洞內(nèi)滲透注漿在地鐵盾構(gòu)隧道聯(lián)絡(luò)通道加固中的應(yīng)用

何棋

【摘? 要】目前國內(nèi)外地鐵盾構(gòu)隧道聯(lián)絡(luò)通道加固主要方式有地表注漿、洞內(nèi)冷凍法等，但洞內(nèi)滲透法注漿在工程中應(yīng)用較少，本文以以色列某地鐵項(xiàng)目為例，詳細(xì)探討了盾構(gòu)隧道聯(lián)絡(luò)通道洞內(nèi)滲透法注漿加固工藝。

【關(guān)鍵詞】地鐵;盾構(gòu)隧道; 聯(lián)絡(luò)通道;滲透法注漿

1.項(xiàng)目背景

以色列某地鐵隧道為盾構(gòu)法施工，設(shè)計(jì)為雙線隧道，隧道管片外徑7.2m，厚35cm，寬1.5m，混凝土強(qiáng)度B60。每隔250m設(shè)置1聯(lián)絡(luò)通道，包含C1-C17 共17個(gè)聯(lián)絡(luò)通道，其中CP6、CP9、CP14、CP17采用地表旋噴加固，其余12個(gè)聯(lián)絡(luò)通道因條件限制無法進(jìn)行地表加固，采用洞內(nèi)滲透法注漿加固。

根據(jù)地勘資料，該項(xiàng)目聯(lián)絡(luò)通道地質(zhì)主要為不良級(jí)配普通沙土（SP），淤泥質(zhì)砂土（SP-SM），不良級(jí)配砂粘土（SP-SC），聯(lián)絡(luò)通道埋深12m～22m，拱頂水深-3m～6m。

2.施工方法簡(jiǎn)述

該項(xiàng)目洞內(nèi)滲透注漿采用自制臺(tái)架為操作平臺(tái)，利用氣腿式風(fēng)鉆人工鉆孔。采用超細(xì)水泥單液漿，通過螺桿泵以低壓力、小流量方式進(jìn)行滲透注漿，保證漿液滲透入地層并與其形成均勻加固體。由左右兩側(cè)區(qū)間盾構(gòu)隧道相向、錯(cuò)位地進(jìn)行注漿施工，兩側(cè)加固體搭接長度大于2m，以確保加固范圍全面覆蓋。

本工程采用前進(jìn)式注漿法，每循環(huán)注漿進(jìn)尺約0.5m，不設(shè)置注漿套管;跳孔施工，確保上循環(huán)漿液初凝后方能進(jìn)行下一循環(huán)注漿施工。

3.技術(shù)要點(diǎn)

3.1加固體范圍設(shè)計(jì)

聯(lián)絡(luò)通道開挖尺寸為寬5.04m，高5.6m，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，開挖輪廓線外3m以內(nèi)全部加固（加固體寬度為8環(huán)管片）。

3.2特殊管片設(shè)計(jì)

利用YT-28風(fēng)鉆在強(qiáng)度為B60的管片上開口難度極大，為了提高施工效率，將聯(lián)絡(luò)通道加固區(qū)范圍內(nèi)管片進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。依據(jù)鉆孔設(shè)計(jì)圖，在管片加工階段便預(yù)留注漿孔，注漿孔深26cm，孔底預(yù)留9cm在注漿施工階段利用風(fēng)鉆貫穿。注漿孔內(nèi)埋深2寸內(nèi)接絲口的高強(qiáng)度套管，鉆孔前在套管上安裝2寸閘閥，作為鉆孔施工時(shí)的止水閘閥。

3.3注漿漿液配比

本項(xiàng)目聯(lián)絡(luò)通道處主要為SP、SP-SM、SP-SC地層，滲透率低，細(xì)粒比重大，為了使?jié){液能充分滲透原有地質(zhì)并形成均勻加固體，采用比原有地質(zhì)顆粒更細(xì)的Sika 公司spinor A6超細(xì)水泥作為注漿材料。

滲透注漿采用單液漿，水灰比1.5，加入0.5%的減水劑，比重在1.30～1.35之間，注漿漿液在洞內(nèi)采用大功率攪拌設(shè)備充分?jǐn)嚢?。漿液應(yīng)隨拌隨用，在攪拌罐中不能長時(shí)間存放，因?yàn)槌^30min就會(huì)出現(xiàn)初凝沉淀，從而極大的影響注漿質(zhì)量。

3.4注漿質(zhì)量控制

滲透注漿是通過滲透的方式將漿液送入地層，擠排出原有地層孔隙間的水和空氣，達(dá)到加固效果，前提就是小壓力、小流量。本項(xiàng)目在施工前進(jìn)行了注漿試驗(yàn)，確定了質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)：注漿壓力不超過8bar，流量不超過7L/min。施工中嚴(yán)格控制注漿壓力，避免了因壓力過大導(dǎo)致地表隆起、管片開裂等。

單孔單循環(huán)注漿量： V=π*漿液擴(kuò)散半徑*漿液擴(kuò)散半徑*單循環(huán)注漿進(jìn)尺*滲透率*損耗系數(shù)=3.14*0.5*0.5*0.5*0.5*2=390L

注漿順序非常重要，應(yīng)從下往上注漿，使?jié){液滲透進(jìn)入地層中層層堆積;不能從上往下，避免因重力作用導(dǎo)致上部漿液下榻，從而降低注漿加固效果。

注漿時(shí)要注意觀察流量和壓力的變化，正常情況下注漿壓力和流量基本呈反比，剛剛注漿時(shí)流量大壓力小，隨著時(shí)間的推移，壓力逐漸增加注漿流量會(huì)變小，但特殊情況下會(huì)出現(xiàn)異常情況，應(yīng)按如下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制：若注漿量已超過設(shè)計(jì)量，注漿流量長時(shí)間維持在較高值，其注漿壓力長時(shí)間維持在較低值，則說明漿液順著地層縫隙流失，應(yīng)先暫停一段時(shí)間再繼續(xù)注漿;若注漿量和注漿流量都非常小，注漿壓力已達(dá)到8bar，說明地層密實(shí)度較高現(xiàn)有漿液無法進(jìn)行滲透，應(yīng)先用鋼筋或其他工具對(duì)鉆孔進(jìn)行反復(fù)疏通，注水一段時(shí)間后再注漿或?qū){液比重調(diào)低至1.25;若注漿量與設(shè)計(jì)量偏差不大，注漿流量由剛開始的正常值變得越來越小，注漿壓力由剛開始注漿的0bar逐漸上升至8bar并持續(xù)超過5min，則可判斷該循環(huán)注漿完成，應(yīng)進(jìn)入下一注漿循環(huán)施工。

3.5注漿效果檢查

本項(xiàng)目聯(lián)絡(luò)通道注漿效果控制標(biāo)準(zhǔn)如下：28天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度≥2.0Mpa，加固體滲透系數(shù)≤1x10-7m/s。

完成聯(lián)通通道注漿后，應(yīng)及時(shí)對(duì)加固體進(jìn)行注漿效果檢查，本項(xiàng)目每個(gè)聯(lián)絡(luò)通道分別取芯4個(gè)孔進(jìn)行驗(yàn)證，抗壓強(qiáng)度和滲漏系數(shù)滿足標(biāo)準(zhǔn)則說明加固效果合格，否則應(yīng)補(bǔ)注漿，直至滿足標(biāo)準(zhǔn)為止。

4.結(jié)語

經(jīng)過認(rèn)真比對(duì)，聯(lián)絡(luò)通道洞內(nèi)滲透法注漿加固成本較地表旋噴加固和洞內(nèi)冷凍法便宜，但需要克服施工工期長，對(duì)環(huán)境影響大等缺點(diǎn)，在不具備地表加固、工期富余的條件下，不失為一種好的選擇。

參考文獻(xiàn)

[1]潘志強(qiáng)，張彬;均勻砂層滲透注漿計(jì)算方法的研究[J];巖土工程界;2004年05期

[2]卓越;飽水砂層滲透注漿加固理論探討[J];巖土工程技術(shù);2002年05期

[3]郝哲，王介強(qiáng)，劉 斌;巖體滲透注漿的理論研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2001年04期

[4]李慎剛;砂性地層滲透注漿試驗(yàn)及工程應(yīng)用研究[D];東北大學(xué);2010年

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