二重管無收縮WSS注漿工法在西安地鐵施工的應用

　　摘 要：結合西安地鐵二號線施工，介紹采用二重管無收縮WSS注漿工法對聯絡通道周圍土體加固處理，為WSS工法在黃土地區地鐵施工提供了參考經驗。
　　關鍵詞：地鐵隧道 WSS工法 注漿 施工技術
　　中圖分類號：TU7文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（a）-0041-02
　　西安地鐵二號線永寧門到鐘樓盾構區間聯絡通道地質情況較復雜，在老黃土地層中夾細砂透鏡體，且地下水位高于隧道埋深約10m。在進行聯絡通道施工前，為保證施工安全，采用了二重管無收縮WSS注漿工法，對聯絡通道周圍土體進行了加固處理，深度為10m，3～5m為一循環，預留2m止漿墻，采用洞內輻射程控注漿工藝。
　　1 WSS注漿工藝的止水原理與漿液簡介
　　主要原理是：注漿時，漿液在不改變地層組成的情況下，將土層顆粒間存在的水強迫擠出，使顆粒間的空隙充滿漿液并使其固結，形成劈裂式注漿，達到改良土層性狀的目的。其注漿特性是使該土層粘結力 （c）、內磨擦角（？）值增大，從而使地層粘結強度及密實度增加，起到加固作用；顆粒間隙中充滿固結的漿液后，使土層透水性降低，形成隔水層。
　　無收縮注漿液屬于安全性、高滲透性的注漿材料，固結硬化時間可根據實際需要進行調整。漿液按強度可分為CT-1#、CT-2#和CT-3#三種。
　　1.1 無收縮注漿液特點
　　（1）固結硬化時間易調整，硬化時間長的漿液也具有很高強度。
　　（2）滲透性良好，特別是對微細砂層的滲透性優佳。
　　（3）地層中有流動水的情況下也具有很強的固結與止水性能。
　　（4）漿液強度、硬化時間、滲透性能可根據需要任意調整。
　　（5）漿液不流失、固結后不收縮，硬化劑無毒，不會造成污染。
　　1.2 標準漿液的性質，見（表1）
　　1.3 CT-固結體的透水系數，見（表2）
　　1.4 無收縮注漿液標準配比
　　施工時根據地層情況配制溶液型或懸濁型漿液；通過調節漿液配比和注漿壓力來控制漿液的凝結時間和注入范圍。溶液型或懸濁型漿液均采用雙液漿，其配比如表3所示，其中A、B雙液組成溶液型漿液，A，C雙液組成懸濁型漿液。懸濁型漿液以水泥為主，摻加注入性強的添加劑，適用于軟弱粘性土、松散砂層、砂礫石層的裂隙的填充。溶液型漿液以水玻璃為主，摻加注入性強的添加劑，適用于密實的砂層、砂礫石層改良的后處理等。漿液中的添加劑一方面改良漿液，增強漿液的注入性；另一方面降低漿液凝固后的收縮性，確保注漿和止水效果。針對不同的地層，注漿時可先進行限制性注漿，漿液凝結速度快，可根據凝結時間確定注漿范圍。然后進行滲透注漿，使漿液在地層中分布均勻。限制性注漿和滲透注漿可以自由切換，從而適用于各種復雜的地層。
　　2 WSS注漿工藝的施工優點
　　（1）二重管無收縮WSS注漿工藝能將不同地質情況的土體填充密實，改變原土體和物理性質，增加土體的密度，提高其抗壓強度，而且注漿材料屬于環保型，對河流及地下水無污染。
　　（2）采用特殊的端點監控器和二重管注入方式，使注入設備簡單，具有很高的可靠性、經濟性。
　　（3）可進行一次、二次注入切換，達到復合注入的目的，并且可以根據不同土體的性質隨時調整瞬結性一次注漿液和浸透性二次注漿液的復合比率，達到加固土體的效果。
　　（4）一次注入為限制漿液，二次注入為滲透漿液，注漿不會向注入范圍外溢出，從而有利保護地下環境。
　　（5）根據地面環境分別采用地面垂直、地面斜向和洞內垂直、洞內斜向等多種方式進行加固注漿，減少外界因素對注漿施工的影響。
　　3 注漿量的計算原則
　　由于漿液的擴散半徑與砂層空隙很難精密確定，故根據隧道工程地質、水文條件和注漿方案及所選用的材料，對注漿量進行估算。估算公式：
　　4 注漿壓力的選定
　　注漿壓力與砂層空隙發育程度、涌水壓力、漿液材料的黏度和凝結時間有關，目前均按經驗計算。經驗公式如下。
　　（1）按已知的地下靜水壓力計算，設計的注漿壓力為靜水壓力的2～3倍，最大的可達3～5倍。
　　（2）根據注漿地層深度計算：P=KH
　　5 WSS注漿工藝的施工步驟
　　5.1 施工流程
　　5.2 工藝要求
　　定孔位：對準孔位，不同入射角度鉆進，要求孔位偏差為±3cm，入射角度偏差不大于1°。根據漿液在土層內滲透情況，確定注漿孔的間距，一般情況下700mm的間距即可保證滲透效果。
　　鉆機就位：指定位置就位，調整鉆桿的垂直度。對準后，鉆機不得移位，也不得隨意起降。
　　鉆進成孔：要慢速運轉，掌握地層對鉆機的影響情況，以確定在該地層條件下的鉆進參數。密切觀察溢水出水情況，出現大量溢水出水時，應立即停鉆，分析原因后再進行施工。每鉆進一段，檢查一段，及時糾偏，孔底位置應小于30cm，同一注漿孔的多向注漿間隔施工。
　　回抽鉆桿注漿：在進行注漿的時候邊注漿邊根據壓力與注漿量的變化回抽鉆桿，嚴格控制提升幅度，一般每步不大于15～20cm，勻速回抽。注漿一定要按程序施工，每段進漿要準確，注漿壓力要嚴格控制在0.15～0.3MPa。當壓力突然上升或從孔壁溢漿，應立即停止注漿，采取調整注漿參數或移位等措施重新注漿。土、砂層容易造成坍孔時，采用前進式注漿或往返式注漿，否則采用后退式注漿；每段注漿量應嚴格按設計進行。
　　注漿完成后，封堵注漿眼，保證注入的漿液不溢漿跑漿。
　　6 WSS注漿工藝的施工注意事項
　　6.1 根據不同的地質情況調節注漿的漿液配比
　　在不能確保漿液凝固效果的地層，應施工一段實驗段，檢查漿液配比后的注漿效果。對注漿固結完的底層，在進行暗挖施工時，也應做好搶險準備。
　　6.2 控制注漿壓力，防止將地面頂裂
　　在進行地下洞內注漿時，應巡視地面的情況。由于不同地質的關系，地層可能存在縫隙，易發生漿液沿著縫隙上行，頂裂地面的情況，應適時調整注漿壓力和采用間斷注漿方式。
　　6.3 注漿前，做好加固措施
　　由于注漿壓力一般為0.3MPa左右，注漿前，要用噴射混凝土將掌子面封閉，厚度為200～300cm。在進行盾構區間聯絡通道注漿加固時，要嚴格按照設計要求施工洞內的剛性支撐，確保管片穩固。
　　6.4 施工中主要安全注意事項
　　（1）鑿巖臺車、鉆機、注漿泵及高壓管路必須試運轉，確認機械性能和各種閥門管路、壓力表、流量計完好。
　　（2）每次注漿前，要認真檢查安全閥、壓力表的靈敏度，并調整到規定壓力位置。
　　（3）安裝高壓管路和泵頭各部件時，各絲扣的聯接必須擰緊，確保連接完好。
　　（4）注漿過程中，禁止現場人員在注漿孔附近停留，防止注漿眼或閥門破裂傷人。
　　（5）注漿現場操作人員必須佩戴安全帽、口罩和手套等勞保用品，防止漿液侵害皮膚。
　　7 結語
　　二重管無收縮WSS工法適用于多種地層加固，具有廣泛的應用前景，在西安地鐵二號線13標盾尾刷更換前的地基土體加固以及10標北大街盾構吊出井涌砂涌水處理等都進行了應用，取得了不錯的效