袖閥管深孔注漿在地鐵隧道暗挖施工中的應用

黃相鋒 張立波 張心靈

(中國建筑第八工程局有限公司，北京 100069)

0 引言

隧道施工中經常要穿越滯水層，由于隔水層的起伏不定，地面降水工藝無法完全疏干上層滯水，洞內降水又由于場地狹小等環境因素施作較為困難。而帶水開挖易造成掌子面失穩、涌水、坍塌等問題，因此在施工中，如何治理上層滯水，做到無水開挖是暗挖工程的關鍵技術之一。

袖閥管注漿工法是由法國Soletanche基礎工程公司開發研究的一種注漿工法，該工法是目前被國內外公認的最可靠的注漿工法，該工法先后在上海、廣州地鐵等工程中得到推廣應用。

1 工程概況

北京地鐵14號線是在建的一條地鐵線路，全長47.7 km，線路起于北京西南部的張郭莊站，途經麗澤商務區、永定門、大望路、朝陽公園、望京等地，終止于北京東北部的善各莊站，貫穿北京南部和東部。

本標段為地鐵14號線土建施工08合同段，含一站一區間，區間隧道埋深為12 m～15 m;穿越地層為粉質粘土層、細砂層、卵石層，其中拱頂為粉質粘土層，厚度為0 cm～50 cm，上層為砂卵石層，滯水豐富;由于拱頂上粉質粘土層較薄，如開挖中破壞了粘土封水層，就會出現大量滯水滲流、局部小塌方，給施工帶來一定的安全隱患。

此外，隧道正上方有20世紀90年代建成平房區，多數已成危房。隧道下穿過程中對地表沉降有嚴格要求，為此設計提出采用袖閥管深孔注漿技術進行超前預加固地層以確保施工安全及減少地表沉降量。

2 施工技術

2.1 袖閥管深孔注漿施工工藝流程圖

袖閥管深孔注漿施工工藝流程見圖1。

2.2 關鍵施工工藝

2.2.1 封閉掌子面

每個循環須進行掌子面封堵，掌子面止漿封堵采用C20掛網噴射混凝土，厚度200 mm，鋼筋網采用φ6.5@150×150 mm。

圖1 袖閥管深孔注漿施工工藝流程圖

2.2.2 放樣定位

先用全站儀在掌子面標出隧道中心線，起拱線上1.5 m線作為定位布點坐標，再通過這些坐標點，采用拉線和卷尺量測的方法定出鉆孔孔位，深孔注漿點位布置見圖2。

圖2 深孔注漿點位布置圖

2.2.3 鉆孔

1)袖閥管后退式深孔注漿每循環計劃施作長度為12 m，開挖10 m，留2 m作為下一循環施工的止漿巖盤。

2)利用地質鉆機鉆孔，由上至下角度分別為 25°，20°，15°，10°，8°，鉆孔長度分別為6 m ～12 m，見圖3。

3)鉆機就位后，應使鉆機平臺平整穩固，在開鉆前利用水準儀定出鉆孔角度，并在鉆進2 m時及以后每加一節鉆桿均需對鉆機調平校正。

4)圓礫、卵石層采用套管跟進鉆孔，鉆孔完成，安設注漿管后，將套管拔出。

圖3 深孔注漿加固縱剖圖

2.2.4 安設袖閥管

在鉆孔結束后立即插入袖閥管，管由每節3 m通過螺紋的接頭連接，管端加悶蓋封閉，管接頭密封可靠。袖閥管每節連接好后，依次下放到鉆孔中，直到孔底。

2.2.5 清孔

袖閥管安裝好堵頭，對管中注入清水，根據現場溢漿孔長度(30 cm/段)，分段檢查袖閥管泄漿孔是否暢通。

2.2.6 注漿施工

注漿材料選擇1∶1水泥—水玻璃雙液漿。采用KBY-50/70雙液注漿泵進行注漿作業。注漿方式采用后退式分段注漿，即在注漿管內由孔端向外分段進行注漿，每次注漿段長0.4 m～0.5 m，注完此段后，再后退注下一段，直至全孔注漿完成。

注漿中應密切注意注漿壓力的變化。注漿壓力達到2.0 MPa時，并維持30 s，將注漿內管外拔進行下一段注漿。注漿順序采用間隔跳孔鉆孔和注漿。

每次注漿完成后，立即進行孔內清洗，將沖洗管插入袖閥管的底部，壓入清水，直至孔口放回的水基本干凈，在沖洗過程中要反復上下移動水管，將管內的水泥漿沖洗干凈后，便于后續注漿進行。

根據注漿效果檢查情況，需進行二次注漿的，可按照首次注漿方式進行二次補償注漿。

注漿結束標準和注漿效果要求:

單孔注漿結束標準為注漿孔達到設計終壓30 s，或注漿量達到設計注漿量的80%。注漿效果要求注漿后漿土結實粘結力不小于80 kPa。

2.2.7 二次注漿

根據鉆芯試驗，如第一次注漿試驗結果滿足設計要求，不采取二次注漿，直接進行初支開挖。如試驗結果不滿足設計要求，應采取袖閥管內二級注漿，以確保深孔注漿達到設計效果。

2.2.8 施工后效果

經過注漿后，上層滯水得到了有效治理，拱頂無滲流水，不再出現涌水、涌泥現象，注漿后掌子面效果見圖4，從而確保了隧道土方開挖施工的順利進行。

圖4 注漿后掌子面效果

此外，注漿后地面沉降量控制較好，沒有出現超過設計值的預警點，建筑物沉降值見表1，下穿的平房區沒有出現裂縫、傾斜現象。

表1 建筑物沉降觀測表

3 結語

本文對地鐵隧道暗挖工程采用袖閥管深孔注漿施工技術進行了介紹，可得到以下結論:

1)本工法的成功應用解決了地鐵隧道暗挖中上層滯水治理的施工難題，為暗挖工程做到無水開挖提供了有力保障。

2)本工法做到注漿與開挖專業分離，易于質量控制，且注漿與開挖交替進行，打孔注漿時已將前方不利地質情況探明，節約了工期。

3)采用本工法后可取消部分地面降水設施，節約了工程造價。

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