淺談深孔注漿技術在地鐵隧道施工中的應用

摘要：由于我國現有交通滿足不了城市發展的需求，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，由于我國交通事業取得了較大的進步，進而推動了城市地鐵的發展。地鐵作為城市現代化發展的新標志、新形象，在一定程度上不僅緩解了交通的擁擠，還為城市的發展奠下了有效的基礎。地鐵工程建設數量的不斷增加，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定性，采取深孔注漿技術已經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，這樣一來就可以形成漿脈現象。對于地層中巖層中存在的不均勻現象，則可以對鉆孔的巖層注入適量的水灰漿液，灌漿孔經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象，就可以較少沉降量的發生，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，若不經過攪拌漿液就會產生沉淀，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。若其中一臺注漿泵出現問題，就會對整體的注漿施工產生重要的影響，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。

第三，對于雙液注漿作業來說，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。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，以便及時地發現問題，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，并且不具有穩定性。

3.1.2 地鐵施工水文地質。就有些地鐵區間范圍地下水而言，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，水質很容易產生污染現象。由于巖層裂隙水的發育較快，主要分布在花崗巖的構造節理裂隙密集帶以及強風帶中。由于富水性的基巖裂隙的發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。

3.3 漿液注入地層的方式

3.3.1 滲透擴散產生在中粗砂層，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

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：根據公式計算。

3.4.3 注漿分段長度：前進式分段注漿每環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，還根據注漿壓力的變化對注漿參數進行調整。所以，本次施工工程要根據砂層和粉質黏土特性進行施工，注漿參數的設定如下：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，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，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，可以實現漿液擴散范圍的相互重疊，不易產生漏注區現象。在本工程應用過程中，需要根據現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，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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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）