淺談深孔注漿技術在地鐵隧道施工中的應用

摘要：由于我國現(xiàn)有交通滿足不了城市發(fā)展的需求，所以為了緩解交通的擁擠，地鐵就應運而生了。地鐵作為新型的交通工具，其在發(fā)展過程中仍存在不足，尤其是在城市中心進行地鐵建設，要做好不穿越地下管線和建構筑物是極其困難的，這時需要應用深孔注漿技術。文章對深孔注漿技術在地鐵隧道施工中的應用進行了探討。

關鍵詞：交通建設；深孔注漿技術；地鐵隧道施工；交通工具；地下管線；建構筑物 文獻標識碼：A

中圖分類號：U455 文章編號：1009-2374（2015）12-0057-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.12.028

近年來，由于我國交通事業(yè)取得了較大的進步，進而推動了城市地鐵的發(fā)展。地鐵作為城市現(xiàn)代化發(fā)展的新標志、新形象，在一定程度上不僅緩解了交通的擁擠，還為城市的發(fā)展奠下了有效的基礎。地鐵工程建設數(shù)量的不斷增加，就需要對地鐵隧道的施工安全進行主要的控制，因所施工的地質條件以及周圍的環(huán)境等都較為復雜，對地鐵隧道的施工具有重要的影響，為了使地面的沉降量得到減少，就必須要對周圍環(huán)境進行全面的了解和分析。為了提高地鐵隧道施工的安全性以及穩(wěn)定性，采取深孔注漿技術已經(jīng)成為了地鐵施工的重要

方式。

1 注漿加固的原理

就注漿加固而言，則是對周圍的巖層以及土體進行水泥漿液的滲透、充填以及壓密作業(yè)，這樣一來就可以形成漿脈現(xiàn)象。對于地層中巖層中存在的不均勻現(xiàn)象，則可以對鉆孔的巖層注入適量的水灰漿液，灌漿孔經(jīng)過向外擴張的作用后，就會致使圓柱狀漿體的形成，然后鉆孔周圍存在的巖層就會被擠壓以及充填。另外，在灌漿施工過程中，由于巖層裂縫以及漿液滲透的作用，在地層中漿液的方向就會有所不同，并且縱模相互交錯，漿脈的片狀、條狀以及團塊狀的厚薄也不一樣，然后漿脈通過凝結就會形成硬化現(xiàn)象，就可以較少沉降量的發(fā)生，還可以確保其承載能力。

2 注漿質量的控制要點

第一，在進行注漿施工的過程中，注漿的材料以及漿液的配合比必須要符合施工方案的標準。對漿液的攪拌還應該要求均勻地進行，若不經(jīng)過攪拌漿液就會產(chǎn)生沉淀，就需要禁止使用。

第二，在進行注漿施工前，還必須要檢查注漿泵、注漿管線以及灰漿攪拌機是否能具備完好狀態(tài)。若其中一臺注漿泵出現(xiàn)問題，就會對整體的注漿施工產(chǎn)生重要的影響，所以就需要及時的修復，使注漿盡快地恢復，為確保對注漿的質量提供有利的根據(jù)。

第三，對于雙液注漿作業(yè)來說，則漿液混合器的使用必須是單向閥的形式，要求禁止使用其他儀器來取代，這樣一來就可以避免管路、注漿泵堵塞問題的出現(xiàn)。在進行注漿的過程中，必須要確保注漿管路的暢通，避免因注漿管路堵塞因素對注漿結束標準的判斷產(chǎn)生影響。

第四，在雙液注漿過程中，還要對漿液的吸入比例進行經(jīng)常性的檢查，對漿液凝膠的時間進行測試，這樣就能夠提高注漿加固的效果，并且還可以確保漿液強度。另外，注漿量以及注漿壓力還要按照施工前方案的標準進行合理的控制，還要對注漿的壓力、注漿的時間等做好記錄，以便及時地發(fā)現(xiàn)問題，并且能夠及時地進行處理。

3 地鐵工程深孔注漿的具體施工

3.1 地鐵工程的地質以及水文地質的概況

3.1.1 地鐵施工工程的地質。對于整個地鐵區(qū)間來說，由于地質條件十分復雜，有些地鐵工程的原河床底部位置屬于上軟下硬地層，并且存在拱頂在富水礫砂層、中砂層中進行穿越。還有些注漿的掌子面大多屬于富水砂層，并且某些地鐵部分的全斷面一般都是砂層，區(qū)間還多次較近距離地在重要建構筑物及較為重要的管線中穿越。

有些地鐵工程施工的中砂層以及礫砂層成分主要是以石英石為主，并且含有大量的黏粒。有時還可以看見卵石，通過飽和，就可以達到稍密至中密的效果，這樣一來級配就會較好，但是分選性較差。因此，要是在動水的作用下，就會很容易使流塑狀得到軟化，進而導致坍塌的出現(xiàn)，并且不具有穩(wěn)定性。

3.1.2 地鐵施工水文地質。就有些地鐵區(qū)間范圍地下水而言，若地下水的水位是21～30.5米，就需要以孔隙潛水為主，區(qū)間局部的地段具有較小的承壓能力，主要因素是通過大氣的降水作用給予的，并且水量極其豐富，水質很容易產(chǎn)生污染現(xiàn)象。由于巖層裂隙水的發(fā)育較快，主要分布在花崗巖的構造節(jié)理裂隙密集帶以及強風帶中。由于富水性的基巖裂隙的發(fā)育程度以及貫通度會隨著地表水源連通性的變化而變化，主要是通過大氣降水以及孔隙潛水補給的形式進行，并且局部地段具有一定的承壓能力。

3.2 深孔注漿之前技術的準備

3.2.1 要對該工程施工的對象以及特點進行了解和分析。主要內容有：工程的地質特征，這對工程所使用的材料以及工藝具有影響。水文地質特征，對材料、設備以及工藝有著影響。周邊環(huán)境特點影響著材料、工藝。造價以及工期要求影響著設備以及勞動力的組織。

3.2.2 要對漿液注入地層的方法進行了解。主要內容有：對于中粗砂層來說，就需要通過超細水泥水玻璃雙液漿注漿固結來完成滲透擴散。動水粉細砂層溶洞需要通過六種混材料來完成注漿固結的劈裂擴散。另外，對于斷層破碎帶來說，需要通過普通水泥水玻璃雙液漿進行注漿加固裂隙的填充。對于粉細砂層中局部空洞

而言，就需要通過普通水泥單液漿來進行擠壓填充作業(yè)。

3.3 漿液注入地層的方式

3.3.1 滲透擴散產(chǎn)生在中粗砂層，就需要采用超細水泥-水玻璃雙液漿注漿固結。

3.3.2 劈裂擴散產(chǎn)生在動水粉細砂層溶洞，就需要采用六種共混材料注漿固結。

3.3.3 裂隙填充產(chǎn)生在斷層破碎帶，就需要采用普通水泥-水玻璃雙液漿注漿加固。

3.3.4 擠壓填充產(chǎn)生在粉細砂層中局部空洞，就需要采用普通水泥單液漿擠壓填充。

3.4 深孔注漿參數(shù)

3.4.1 漿液凝膠時間：雙液漿凝膠時間為30sec～3min，單液漿不宜超過8h。

3.4.2 單孔單段注漿量：根據(jù)公式計算。

3.4.3 注漿分段長度：前進式分段注漿每環(huán)15m。

3.4.4 注漿終壓：0.1～0.3MPa。

3.4.5 注漿速度：砂層、粉質黏性土為20～40L/min，砂礫石為40～60L/min，斷層破碎帶為60～120L/min。

因此，注漿參數(shù)則是按照地層的實際情況進行檢驗確認的，并且還需要在施工現(xiàn)場進行不斷地完善以及調整工作。另外，在注漿的施工過程中，還根據(jù)注漿壓力的變化對注漿參數(shù)進行調整。所以，本次施工工程要根據(jù)砂層和粉質黏土特性進行施工，注漿參數(shù)的設定如下：TGRM深孔注漿擴散半徑為0.65～0.8m；注漿終壓為0.2～0.3MPa；注漿速度為10～100L/min；前進式分段注漿長度為2～3m；TGRM漿液水灰比W∶C=0.8∶1～1∶1。

3.5 深孔注漿工藝

對于TGRM前進式分段深孔注漿工藝而言，則具體注漿過程是：對水平地質需要采取鉆機進行成孔作業(yè)，然后還要對孔口進行孔口管的安裝，再對孔口管內進行鉆注施工。另外，要對各個循環(huán)進尺嚴格控制在2～3m之間。等到成孔完成后還要將鉆桿退出，然后通過法蘭盤、注漿管的安裝來進行注漿施工，法蘭盤的拆除要等到漿液凝固完成后進行，再次實施鉆孔，不斷進行循環(huán)，直到鉆孔的深度符合施工標準的要求才可以停止。如圖1所示：

3.6 注漿孔間排距

控制好注漿孔間的排距，可以實現(xiàn)漿液擴散范圍的相互重疊，不易產(chǎn)生漏注區(qū)現(xiàn)象。在本工程應用過程中，需要根據(jù)現(xiàn)場施工的實際情況對鉆孔進行設置，則注漿孔的設置是從工作面向開挖的方向進行的，就會呈現(xiàn)輻射狀。另外，鉆孔的設置還要均勻地進行，成圓圈形式，這樣就可以確保注漿量的充分使用。

3.7 深孔注漿效果的檢驗

在深孔注漿完成之后，進行地鐵隧道開挖之前，就必須要對鉆芯取樣的抗壓強度進行檢測，土體在注漿加固后強度就需要保持在1.5MPa以上。若沒有達到要求值，還需要再次進行注漿加固。另外，等到注漿加固完成后，其掌子面就可以通過檢測看到有沒有滲漏水問題的出現(xiàn)，這樣就可以增加土體的強度。

4 結語

目前，隨著城市地鐵的快速發(fā)展，深孔注漿技術在地鐵隧道的應用越來越廣泛，對隧道存在的安全問題進行有力的解決。由于深孔注漿施工技術具有較多的優(yōu)點，通過采取此措施，不僅可以提高地表的沉降量，還能夠降低環(huán)境的污染。與此同時，還確保了地鐵施工的安全性，

降低了地鐵施工的成本，使地鐵更好地為社會服務。

參考文獻

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[3] 戴興民.深孔管注漿技術在地鐵工程中的應用[J].交通建設與管理，2014，（12）.

作者簡介：孔燕（1983-），女，湖南華容人，供職于中鐵十一局集團城市軌道工程有限公司，中級職稱，研究方向：地鐵施工、鐵路施工。

（責任編輯：秦遜玉）