地鐵車站深孔帷幕注漿止水施工技術(shù)

胡 畔

（中鐵十九局集團(tuán)軌道交通工程有限公司，吉林長(zhǎng)春 100176）

0 引言

進(jìn)行地鐵車站施工過程中，極容易受到地下水的影響。基于傳統(tǒng)的方法，需要設(shè)置降水井由此降低地下水位。但考慮到施工空間的限制，場(chǎng)地通常較為狹窄，因此傳統(tǒng)方法的可行性不足。對(duì)此，需要引入深孔帷幕注漿止水技術(shù)。由此提升地鐵車站施工的安全性，有必要對(duì)該技術(shù)展開探討[1]。

1 工程概況

所探討的地鐵車站項(xiàng)目，為典型的3層疊落式結(jié)構(gòu)，總長(zhǎng)為279 m，設(shè)計(jì)寬度13.8 m。基于暗挖法對(duì)車站主體進(jìn)行施工，由此形成深27 m的基坑，在此基礎(chǔ)上設(shè)置圍護(hù)結(jié)構(gòu)。在混凝土鉆的作業(yè)下形成直徑為1 m的灌注樁，各個(gè)樁的間距控制在1.5 m。施工區(qū)域內(nèi)空間較為狹窄，暗挖層含有大量的砂土以及粉土，對(duì)應(yīng)的地下水位較高。基于帷幕注漿工藝對(duì)暗挖段進(jìn)行施工，為了提升注漿質(zhì)量，注漿材料以改性水玻璃為宜。

2 深孔帷幕注漿止水施工技術(shù)

施工場(chǎng)地內(nèi)的卵石粒徑較大并具有較高的強(qiáng)度，增加了成孔難度。為此工程選用旋轉(zhuǎn)沖擊式鉆機(jī)，因其具有高強(qiáng)的鉆進(jìn)能力。成孔后，再由多功能注漿機(jī)完成注漿作業(yè)。注漿機(jī)設(shè)備在進(jìn)口處設(shè)置有流量計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力和流量2大指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以便對(duì)注漿參數(shù)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。這種設(shè)置，既提升了地層注漿的飽滿性，又避免了跑漿、漏漿等質(zhì)量問題。

3 施工流程

3.1 帷幕孔布置

考慮到工程為單線隧道，且對(duì)應(yīng)的隧道斷面較為狹窄，因此宜選用先外圈后內(nèi)圈的順序展開注漿孔徑的布置，將各孔間距設(shè)置為0.7 m，見圖1所示。

圖1 注漿孔位布置圖（mm）

3.2 注漿方法

YG-100鉆機(jī)完成鉆孔作業(yè)，在此基礎(chǔ)上利用鉆桿進(jìn)行注漿，施工過程中以后退式注漿為宜，每當(dāng)形成一個(gè)孔后需要隨即對(duì)其進(jìn)行注漿處理，單個(gè)循環(huán)的注漿孔數(shù)量為61個(gè)。表1為注漿情況。

3.3 漿液配制

（1）A液。以水泥漿為宜，此處選用的是普通硅酸鹽水泥，主要由水、水泥、減水劑以及無收縮注漿機(jī)組成。

表1 注漿情況

（2）B液。以改性水玻璃為宜，濃度應(yīng)達(dá)到42 Be′，主要由水玻璃、明礬以及硫酸銅組成。

（3）C液。以速凝劑為宜，主要由水以及磷酸組成。在注漿過程中以現(xiàn)場(chǎng)情況為基準(zhǔn)進(jìn)行漿液的配制，如果不出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象，則以A-B漿液為宜；如果出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象，則以B-C漿液為宜，二者的最佳配比均為1∶1。注重漿液的膠凝時(shí)間，其中B-C 液以（2～10）s為宜，A-B 液所需時(shí)間較長(zhǎng)，達(dá)到（30～90）s。當(dāng)雙漿液注入土體后，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)土體縫隙的填充，漿液擴(kuò)散半徑應(yīng)達(dá)到0.5 m。

3.4 壓水試驗(yàn)

基于壓水試驗(yàn)可以明確注漿孔所在巖層的地質(zhì)狀況，充分掌握其透水性與富水性，在此基礎(chǔ)上可以確定出合適的泥漿比。在孔口管位置安裝壓力表，將供水壓力控制為0.2 MPa，以10 min為間隔對(duì)流量以及壓力這兩大參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，由此獲得4次讀數(shù)結(jié)果，各項(xiàng)讀數(shù)之間的誤差應(yīng)控制在10%以內(nèi)。

3.5 封孔、檢查孔

完成注漿作業(yè)后，需要靜置一段時(shí)間，而后使用濃漿將孔內(nèi)殘留的稀漿置換出來。尋找到出水較多的區(qū)域，由此布置檢查孔，其中拱部以及邊墻均需要設(shè)置2個(gè)，并在底部設(shè)置1個(gè)，檢查孔放置時(shí)間應(yīng)達(dá)到1 h，期間不允許出現(xiàn)坍孔、涌水等質(zhì)量問題。

3.6 注漿工藝質(zhì)量控制

（1）水泥漿稀釋?；谔嵘{固結(jié)質(zhì)量的目的，應(yīng)做好漿液的配制工作。在攪拌機(jī)啟動(dòng)之前應(yīng)加入適量的水，此時(shí)啟動(dòng)攪拌機(jī)并置入水泥，攪拌持續(xù)時(shí)間至少應(yīng)為3 min。

（2）注漿泵試運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)注漿系統(tǒng)的各個(gè)部分進(jìn)行檢查，確保不存在異常后便可啟動(dòng)注漿泵，在運(yùn)行過程中對(duì)設(shè)備的液壓情況進(jìn)行分析，確保管路不出現(xiàn)漏漿或是堵塞等問題。

（3）漿液注入。將設(shè)備就位于指定地點(diǎn)，在鋼管路的作用下可以將漿液注入地層中，整個(gè)注漿過程不允許出現(xiàn)中斷現(xiàn)象。施工前需要對(duì)注漿泵的管路進(jìn)行檢查，確保不存在漏水現(xiàn)象，而后再進(jìn)行壓水試驗(yàn)，由此開辟出更寬的漿液通路。

結(jié)束孔道清理后，首先應(yīng)壓入水泥漿液，而后再壓入雙液漿。此過程中應(yīng)密切觀測(cè)注漿泵的壓力值，充分掌握泵壓力以及注漿材料的消耗情況，并做好數(shù)據(jù)記錄工作。當(dāng)注漿達(dá)到工程要求后，便需要開啟三通混合器，在其內(nèi)部減壓閥的作用下可以進(jìn)行排漿作業(yè)，而后卸載混合器以便用于其余孔的施工。

工程中以全孔一次鉆灌壓入式施工方法為宜，只要鉆孔時(shí)不發(fā)生涌水等意外事故，則需要持續(xù)進(jìn)行鉆進(jìn)，直至設(shè)計(jì)鉆進(jìn)深度位置；反之，如果出現(xiàn)涌水等事故，則需要以分段鉆進(jìn)注漿的方式進(jìn)行施工。當(dāng)水壓以及水量較大時(shí)，宜采取分層泄水處理，由此起到減壓的效果。具體來說，下層管在進(jìn)行注漿作業(yè)時(shí)中層管應(yīng)進(jìn)行放水，由此將水?dāng)D推到止水固結(jié)圈以外的區(qū)域。遵循先里后外的注漿順序進(jìn)行施工，同時(shí)應(yīng)優(yōu)先對(duì)無水孔進(jìn)行處理，當(dāng)施工中發(fā)生跑漿等質(zhì)量問題時(shí)，則需要采取隔孔灌注的方式。

（4）壓力、注漿量控制。對(duì)壓力以及流量這兩大參數(shù)進(jìn)行密切的監(jiān)控，由此明確注漿變化特性。在進(jìn)行注漿作業(yè)時(shí)，以壓力控制方式為宜，如果所測(cè)得的壓力達(dá)到了（1.5～2）MPa，則需要將雙重管向上提起0.1 m，由此展開后續(xù)注漿施工[2]。

3.7 注漿止水帷幕完成后基坑內(nèi)的排水

沿著車站基坑的東西方向設(shè)置輸水干井，對(duì)應(yīng)直徑以0.65 m為宜，將直徑略小的0.6 m無砂管置入其中，并在周圍裹覆一層密目網(wǎng)，單排疏水干井均需要配備一臺(tái)潛水泵，出水量應(yīng)達(dá)到50 m3/h，作業(yè)揚(yáng)程以（37～45）m范圍為宜。當(dāng)結(jié)束主體底板施工后，需要對(duì)疏水干井的孔洞進(jìn)行封堵處理。

4 施工中的注意事項(xiàng)及解決措施

（1）注漿中斷。在進(jìn)行單孔注漿時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)注漿中斷現(xiàn)象，此時(shí)需要暫停施工，尋找到其中的問題，待問題結(jié)束后方可恢復(fù)注漿作業(yè)。如果注漿中斷時(shí)間較長(zhǎng)，再次注漿前應(yīng)對(duì)孔洞進(jìn)行清理，尤其要對(duì)中斷孔段進(jìn)行清理，確保單孔注漿的質(zhì)量。

（2）串漿。如果發(fā)生串漿現(xiàn)象，此時(shí)需要對(duì)串漿孔進(jìn)行及時(shí)的封堵，條件允許的情況下也可以同時(shí)進(jìn)行串漿孔注漿，做好注漿壓力與流量的控制工作。當(dāng)結(jié)束注漿作業(yè)后，需要解除串漿孔封堵處，并隨之進(jìn)行清理。

（3）大量漏漿。在單孔注漿過程中一旦發(fā)生大量的漏漿現(xiàn)象，此時(shí)需要提升后退速度，并減少注漿壓力，基于此方式在確保注漿質(zhì)量的同時(shí)還可以避免漿液流失問題。

5 帷幕注漿成果分析

（1）鉆孔孔斜成果。在注漿過程中對(duì)注漿孔偏差進(jìn)行密切的關(guān)注，伴隨著孔深的增加，對(duì)應(yīng)的偏差現(xiàn)象也更加明顯。當(dāng)注漿孔的偏差超過允許范圍時(shí)，需要增設(shè)加密孔。

（2）灌前壓水成果。經(jīng)檢驗(yàn)表明，完成施工后，諸如平均透水率等指標(biāo)均滿足要求，整體效果較為良好。

（2）灌后質(zhì)量檢查情況。經(jīng)灌后質(zhì)量檢測(cè)可知，所有注漿孔的透水率均控制在1 Lu范圍內(nèi)，80%的注漿孔透水率控制在0.5 Lu范圍內(nèi)，因此實(shí)際施工質(zhì)量比預(yù)期更加良好，此方式具有可行性。

6 結(jié)束語

探討深孔帷幕注漿止水技術(shù)，綜合考慮設(shè)備、漿液配制以及灌注工藝等因素，由此提升施工方案的可行。對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明注漿質(zhì)量良好，沉孔偏差穩(wěn)定在工程允許范圍內(nèi)。整體來說，深孔帷幕注漿止水技術(shù)在地鐵車站等地質(zhì)特殊的環(huán)境中具有較高的可行性，應(yīng)用前景廣闊。