地鐵隧道注漿試驗(yàn)及其效果檢驗(yàn)

劉毅

（中鐵西南科學(xué)研究院有限公司， 四川 成都 610041）

目前，在城市中所展開的地鐵隧道工程，大部分都存有實(shí)際埋藏的深度不夠、周圍巖石的等級較低、承載與穩(wěn)定方面的能力不強(qiáng)等問題，所以在地鐵隧道工程進(jìn)入到注漿階段時(shí)，最為關(guān)鍵的工作就是加強(qiáng)地表的承載與穩(wěn)定方面的能力、掌控地下因?yàn)樽冃嗡霈F(xiàn)的失穩(wěn)現(xiàn)象、掌握地層出現(xiàn)的實(shí)際沉降、糾正建筑出現(xiàn)的偏離與增加工程結(jié)構(gòu)的實(shí)際強(qiáng)度等。而且還需要對地鐵隧道注漿的試驗(yàn)結(jié)果展開細(xì)致的分析，并選取最為適當(dāng)?shù)臋z驗(yàn)?zāi)Ｊ絹韺ζ湔归_檢驗(yàn)，從而確保所得到的相關(guān)參數(shù)的精準(zhǔn)無誤，并以此為地鐵隧道工程的后期施工帶來精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)保障。

1 地鐵隧道的注漿試驗(yàn)

1.工程概況

在此次地鐵隧道工程中隧道上方的覆土厚度大約在7m左右，土層是按照雜填土、粘土、細(xì)中砂等順序來分布。在此次工程中主要需要貫穿粘土土質(zhì)的地層，特性就在于：最為天然的容重值為 18.7kN/m3，土粒比重、孔隙比率、飽和度、含水量、液限與塑限分別是：2.5、0.771、73.9%、24.1%與18.4，滲透系數(shù)為9.92×，粘聚力為24.04kPa，內(nèi)摩擦角為15°。在整個(gè)工程中所采用的加固方式為小導(dǎo)管注漿，而且為了能夠保證注漿的準(zhǔn)確參數(shù)與后期階段的工程施工，于是就在隧道之中展開注漿試驗(yàn)，并在對注漿試驗(yàn)的最終結(jié)果展開檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)用的是挖掘樣本、開挖觀察、動(dòng)力觸探這三種模式【1】。

2.試驗(yàn)方案

在此次試驗(yàn)中因?yàn)槭┕がF(xiàn)場的土體性能，最終決定應(yīng)用劈裂方式展開注漿試驗(yàn)，而且為了可以在后期的檢驗(yàn)工作中更加方便，就在隧道的開挖面上選取試驗(yàn)區(qū)域，而不是在隧道的頂端。在此次試驗(yàn)中選取的注漿材料一共有四種，分別是：普通水泥、水泥與水玻璃、超細(xì)水泥與TGRM水泥。

根據(jù)注漿法中的相關(guān)規(guī)定將擴(kuò)散的半徑r取0.3m，空隙間距r1為1.6r也就是48cm，在按照兩排孔來安置排距就是R：，所以在最終所確定的粘土土層的排距與孔距是40cm與50cm。

2 地鐵隧道注漿試驗(yàn)的效果檢驗(yàn)

在地鐵隧道注漿的試驗(yàn)完成之后，就可以對注漿試驗(yàn)的最終效果展開檢驗(yàn)，在這個(gè)階段的檢驗(yàn)?zāi)Ｊ娇梢苑譃槿N分別是：挖掘樣本、工程現(xiàn)場的開挖觀察、動(dòng)力的觸探【2】。

2.1 挖掘樣本

這種檢驗(yàn)?zāi)Ｊ街饕傅氖歉鶕?jù)施工挖掘來采取樣本，再對展開注漿試驗(yàn)與沒有注漿的土體中含有的所有指標(biāo)展開檢驗(yàn)，就可以得到這次注漿試驗(yàn)的最終結(jié)果。在此次檢驗(yàn)過程中所得到的所有指標(biāo)與最終結(jié)果如表1所示：

表1 ：注漿試驗(yàn)最終結(jié)果的檢驗(yàn)效果表

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2.2 開挖觀察

這種檢驗(yàn)?zāi)Ｊ筋櫭剂x，就是在注漿試驗(yàn)完成后在工程現(xiàn)場開始按照層次挖掘，并在挖掘的過程中去觀察注入漿液的凝固狀況，這樣就可以非常直接的觀察出各不相同的漿液所起到的加固效果。在此次注漿試驗(yàn)的最終結(jié)果上來講在注入漿液后，進(jìn)入方式、改善激勵(lì)和砂質(zhì)土質(zhì)、結(jié)構(gòu)松散等較為有所不同，在土質(zhì)為粘土的地層中滲透的系數(shù)就會在 10-5cm/S的級別之下，所以注入漿液無法憑借機(jī)理滲透到地層之中，而是在較大的壓力下才會按照劈裂的方式注入到地層之中，在注入之后就會變成樹枝形狀的漿脈，并開始在土體中逐漸硬化。而在此次注漿實(shí)驗(yàn)中也完全驗(yàn)證了這一現(xiàn)象，因?yàn)樵陂_始挖掘土體的表層中，能夠非常清晰的觀察到劈裂呈現(xiàn)的漿脈，這并不是因?yàn)樽⑷霛{液進(jìn)入到地層時(shí)在風(fēng)化層外所凝成的膠結(jié)體，而單純就是漿脈主要是以斜入或者是水平的形式進(jìn)入到土體之中。

2.3 動(dòng)力觸探

這種檢驗(yàn)?zāi)Ｊ绞亲畛１粦?yīng)用的一種，因?yàn)閷?shí)際操作非常簡單、設(shè)施較為方便、且工作效率較高，動(dòng)力觸探主要指的就是充分的利用落錘下落的力量，將探頭打到檢驗(yàn)的土體上，再按照打入的實(shí)際深度與錘擊的實(shí)際數(shù)量來檢驗(yàn)土層的物理學(xué)性能，通常可以分為三種類型分別是輕、重、超重，在結(jié)合注漿試驗(yàn)的實(shí)際狀況與施工現(xiàn)場的實(shí)際狀況后，決定在此次檢驗(yàn)中選取輕型來展開檢驗(yàn)工作。落錘的實(shí)際質(zhì)量是十千克，實(shí)際高度是0.5m，但這種類型的設(shè)施在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中打入的實(shí)際深度是0.3m。在本次檢驗(yàn)中一共在施工現(xiàn)場展開了九處檢驗(yàn)工作，根據(jù)對注漿試驗(yàn)的最終效果詳細(xì)分后可以得知，在經(jīng)過注漿試驗(yàn)的土體會有著更高動(dòng)力的觸探數(shù)值，這就表明在注漿后土體等到的改善效果較為顯著。但所注入的漿液有所不同也會影響到動(dòng)力的觸探數(shù)值，例如：原狀土的錘擊次數(shù)是18、水泥與水玻璃是24、普通水泥是26、超細(xì)水泥是28、TGRM水泥則是33。

3 結(jié)束語

綜上所訴，通過針對地鐵隧道工程所展開的注漿試驗(yàn)可以得知，漿液的各種不同的流入方式可以直接影響土體的結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)與性質(zhì)的改善機(jī)理，但是其實(shí)注漿最為重要的機(jī)理就是將劈裂方式的擠密作為關(guān)鍵，在改善土體的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)時(shí)，就是通過擠密將周圍的土體構(gòu)成較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體，可以有效的加強(qiáng)土體結(jié)構(gòu)的實(shí)際強(qiáng)度。而通過對注漿結(jié)果的檢驗(yàn)可以得知，在所有地層中都可以展開注漿工作，但是最終得到的改善效果并不是非常顯著，所以僅是憑借較為單一的技術(shù)，已經(jīng)無法滿足地鐵隧道工程對于地層強(qiáng)度的實(shí)際需求，還需要采取其他可以加強(qiáng)地層強(qiáng)度的有效措施。