格與設(shè)計方案一致。

（2）鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中，施工人員需關(guān)注鉆頭的狀態(tài)，如鉆進(jìn)方向出現(xiàn)偏差，應(yīng)迅速調(diào)整鉆機(jī)的運(yùn)行方式。

（3）用于注漿的鉆孔應(yīng)均勻分布在施工區(qū)域內(nèi)，鉆進(jìn)時必須確保一次性鉆孔到位，并立即進(jìn)行注漿，否則會出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象從而影響后續(xù)注漿效果［3］。

3.4"漿液制備

注漿使用漿液的性能，決定帷幕注漿施工質(zhì)量。在地鐵隧道施工中運(yùn)用該技術(shù)時，相關(guān)人員務(wù)必要重視漿液的制備工作，合理設(shè)計漿液的配合比。漿液凝固后加固土體效果達(dá)標(biāo)，可在后續(xù)施工中發(fā)揮應(yīng)有作用。確定漿液制備方案前，工作人員應(yīng)分析施工區(qū)域地質(zhì)條件，確定漿液需具備的性能，基于此設(shè)計漿液各原料的配合比，并在使用前通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)漿液的性能。然后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，優(yōu)化漿液的配制方案，以保證用于施工的漿液性能良好，能滿足帷幕注漿施工需要。完成漿液配制方案設(shè)計后，施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計方案，完成漿液的配制，精準(zhǔn)稱取固定重量的原材料加入其中。加入水泥等原料的重量，與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的偏差不可超過2%，加入外加劑量的誤差應(yīng)低于1%，以保證配制的漿液性能良好。漿液配制過程中，需先加入外加劑，后加入水泥等原料。但需根據(jù)外加劑的溶解情況，再確定加入水泥的時間。待外加劑全部溶解后，才可加入水泥，否則會影響材料的性能。加入水泥后需攪拌漿液，使?jié){液中各類原料均勻混合。每次攪拌時間不可低于30s，配制完成的漿液，務(wù)必要在4h內(nèi)使用。因此，在配制時也要考慮施工速度，控制配制漿液的量，以保證配制漿液在規(guī)定時間內(nèi)可使用完畢［4］。

3.5"注漿參數(shù)設(shè)計

為保證全斷面帷幕注漿技術(shù)應(yīng)用效果，相關(guān)人員要根據(jù)工程現(xiàn)場的實(shí)際情況，參考該工程建設(shè)目標(biāo)，完成注漿參數(shù)的設(shè)計，作為施工運(yùn)用技術(shù)的參考，以降低工程存在質(zhì)量問題的可能性。

（1）注漿壓力的設(shè)計。該數(shù)值的確定，應(yīng)基于工程施工經(jīng)驗(yàn)。該工程中，施工人員應(yīng)控制注漿壓力在0.8～1.2MPa之間，以保證施工可順利進(jìn)行。

（2）注漿擴(kuò)散半徑。該工程中，擴(kuò)散半徑應(yīng)按照工程實(shí)際情況確定控制標(biāo)準(zhǔn)，注漿效果良好。

3.6"地表監(jiān)測

注漿過程中地表變形實(shí)時監(jiān)測預(yù)警，可確保注漿過程中路面、建筑物、管線的安全。需結(jié)合周邊環(huán)境風(fēng)險及工程自身風(fēng)險等級確定工程監(jiān)測等級，監(jiān)測點(diǎn)的布置和數(shù)量應(yīng)滿足反映工程結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境安全狀態(tài)的要求，且應(yīng)埋設(shè)在便于觀測的位置，不影響和妨礙監(jiān)測對象的正常受力和使用。變形監(jiān)測基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在施工影響范圍以外的穩(wěn)定區(qū)域，且每個監(jiān)測工程的豎向位移觀測基準(zhǔn)點(diǎn)不應(yīng)少于3個，水平位移觀測基準(zhǔn)點(diǎn)不應(yīng)少于4個。監(jiān)測點(diǎn)埋設(shè)并穩(wěn)定后，應(yīng)至少連續(xù)獨(dú)立進(jìn)行3次觀測，并取其穩(wěn)定值的平均值作為初始值。在取得現(xiàn)場監(jiān)測資料后應(yīng)及時對監(jiān)測資料進(jìn)行整理、分析和校對。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，應(yīng)分析原因，必要時進(jìn)行現(xiàn)場核對或復(fù)測；當(dāng)超過報警值時，應(yīng)迅速將監(jiān)測信息反饋給相關(guān)單位并及時調(diào)整注漿方案，以保證安全注漿［5］。

3.7"注漿施工

3.7.1"注漿工藝

作為全斷面帷幕注漿技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵步驟，注漿工藝應(yīng)用方法決定注漿效果。為此，應(yīng)規(guī)定注漿工藝應(yīng)用方法，要求施工人員按照規(guī)定，正確應(yīng)用注漿工藝，以保證注漿效果符合預(yù)期。

（1）明確注漿的順序。施工區(qū)域內(nèi)注漿孔較多，在注漿時，施工人員應(yīng)首先向外側(cè)鉆孔注漿，外側(cè)鉆孔注漿結(jié)束后，再進(jìn)行內(nèi)側(cè)鉆孔注漿。

（2）整合前期鉆孔用水量監(jiān)測結(jié)果。基于前期鉆孔用水量，確定注漿的速度。當(dāng)鉆孔用水量最低標(biāo)準(zhǔn)為0.8L/s時，施工人員應(yīng)將注漿速度控制在80～150L/min之間。如果用水量低于該標(biāo)準(zhǔn)，施工人員需降低注漿速度。

（3）注漿過程中，注入壓力應(yīng)呈現(xiàn)上升趨勢，直至注漿壓力逐漸上升至設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)，需控制注漿壓力處于穩(wěn)定狀態(tài)，該時間應(yīng)持續(xù)10min左右。注漿過程中，須保證鉆孔的涌水量穩(wěn)定，始終處于0.2L/min左右。

3.7.2"配套注漿工藝

為保證注漿作業(yè)順利開展，采用全斷面帷幕注漿技術(shù)的同時，也要注意配套注漿工藝的運(yùn)用，以便解決施工中可能出現(xiàn)的問題，確保注漿效果符合預(yù)期。

（1）引入后退式注漿工藝，注漿過程中可確保漿液在施工區(qū)域內(nèi)均勻擴(kuò)散。應(yīng)用該注漿工藝時，需配合止?jié){塞的使用，將其插入鉆孔內(nèi)并注入水汽，借助水汽使止?jié){塞體積擴(kuò)大。

（2）結(jié)構(gòu)松散區(qū)域施工時，應(yīng)采用隔壓滲透封固注漿工藝。在注漿作業(yè)開始前，使用專業(yè)設(shè)備向鉆孔內(nèi)注入相應(yīng)材料，使鉆孔內(nèi)形成與鉆孔貼合的保護(hù)層，可將低強(qiáng)度土體隔絕在外，消除周邊松軟土體對注漿效果的影響，從而為后續(xù)作業(yè)順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。

3.7.3"注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

施工人員還要明確注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。及時停止向鉆孔內(nèi)注漿，控制注漿高度在合理范圍內(nèi)，縮小實(shí)際注漿高度與設(shè)計方案的偏差，以滿足帷幕注漿施工需要。注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，需綜合定量、定壓檢測結(jié)果。檢測方法以鉆孔檢測為主，通過分析檢測結(jié)果，準(zhǔn)確判斷注漿是否達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。針對檢測中發(fā)現(xiàn)未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的注漿孔，應(yīng)按照設(shè)計方案中設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)，再次注漿以提升施工質(zhì)量。定量檢測標(biāo)準(zhǔn)：注漿壓力處于穩(wěn)定狀態(tài)，鉆孔內(nèi)注漿量為設(shè)計方案的1.5倍以上，符合該標(biāo)準(zhǔn)的鉆孔達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，再對鉆孔注漿進(jìn)行定壓檢測，以判斷該鉆孔是否應(yīng)及時注漿。定壓判定標(biāo)準(zhǔn)：注漿壓力處于上升趨勢，但注漿量下降，且當(dāng)壓力處于穩(wěn)定狀態(tài)后，注漿速度下降至初始速度的1/4 時，可結(jié)束注漿?；蛟谕瑯訔l件下，注漿量超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的80%，也可作為技術(shù)注漿的判定標(biāo)準(zhǔn)。準(zhǔn)確判定注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，不僅能夠提升施工質(zhì)量，還可避免資源浪費(fèi)，控制帷幕注漿施工成本。

3.7.4"注漿效果檢測

結(jié)束注漿工作后，施工人員應(yīng)對施工效果進(jìn)行檢測，判斷施工質(zhì)量是否達(dá)到預(yù)期。在后續(xù)施工開始前，發(fā)現(xiàn)帷幕注漿施工存在問題時，應(yīng)及時采取解決措施，以保證注漿加固效果達(dá)到預(yù)期，強(qiáng)度符合設(shè)計要求。為提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，施工人員可選擇注漿范圍內(nèi)可能存在薄弱環(huán)節(jié)的注漿部位布設(shè)檢查孔，以便對帷幕注漿施工質(zhì)量做出準(zhǔn)確判斷。相關(guān)人員在檢測注漿效果時，一是可采用取芯鉆機(jī)取得完整巖芯，檢查巖芯中注漿材料固結(jié)體的充填情況和固結(jié)強(qiáng)度，來檢驗(yàn)注漿加固效果；二是檢查孔施工作業(yè)完成后，可在檢查孔內(nèi)注入稀釋液，觀察鉆孔的吸漿量，以此來衡量注漿加固地層的滲透能力，判斷是否存在滲水問題以及帷幕施工質(zhì)量是否滿足后續(xù)施工活動開始的條件。該工程通過該方法成功檢驗(yàn)了注漿效果，確?？字袩o滲水，證明帷幕注漿效果達(dá)標(biāo)，遂順利進(jìn)入地鐵隧道開挖階段。在此過程中，帷幕注漿起到了關(guān)鍵作用，確保了隧道施工直至完成均未出現(xiàn)土體失穩(wěn)坍塌問題。建議其他工程在注漿作業(yè)后，同樣進(jìn)行嚴(yán)格效果檢測，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，提升注漿質(zhì)量，防范隧道滲水風(fēng)險，從而確保施工安全。

4"結(jié)語

綜上所述，暗挖地鐵隧道施工中，全斷面帷幕注漿技術(shù)具有較高的應(yīng)用價值。科學(xué)運(yùn)用該施工技術(shù)，可降低地鐵隧道施工難度，保證工程施工安全。相關(guān)人員要關(guān)注技術(shù)領(lǐng)域最新研究成果，學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用理念，適應(yīng)不斷變化的地鐵隧道施工環(huán)境，靈活調(diào)整運(yùn)用該施工技術(shù)的方式，以提高技術(shù)應(yīng)用效果，使工程質(zhì)量達(dá)到預(yù)期。

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