富水砂層地鐵聯絡通道泵房注漿加固施工技術

王喆

摘要：沈陽地鐵九號線皇-北區間聯絡通道泵房地質條件較為復雜，位于礫砂與粉質粘土層交界位置，地下水位較低但含水層水量充沛。該聯絡通道緊鄰公路框構橋及城市主干道，地面環境保護要求高，經多種方案比選，聯絡通道主洞采用水平注漿方式加固，待主洞二襯施工完成后進行下部泵房注漿及其他工序施工，泵房采用花管及深孔注漿方式加固，確保土體無側限抗壓強度為1～1.5MPa，土體滲透系數？燮1.0×10-6cm/s，注漿效果達到該設計要求后進行開挖施工。該方案在泵房開挖過程中取得較好效果，完成了聯絡通道泵房的施工。

Abstract： The geological conditions of the pumping station of the Huang-bei section communication channel of the Shenyang Metro Line 9 are relatively complex. It is located at the junction of the gravel and silty clay layers， and the groundwater level is low but the aquifer is abundant. The communication channel is adjacent to the highway frame bridge and the urban main road， so the ground protection requirements are high. After comparison with various schemes， the main tunnel of the communication channel is reinforced by horizontal grouting. After the second lining of the main tunnel is completed， the lower pump room grouting and other process construction are conducted. The pump house is reinforced with flower tube and deep hole grouting to ensure that the unconfined compressive strength of the soil is 1～1.5MPa， the soil permeability coefficient is ？燮1.0×10-6cm/s， and the excavation construction is carried out after the design requirements of grouting effect are met. The program achieved good results in the pump room excavation process and completed the construction of the communication channel pump room.

關鍵詞：聯絡通道泵房;花管注漿;深孔注漿;止漿墻

Key words： communication channel pumping station;flower tube grouting;deep hole grouting;preventing-grout wall

中圖分類號：U231+.3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）11-0129-03

0 ?引言

沈陽地鐵九號線皇-北區間聯絡通道泵房地質條件較為復雜，位于礫砂與粉質粘土層交界位置，地下水位較低但含水層水量充沛。該聯絡通道緊鄰公路框構橋，地面環境保護要求高，聯絡通道主洞采用水平注漿方式加固，泵房采用花管及深孔注漿方式加固，確保土體無側限抗壓強度為1～1.5MPa，滲透系數？燮1.0×10-6cm/s，如何確保注漿效果達到設計強度及土體滲透系數為本施工重難點，為聯絡通道泵房開挖提供必要的前提條件。

1 ?工程概況

沈陽地鐵九號線皇-北區間聯絡通道及泵房采用暗挖臺階法開挖施工，對應區間里程DK3+150，長度7.76m，埋深17.42m，距公路框構橋水平距離10m，垂直距橋底11.42m。

聯絡通道主洞開挖高度4.65m，進洞加寬段4.1m，標準段3.6m。泵房相對正洞底板加深1.76m，平面尺寸為3.6×5.9m。

2 ?地質水文

本工程聯絡通道至上而下土層主要位于④-8礫砂層、③-1粉質粘土層中，泵房位于礫砂與粉質粘土交界位置，經工前地質探測，泵房位置地質為礫砂與粉質粘土過渡層，土層質地不均勻，局部夾有粉細砂，詳見圖1。

聯絡通道位置地下水類型為孔隙潛水，穩定水位埋深為12～14m，土層透水性較好，地下水主要補給來源及方式為渾河側向補給及大氣降水垂直入滲補給，但在聯絡通道施工階段受相鄰車站及周邊房建基坑降水施工影響，穩定水位埋深為18～19.5m，較勘察報告顯示水位低約4.5m，但由于開挖聯絡通道泵房位置埋深較大，地下量充沛，水壓較大。

3 ?聯絡通道及泵房注漿漿液比選

聯絡通道注漿漿液選擇必須通過地質條件及地下水情況綜合考慮選用哪種注漿材料。本工程通過地勘報告、盾構區間施工、開工前補勘及水位勘測過程中地質水文揭露表明，實際情況與勘查報告基本相符，但在礫砂與粉質粘土層交界處土層質地不均勻，局部夾有粉細砂。地下水位埋深18～19.5m，根據該情況聯絡通道地質水文情況將擬采用三種漿液進行比選：①水泥漿;②水泥水玻璃雙液漿;③水玻璃磷酸化學漿。（表1）

通過三種漿液性能比選及該地層施工經驗，針對本工程地層含水情況確定本工程不同部位采用的注漿方式及配合比如表2。

4 ?聯絡通道泵房注漿方案

4.1 加固范圍及要求

本工程聯絡通道泵房加固采用花管及深孔注漿方式，主要加固范圍為泵房開挖輪廓線以外約1m的土體，目的是在開挖輪廓線以外形成厚度約1m左右的加固體，使土體具有一定強度并滿足抗滲要求，最終滿足泵房開挖施工需要，詳見圖2。

4.2 注漿孔設計及施工工藝

4.2.1 注漿孔設計

聯絡通道泵房四周采用花管注漿，花管采用Φ32無縫鋼管，鋼管管壁設置注漿孔，注漿孔范圍為止漿墻以下至初支下1m之間，注漿孔間距0.3m。坑內注漿采用深孔注漿，注漿范圍為泵房初支以下1m及泵房開挖土體的弱加固，注漿孔間距1m，梅花型布置。詳見圖3。

4.2.2 注漿工藝及施工順序

①止漿墻施工：為保證成孔注漿效果及施工安全，在聯絡通道正洞二襯施工完成后在泵房開挖土體表面設置止漿墻，止漿墻采用0.2m厚C30混凝土內配Φ14雙層鋼筋網片，止漿墻施工為本工程重點，止漿墻質量直接關系到后續注漿施工質量。成孔施工需止漿墻混凝土強度達到設計強度85%后可進行成孔作業，鉆機調整好角度后直接鉆透止漿墻進行作業。

②成孔施工：聯絡通道泵房四周為花管注漿，注漿前需先完成注漿孔施工后將花管插打入孔進行注漿施工。注漿孔間距0.3m，孔徑5cm，成孔施工順序隔一打一。由于聯絡通道主洞二襯施工完成，施工場地狹小，洞內凈高僅為2.75m，寬2.5m，較大設備無法施工，因此工程采用小型坑道鉆機，可滿足該空間施工需要，鉆機鉆桿采用組裝式鉆桿，每節長度1m，考慮外插角等因素成孔深度約4.4m。由于聯絡通道位于富水砂層，在成孔過程中應同時注入化學漿液，防止涌水、涌砂。為防止出水量較大情況發生，在成孔施工前備用5cm直徑單向閥、薄鋼板及膨脹螺栓等，可通過提前在止漿墻上安裝單向閥門方式保證施工安全。如果發生涌水、涌砂可通過閥門直接注入化學漿液并關閉閥門控制涌水、涌砂情況。

③花管及施工：聯絡通道泵房四周花管設置為單排，施工順序為隔一打一，由1～18（先奇數孔后偶數孔），詳見圖4。花管長度插入開挖面以下1m，外插角15度，詳見圖5。花管分為4節，每節1.1m，接頭采用套絲連接。成孔后立即插打入花管，花管與止漿墻之間空隙采用硬質橡膠圈塞緊，并打入直徑4.8cm鋼套管擠緊，防止在注漿過程中產生漏漿、冒漿等情況發生。擠緊鋼套管后進行注漿施工，漿液采用水泥、水玻璃雙液漿，注漿壓力為1～1.5MPa，特殊情況可根據注漿壓力及反漿情況及時調整注漿壓力。

④深孔注漿施工：泵房坑底注漿采用深孔注漿，注漿孔梅花型布置，具體成孔注漿順序按照A～Y字母順序注漿，詳見圖6。間距1m，采用坑道鉆機垂直鉆入泵房開挖面以下1m，成孔過程采用化學漿液止水，鉆進至設計標高后采用后退式注漿法，注入水泥、水玻璃雙液漿，鉆桿提升速度不得過快，控制壓力0.5～1MPa。根據工前探孔顯示泵房位置土層局部含有粉細砂，由于泵房開挖深度較大，為防止土層中粉細砂在開挖過程中穩定性差的情況，在坑底注漿完成后，鉆桿提升至開挖土體過程中仍采用后退式注漿，壓力0.2MPa，將開挖土體中注入少量雙液漿，便于開挖施工中坑內砂土具有良好的直立性和穩定性。

4.3 注漿效果檢測

在泵房止漿墻破除前在開挖輪廓范圍內均勻設置4排檢查孔，每排設置兩個探孔，均采用取芯機抽取土體芯樣，通過試驗測得無側限抗壓強度不得低于1.5MPa，取芯后對探孔進行注漿回填，回填注漿采用同樣深孔注漿方式注漿確保無滲漏，通過試驗結果顯示本次注漿固結土體強度基本滿足設計要求，對開挖范圍內土體鉆孔觀察，未發現有滲水情況，具備了下步開挖條件。

5 ?工程施工要點

①施工前應做好地質情況復查工作，進一步確認地質、水文情況與勘察提供資料一致程度;②注漿前嚴格做好注漿材料的試驗工作，確定注漿材料的配合比，施工中根據實際情況調整材料用量;③嚴格按照設計方案注漿孔的角度及位置施工，確保鉆孔角度無誤，注漿無死角，保證下部開挖過程中無滲漏水情況;④做好止漿墻施工質量并控制好各孔注漿順序、時間、壓力、注漿量等參數，以保證漿液擴散效果;⑤注漿施工過程中加強對止漿墻、聯絡通道主洞、區間正線管片及地面的監測，合理控制注漿壓力，注漿速度，防止因壓力過大，速度過快造成對已完結構破壞及地面隆起等情況的發生。

6 ?結語

本聯絡通道泵房所處地層地質條件及地面環境均較復雜，地下水豐富。聯絡通道泵房開挖面大，開挖深度大，施工難度整體較大，如何做好泵房外圍土體止水工作為本工程重中之重，傳統的區間對向注漿的方式存在較多死角，對泵房開挖安全帶來隱患，本工程采用花管注漿結合常規深孔注漿加固方式不僅有效加固開挖輪廓線以外土體，同時對泵房周圍土體開挖形成新的初期支護作用，更加強了周圍土體的穩定性。本工程在開挖過程中在泵房中下部局部有輕微滲水，經過對局部補漿處理順利完成了泵房的開挖工作，采用該方法較凍結法節約較大成本。通過本次嘗試，證明在該種地質情況下可采用此方法進行施工。

參考文獻：

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