廣州富水地層聯(lián)絡通道加固技術

楊廣祥

（中鐵二十局集團有限公司　陜西西安　710016）

1　引言

廣州佛莞城際鐵路某聯(lián)絡通道處于富水軟弱地層中，施工過程中極易出現(xiàn)塌方及涌水事故，施工風險較大，屬于高風險工程。本文以該工程實例，施工前通過合理的加固措施，對聯(lián)絡通道富水軟弱地層加固施工技術進行了有益的研究和探索，在類似工況下進行施工積累經(jīng)驗。

2　工程概況和水文地質條件

2.1　工程概況

聯(lián)絡通道采用礦山法施工，結構采用復合式襯砌、并輔以超前小導管的輔助加固措施，聯(lián)絡通道全場12.7m，地面埋深19.4m。

2.2　水文地質條件

設計圖紙地質勘探資料表明，橫通道開挖地層屬于Ⅵ級圍巖，主要為全風化泥質砂巖，上部為粉質粘土層。在通過盾構掘進至該地層時進行開倉檢查，發(fā)現(xiàn)土體自穩(wěn)能力差，土倉內水量較大，地質情況較差，這種地層施工聯(lián)絡通道風險較大，開挖前需要采取有效的加固措施，以確保施工安全。

3　施工方案選擇

（1）聯(lián)通通道圍巖較為軟弱，設計采用φ800@600高壓旋噴樁進行加固，改良土體以達到加固地基或止水防滲的目的[1]。但是在全風化二長花崗巖且地下水豐富的地層，通過前期類似地層——中施工旋噴樁總結發(fā)現(xiàn)，旋噴樁加固土體并能形成一定直徑的樁體，對地層加固起到了一定的作用，通過有關文獻可知，對于富水砂層，如旋噴樁超過20m，下部成樁極易造成樁徑不均，樁與樁之間咬合效果不均，加固區(qū)域未能形成整體封閉的加固土體，在聯(lián)絡通道洞門管片探孔發(fā)現(xiàn)水量大，加固后止水效果確實一般。

（2）注漿法通過注漿機壓力作用，使水泥漿液通過一定的壓力作用滲透、填充、劈裂等形式注入巖土的空隙、裂隙或空洞中，漿液凝固后，地層的強度和完整性增強，滲透系數(shù)和含水量減少，從而達到加固地層和堵水的目的。通過隧道內水平注漿可以隔斷水源和加固土體，在隧道開挖輪廓外形成一定厚度的半封閉截水圈，截住大部分地下水，使其不侵入開挖面，威脅開挖安全，然后快速開挖支護以確保安全的施工方法。

（3）對已完成聯(lián)絡通道開挖前采取的加固方法總結，可以發(fā)現(xiàn)進行地面旋噴樁豎直加固后輔以水平注漿加固后，能有效的加固土體，阻隔地下水，保證聯(lián)絡通道的施工安全和質量且施工成本較低，結合本工程的特點，這是最適用的方法。

4　加固方案的設計與實施

4.1　旋噴樁施工

在聯(lián)絡通道對應的地面位置進行旋噴樁加固。旋噴樁水泥漿液采用P.O42.5硅酸鹽水泥，水灰比1：1。注漿壓力30MPa，噴射提升速度15cm/min，旋轉速度20rpm。施工前先進行試樁，再進行抽芯檢測，最終以試樁確定的施工參數(shù)組織施工。聯(lián)絡通道旋噴樁加固范圍為輪廓上3.35m，左2.35m，右2.35m，下2.35m。旋噴樁為咬合樁，φ800@600梅花形布置。

4.2　水平注漿施工

水平注漿主要分為兩個步驟：①在洞門管片切割前先在兩側施工止水環(huán)；②每段開挖前要進行注漿加固。

4.2.1止水環(huán)施工

洞門管片切割前先在其左右各4環(huán)施工雙液漿止水環(huán)，確保隧道徑向水系得到封堵。若隧道管片背后存在“水囊”，可先在通道口左右側5m范圍內設置排水孔，提前做好排水工作。

4.2.2孔位布置

注漿范圍為開挖輪廓線外3m進行設計，通道拱部和邊墻上部注漿采用水平孔。其余注漿采用豎直平面內向下傾斜孔，斜孔兩側隧道對稱布置。漿液擴散半徑2～3m，孔底間距3～4m，注漿孔按擴散半徑2m，共設置33個注漿孔。

4.2.3孔口管施工

在管片上直接鉆孔作為注漿管孔口，注漿孔開孔直徑不小于110mm，終孔直徑不小于91mm；孔口管采用φ108mm，壁厚5mm的熱軋無縫鋼管，孔口管應埋設牢固，并用快速水泥封堵進行止?jié){[2]。

4.2.4注漿工藝

注漿一般先注內圈孔后注外圈孔（在雙排孔或多排孔的條件下），先注無水孔后注有水孔。根據(jù)降水漏斗的原理，一般是從拱頂順序向下注，如遇竄漿或跑漿，則間隔一孔或幾個孔注。后退式注漿通過鉆桿一次性鉆孔到位，通過鉆桿從里往外分段壓漿，注漿壓力達到設計要求，后退鉆桿再壓漿，依次直到該孔結束。前進式注漿工藝是在施工時，實施鉆一段、注一段，再鉆一段、再注一段的鉆、注交替方式進行鉆孔注漿施工。每次鉆孔注漿分段長度1～3m，孔口管法蘭盤進行止?jié){。

4.2.5注漿配合比

水平深孔注漿采用水泥-水玻璃雙液漿。水泥漿配比為1：1，水玻璃濃度30～35波美度。水泥漿和水玻璃的體積比為3：1，具體配比根據(jù)注漿時的地質狀況進行調節(jié)。

4.2.6注漿壓力及封堵

注漿壓力為靜水壓力加上0.5～1.5MPa，當巖層破碎容易造成塌孔時，采用前進式注漿，否則改用后退式注漿，注漿的填充率按3%進行計算。注漿結束后，對管片上的鉆孔進行封堵，封堵采用C50微膨脹混凝土，封堵厚度不得小于管片厚度，且不得有滲漏水，并設檢查孔5個，其中拱部2個，左右邊墻各1個，仰拱處1個，檢查孔直徑φ110mm，單孔平均出水量不大于2L/d。

5　開挖及支護方法

按照本文所述方案對聯(lián)絡通道的洞身及其上部土體進行加固后方可進行開挖。聯(lián)絡通道洞門切割后可根據(jù)其周邊地層情況，如地層不夠穩(wěn)定則考慮設置約2m長的漸變段進行小斷面開挖，待開挖進尺超過漸變段到達正常斷面后，二次開挖至正常端面。隧道正常斷面開挖采用環(huán)形開挖保留核心土法，邊開挖邊支護，掌子面穩(wěn)定性差時，應及時噴射混凝土封閉工作面。

6　結束語

本次加固施工成功的解決了聯(lián)絡通道在富水地層中地下水的困擾，通過上述方法，為開挖創(chuàng)造基本無水施工條件。同時配合超前小導管注漿等輔助措施，有效的維護了開挖面的穩(wěn)定。在類似工況下，該方法可以進行推廣應用。

[1]杜建林.廣州地鐵某聯(lián)絡通道在軟弱地層中施工措施[J].廣州建筑，2010：24～27.

[2]徐雙杰.高壓旋噴樁圍護結構施工技術要點淺析[J].河南建材，2013：133～135.