WSS注漿加固技術在地質條件為全斷面富水砂層中應用

摘要：西安地鐵四號線市行盾構區間聯絡通道頂板埋深20m，地層條件為全斷面富水砂層，采用暗挖法施工，極易發生涌水涌砂現象，實踐表明采用地面旋噴樁加固+ 降水井的常規方法難于保證聯絡通道施工順利進行，WSS注漿加固技術在本工程中得到成功應用。結合市行盾構區間聯絡通道WSS注漿加固技術的實驗性施工，分析該工法的特點及機理，對關鍵技術進行深入探討，供今后類似工程參考。

關鍵詞： WSS注漿加固；涌水涌砂；富水砂層；聯絡通道

1、引言

地鐵盾構區間聯絡通道采用暗挖法施工，開挖前先進行旋噴加固，然后在周邊打設降水井確保開挖安全。聯絡通道設置在隧道最低點，埋深較大，在富水砂層中旋噴加固的質量難以保證，加之區間一般位于交通繁忙的道路下方敷設，降水井受交通導改、市政管線、場地條件等因素的影響，無法按照設計點位和數量進行實施，因此，聯絡通道開挖過程中經常發生涌水、涌砂的情況。

針對西安地鐵四號線市行區間聯絡通道位于全斷面富水砂層的特殊地層條件，提出在實施旋噴加固+降水井的情況下采用洞內WSS 注漿加固輔助施工的方法，該工法在本工程中得到成功的應用。

2、工程實例

2.1概述

市中醫醫院站～行政中心站區間設置1個聯絡通道兼廢水泵房，設計中心里程為：YDK26+506.5，聯絡通道頂板覆土厚度20m，高4.5m，寬3.5m，通道長11.12 m，采用暗挖施工，結構形式為復合式襯砌，即初期支護+鋼筋混凝土模筑襯砌。

2.2工程地層條件

根據鉆孔揭露，擬建工程場地在勘探深度50.0m范圍內的地層主要為第四系堆積物，即由全新統雜填土（Q4ml ）、素填土（Q4ml）、沖積（Q4al）黃土狀土、粉質黏土、粉細砂、中砂、粗砂、礫砂和上更新統沖積（Q3al）粉質黏土、粉細砂、中砂、粗砂、礫砂組成。區間聯絡通道兼廢水泵房穿越地層為2-4粉細砂（Q4al）和2-5中砂（Q4al），場地地下水位埋深在16.5m，位于拱頂以上。

2.3工程施工難點

2.3.1地面井點降水施工條件差

該聯絡通道位于鳳城八路主干道，且臨近市委、市人大，原降水方案為井點降水，共設置降水井16口、觀測井3口，降水井深45m，由于現場場地條件有限、周邊建構筑物密集、交通導改困難、施工圍擋及手續無法批復，現場實際只實施了6口降水井，連續抽排1個月后進行水位監測，無法滿足暗挖施工需要。

2.3.2地層條件差

根據地質報告顯示聯絡通道位于粉細砂和中砂層，場地地下水位埋深在16.5m，聯絡通道廢水泵房底板埋深為30m，因此聯絡通道位于富水砂層中，且底板埋深較深，開挖越往下，地下水壓力越大，極易出現涌水涌砂現象。

2.3.2 地面沉降控制要求高

該位置在聯絡通道施做前，盾構雙線穿越已對地面進行兩次擾動；聯絡通道地面為鳳城八路主干道車流量比較大，且臨近市委、市人大，施工過程中對地面沉降控制要求高。

3、WSS注漿加固方案

3.3.1 孔位布置

對聯絡通道（兼廢水泵房）開挖輪廓線外側3m范圍進行WSS注漿止水加固。鉆孔的順序是先鉆外排孔，后鉆內排孔，內孔還可以作為檢查孔。聯絡通道開挖面中間部位采用水平注漿孔注漿，注漿時由前到后。聯絡通道頂部、下部采用單孔多角度放射狀注漿，注漿時由聯絡通道兩端相向注漿。注漿孔間距為0.7m×0.7m，梅花形布置，從而在通道周圍形成厚度為3m的環向加固體。

3.3.3 WSS注漿參數

現場施工中一定要嚴格按設計進行漿液配制。根據現場不同地質情況選擇 A、B液組成的溶液型漿液或A、C液組成的懸濁液漿液，應采用準確的計量工具，按照既定配方配料施工，第一循環一般作為試驗段施工，根據注漿效果及時調整漿液配合比及懸濁液和溶液注入比例，確定最佳的漿液配合比及漿液注入比例，按攪拌桶的容積和注漿材料的配比參數計算出配制一桶漿液所需要材料用量。

表中配合比為配量200L漿液配比。

材料：水玻璃（35～40波美度），水泥P.042.5，溶液由AB液組成，懸濁液由AC液組成。

注漿參數設計

孔徑Φ42mm；注漿孔深度按照加固范圍根據角度不同進行調整。

注漿壓力： P=0.5～1.0Mpa

注漿擴散半徑： 0.7m

凝結時間：40～60s（根據地質條件、注漿效果可適當調整）

注漿時，要嚴格控制注漿壓力及注漿量。

④WSS注漿質量控制措施

1）嚴格要求按技術交底施工；2）鉆機定位要準確，注漿時時刻關注注漿壓力（0.5～1.0MPa），確保達到注漿效果；3）保證施工鉆機的正常運轉，配備足夠的維修技術人員和零配件；4）材料嚴格按試驗規程進行抽檢復試，確保原材料符合設計要求；5）注漿中注意的事項

a.嚴格按注漿參數進行注漿，確保注漿效果；

b.每次注漿前檢修好設備，確保管路連接牢固和壓力表正常，防止注漿過程中爆管事故；

c.及時觀察注漿壓力表，并做好注漿壓力及漿液記錄，以便注漿結束時分析毎孔注漿情況；

d.注漿結束后要高檔位沖洗注漿管路，防止注漿管路堵塞；

e.在開挖過程中，WSS注漿加固設備及操作人員跟班作業，一旦發生意外情況及時進行二次注漿加固，待聯絡通道初期支護及二次襯砌施工完成后解除跟班作業人員，確保聯絡通道平穩有序進行。

3.3.4WSS注漿效果檢查

注漿施工結束后，在聯絡通道洞門上部、中部及底部分別開設3 個深度為5 m 的超前地質探孔，探孔完成后發現無明水流出。隨后市行區間聯絡通道順利施工完成。

4、結語

WSS注漿加固技術的特點：①施工不占用地表空間，不影響交通及地面設施的正常運行；②注漿材料不易溶解，凝結時間可調節，強度高，止水效果好。 通過本工程該技術的成功運用表明WSS注漿加固技術在富水含砂的地層條件中能夠很好的預防涌砂、涌水現象，從工期、成本、安全性等方面均取得顯著效果，為今后類似工程地質條件下的施工提供借鑒。

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