微擾動雙液注漿下的地鐵隧道沉降治理施工研究

摘要：地鐵隧道作為城市公共交通的重要組成部分，其穩(wěn)定性對保障城市交通系統(tǒng)的安全運行至關重要。隧道沉降會影響地鐵隧道結(jié)構(gòu)安全和運營效率，針對此問題，綜合分析了地鐵隧道沉降的影響因素，選擇應用微擾動雙液注漿技術進行地鐵隧道沉降的治理。通過對微擾動雙液注漿技術的系統(tǒng)研究，旨在根據(jù)科學合理的施工技術方案，有效控制和治理地鐵隧道沉降問題，以保障地鐵隧道的長期穩(wěn)定和安全運營。

關鍵詞：隧道沉降；微擾動雙液注漿；沉降治理；注漿施工

0" "引言

在城市軌道交通系統(tǒng)的日益發(fā)展中，地鐵隧道作為基礎設施的重要組成部分，其穩(wěn)定性直接關系到整個城市交通網(wǎng)絡的安全高效運營。隨著城市化進程的加快和地下空間利用的不斷深入，地鐵隧道在建設和使用過程中難免面臨沉降問題，這不僅影響到軌道交通的正常運行，還可能對城市地下水系統(tǒng)和周邊建筑安全構(gòu)成威脅。針對此問題。近年來，學術界和工程技術界持續(xù)探索有效的隧道沉降治理技術，其中微擾動雙液注漿技術以其對周圍環(huán)境影響小、適應性廣和效果顯著，在地鐵工程建設中得到了較為廣泛的應用。

1" "隧道沉降治理的重要性

隧道沉降是地鐵運行過程中面臨的一項重大工程技術問題，不僅直接關系到軌道交通的安全性和可靠性，還可能對周邊建筑物和地下設施產(chǎn)生不利影響，增加維修和維護的成本。地鐵隧道沉降的成因復雜，涉及土體力學特性、隧道施工技術、地下水動態(tài)變化等多方面因素[1]。隧道沉降的控制與治理是地鐵工程建設和運營管理中的一項技術難題。微擾動雙液注漿技術作為一種先進的隧道沉降治理方法，在隧道周圍注入具有一定流變性的雙組分化學材料，以填補地下空洞，改善土體力學性質(zhì)，從而達到控制隧道沉降的目的。

2" "微擾動雙液注漿施工關鍵技術

2.1" "滲漏水處理施工工藝

要求同一襯砌環(huán)內(nèi)不同注漿孔的注漿量對稱平衡；隧道注漿順序縱向采用不跳環(huán)連續(xù)施工；每環(huán)注漿孔位為Bl、B2環(huán)。各孔注漿量一般最大為50kg，每環(huán)2孔，注入總量不超過100kg，實際工程中流量偏差應控制在5％以內(nèi)。每孔注漿量可根據(jù)實際施工情況進行適當調(diào)整。一般注漿壓力≤0.15MP（不包括起始壓力），注漿流量7～10L/min，總流量≤10L/min。

注漿過程應遵循均勻、少量、多次的原則，掌握聚氨酯注漿引起的隧道沉降、變形情況，以便及時調(diào)整注漿施工參數(shù)，確保隧道結(jié)構(gòu)的安全。此外，還需對區(qū)間聚氨酯注漿范圍內(nèi)隧道結(jié)構(gòu)進行跟蹤監(jiān)測。

2.2" "道床脫空治理措施

在地鐵隧道沉降治理的施工實踐中，采用剛性環(huán)氧樹脂灌漿材料進行埋管注漿是一種行之有效的道床脫空治理措施。該技術不僅針對性強、效果顯著，而且具有施工快速、影響小的特點。

2.2.1" "灌漿材料選擇

剛性環(huán)氧樹脂作為一種高性能的化學注漿材料，其在固化后展現(xiàn)出的優(yōu)異機械性能和良好粘結(jié)性，在地鐵隧道沉降治理工程中得到廣泛應用。剛性環(huán)氧樹脂灌漿材料漿液性能指標如表1所示。剛性環(huán)氧樹脂灌漿材料固化物性能如表2所示[2]。

2.2.2" "灌漿施工要點

首先，根據(jù)隧道實際沉降情況及地質(zhì)條件，采用精準測繪技術確定注漿點位和注漿管線布置方案，以確保灌漿能夠精確作用于脫空或弱化區(qū)域。

其次，制定詳細的施工方案，明確注漿壓力、流量和材料比例等關鍵參數(shù)，確保這些參數(shù)能夠適應具體的地質(zhì)條件和施工環(huán)境。

再次，按照設計方案進行鉆孔，孔徑和深度需要根據(jù)注漿材料的流動特性及施工區(qū)域的具體情況精確計算。

最后，按照預先設計的布局方案安裝注漿管道，確保管道的穩(wěn)固和密封性，避免注漿過程中的漏漿現(xiàn)象。

3" "微擾動注漿治理隧道沉降

3.1" "道床開孔

道床開孔作為注漿施工的第一步，主要目的在于為注漿提供通道，確保雙液注漿材料能夠精準、高效地輸送至預定的地下結(jié)構(gòu)中，以達到穩(wěn)固地基、控制隧道沉降的目的[3]。開孔工作的技術要求嚴格，需要遵循一系列建筑施工標準和工程實踐指南，以確保施工安全、有效，且對隧道結(jié)構(gòu)的影響最小。

3.1.1" "開孔位置

開孔位置的選擇，需基于詳盡的地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)和隧道沉降監(jiān)測結(jié)果。根據(jù)《工程勘察通用規(guī)范》（GB55017—2021）及《地鐵設計規(guī)范》（GB50157—2013）的要求，開孔方案需綜合考慮地質(zhì)條件、隧道結(jié)構(gòu)特性、沉降趨勢等因素，采用地質(zhì)雷達探測、鉆探取樣等方法精確確定開孔點位。道床開孔平面布置如圖1所示。

此外，《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》（JTG3363—2019）中對于探測技術和數(shù)據(jù)分析的相關規(guī)定，也為開孔點位的精確確定提供了技術依據(jù)。

3.1.2" "開孔工藝

開孔工藝需遵循《建筑地基基礎工程施工規(guī)范》（GB

51004—2015）中的相關規(guī)定，采用專業(yè)的鉆孔設備進行施工。鉆孔直徑、深度及角度的設定，應確保注漿材料能有效填充沉降區(qū)域，同時避免對隧道結(jié)構(gòu)造成損傷。

鉆孔設備的選擇和操作，需符合《地下鐵道工程施工質(zhì)量驗收標準》（GB/T50299—2018）的規(guī)定，以保證開孔過程的精度和安全性。

同時，還需密切監(jiān)測周邊環(huán)境和隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免施工振動對隧道造成進一步損害。依據(jù)《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007—2011）的規(guī)定，需采用低振動或無振動的鉆孔技術，如旋轉(zhuǎn)鉆進、靜壓鉆進等，以最大限度減少施工對隧道及周邊建（構(gòu)）筑物的影響。

3.1.3" "檢驗鉆孔質(zhì)量

完成鉆孔后，應按照《城市軌道交通巖土工程勘察規(guī)范》（GB50307—2012）的要求，對鉆孔質(zhì)量進行檢驗，包括孔徑大小、孔壁穩(wěn)定性等，確保后續(xù)注漿工作的順利進行[4]。檢驗合格后，根據(jù)孔位、深度和預計的注漿量，安裝注漿管，為注漿作業(yè)做好準備。

3.2" "注漿施工

3.2.1" "制定注漿計劃

根據(jù)預先完成的地質(zhì)勘察報告和隧道沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)，制定具體的注漿計劃，包括注漿材料的選擇、注漿點位的精確布局、注漿壓力和流量的設定，注漿量的計算。注漿管連接示意圖如圖2所示。

3.2.2" "注漿材料要求

注漿材料通常選擇具有高流動性、良好的穩(wěn)定性和優(yōu)異的力學性能的雙組分材料，如改性環(huán)氧樹脂或聚氨酯。這些材料能夠在地下復雜的地質(zhì)環(huán)境中迅速滲透，并充填隧道周邊的空洞及裂縫。

材料的混合比例需根據(jù)材料供應商的技術規(guī)范、根據(jù)前期試驗確定的最優(yōu)化參數(shù)進行調(diào)整，確保注漿后材料能夠快速固化，達到預期的支撐和封閉效果。

3.2.3" "注漿壓力和流量控制

注漿過程中的壓力和流量控制是確保注漿效果的關鍵。根據(jù)《地下鐵道工程施工質(zhì)量驗收標準》（GB/T50299—2018），注漿壓力應根據(jù)地層承壓能力和預期注漿半徑精確計算，避免過高的注漿壓力導致地層破裂或?qū)λ淼澜Y(jié)構(gòu)造成損害。

流量控制需確保材料能夠在壓力作用下平穩(wěn)流入裂縫，而不造成材料浪費或不足。注漿量的計算，則依據(jù)《城市軌道交通隧道工程注漿技術規(guī)程》（DB11/1444—2017）中的相關公式，根據(jù)治理區(qū)域的體積、材料擴散性能及固化收縮率進行估算，以確保充分填充空洞并補償材料收縮。

3.3" "注漿效果評估

3.3.1" "評估的重要性

在地鐵隧道沉降治理項目中，微擾動雙液注漿技術的效果評估，是保證工程質(zhì)量和隧道長期穩(wěn)定性的關鍵步驟。根據(jù)對注漿前后隧道沉降數(shù)據(jù)、注漿區(qū)域地質(zhì)強度、注漿材料性能等關鍵指標的系統(tǒng)分析，可以全面評估治理工程的成效，進一步優(yōu)化施工方案，以為后續(xù)相似工程提供參考。

3.3.2" "評估指標

評估注漿效果時，通常會設計一系列指標，包括隧道沉降速率的變化、注漿區(qū)域的裂縫填充程度、地層壓實度的提升、注漿材料的長期性能表現(xiàn)等。

具體要求如下：記錄注漿前隧道每月的沉降速率，以為評估效果提供基準數(shù)據(jù)。記錄注漿后隧道每月的沉降速率，以觀察治理效果。根據(jù)地質(zhì)雷達或相似技術，評估注漿材料填充裂縫的程度。利用地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)對比注漿前后地層的壓實度，以評估地基穩(wěn)定性的提升。長期監(jiān)測注漿材料的穩(wěn)定性和耐久性，以確保其長期有效地支撐地層。

3.3.3" "評估要求

根據(jù)上述指標的對比分析，定量和定性地評估微擾動雙液注漿技術在地鐵隧道沉降治理中的效果。有效的注漿治理應顯示出注漿后隧道沉降速率明顯下降，注漿區(qū)域裂縫被充分填充，地層壓實度顯著提升，且注漿材料長期保持穩(wěn)定性和耐久性。

此外，在進行效果評估時，還需參照《地下鐵道工程施工質(zhì)量驗收標準》（GB/T50299—2018）、《地下鐵道工程施工標準》（GB/T51310—2018）、《城市軌道交通工程質(zhì)量驗收標準第1部分：土建工程》（DB11/T 311.1—2019）等國家、行業(yè)、地方標準，確保所有測試和評估工作達到規(guī)定的技術要求，從而保證評估結(jié)果的準確性和可靠性。

這種系統(tǒng)性的評估不僅為當前工程的質(zhì)量控制提供了科學依據(jù)，也為未來類似工程的設計與施工積累了寶貴的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)支持。

4" "結(jié)束語

微擾動雙液注漿技術作為一種先進的隧道沉降治理方法，在隧道周圍注入具有一定流變性的雙組分化學材料，以填補地下空洞，改善土體力學性質(zhì)，從而達到控制隧道沉降的目的。

從城市軌道交通安全運營的角度，對微擾動雙液注漿技術在地鐵隧道沉降治理中的應用進行深入研究，具有重要的實踐意義和應用價值，不僅可以為地鐵隧道沉降治理提供更為科學、高效的技術方法，而且對于推動城市地下空間安全利用、保障城市交通安全穩(wěn)定運行、促進城市可持續(xù)發(fā)展具有積極的作用。

本文針對微擾動雙液注漿技術的系統(tǒng)研究，旨在為地鐵隧道沉降治理工程提供理論基礎和技術支撐，進而提高地鐵隧道工程的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性，為城市軌道交通的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。

參考文獻

[1] 馬海鑫.基于微擾動雙液注漿的地鐵隧道沉降治理施工工藝[J].建筑科技，2022，6（2）：30-33.

[2] 顧歆甜.軟土地鐵隧道沉降治理效果評估[J].都市快軌交通，2018，31（6）：129-134+144.

[3] 許文.砂層基礎的運營地鐵隧道異常沉降治理措施研究[J].都市快軌交通，2019，32（4）：93-98+110.

[4] 陳振國.地面水平定向鉆孔注漿治理地鐵隧道沉降的技術研究[J].市政技術，2022，40（1）：23-27+37.

（北京市市政四建設工程有限責任公司，北京" "100037）