緊鄰地鐵復(fù)雜條件下構(gòu)造破碎帶基巖灌漿施工技術(shù)的研究與應(yīng)用

曹亦斌梁 森李松晏陳 銳尹志強(qiáng)

1. 中建四局第一建筑工程有限公司 廣東 廣州 510800；2. 中國建筑第四工程局有限公司 廣東 廣州 510000

1 研究思路

鄰近地鐵超深基坑底部基巖破碎帶灌漿施工有著諸多的缺陷和技術(shù)難題。本文通過理論分析與工程案例實踐相結(jié)合，對基巖破碎帶灌漿施工技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新研究。

1）通過走訪調(diào)研、查閱標(biāo)準(zhǔn)和地方規(guī)范以及SCI、EI、核心期刊等資料文獻(xiàn)，研究國內(nèi)外現(xiàn)狀，了解超深基坑緊鄰地鐵復(fù)雜條件下基巖破碎帶灌漿施工工藝的技術(shù)現(xiàn)狀。

2）通過對壓水試驗檢測報告以及現(xiàn)場施工過程的研究分析，結(jié)合目前項目施工現(xiàn)場地質(zhì)條件，提出一種針對超深基坑緊鄰地鐵復(fù)雜條件下基巖破碎帶灌漿施工的創(chuàng)新技術(shù)，可為同類施工條件的工程提供指導(dǎo)。

2 研究內(nèi)容

1）本施工技術(shù)以“一次成孔法”原則進(jìn)行灌漿孔鉆進(jìn)成孔。基坑上部開挖土層使用套管直徑為127 mm的跟管鉆機(jī)進(jìn)行灌漿孔成孔。當(dāng)跟管鉆機(jī)鉆至中風(fēng)化巖層時，更換鉆機(jī)，使用地質(zhì)鉆鉆進(jìn)。基坑底以下10 m位置為成孔最終深度。終孔驗收后再進(jìn)行基巖灌漿。以分段灌漿為原則，基巖破碎帶下部完整基巖自下而上采用水泥漿灌漿?；鶐r構(gòu)造破碎帶灌漿孔相鄰孔采用水玻璃＋水泥漿交替式雙液灌漿[1-2]。

2）采用花管雙液灌漿，完成從完整基巖面至基坑坑底標(biāo)高范圍的灌漿?；ü苈裨O(shè)位置為從完整基巖面至基坑坑底標(biāo)高。施工時，直徑127 mm的跟管內(nèi)預(yù)放直徑50 mm的花管，直徑50 mm的實壁套管接至地面注漿孔，上拔直徑127 mm跟管出灌漿孔并對實壁套管進(jìn)行水泥漿預(yù)埋，通過預(yù)放的直徑50 mm注漿花管進(jìn)行灌漿，有效地解決了漿液注入量小、難以滿足構(gòu)造破碎帶裂隙較大的巖層吸漿量的問題，極大地提高了基坑底水平帷幕灌漿的質(zhì)量。

3）采用可調(diào)節(jié)式帷幕灌漿壓力釋放孔及時排氣，嚴(yán)格控制基巖灌漿施工過程的注漿壓力，有效地減少對地鐵一側(cè)土體抬動變形的影響。同時，采用基巖注漿抬動監(jiān)測技術(shù)自動監(jiān)測地鐵一側(cè)土體抬動情況。

4）將全自動全天候地鐵隧道監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用于構(gòu)造破碎帶基巖灌漿施工，監(jiān)測地鐵隧道結(jié)構(gòu)設(shè)施絕對沉降量及水平位移，將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至智慧建造平臺以及移動客戶端，以方便實時查詢變形。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常情況或超預(yù)警值時，及時調(diào)整灌漿壓力值，有效地解決了地鐵絕對沉降量及水平位移變形需控制在10 mm以內(nèi)的難題。

3 施工流程及要點

3.1施工工藝流程

構(gòu)造破碎帶下部基巖分段注漿→預(yù)放φ89 mm注漿花管→φ89 mm注漿花管接實壁套管至孔口→構(gòu)造破碎帶雙液交替注漿（水玻璃注漿、水泥漿注漿）→間歇保壓30 min→注漿壓力釋放

3.2施工要點

3.2.1 破碎帶下部分段鉆孔灌漿

基坑底部巖面灌漿孔以下采用無套管QYS-1型鉆機(jī)鉆進(jìn)，基坑底部巖面水平帷幕灌漿孔以上采用直徑127 mm全套管鉆機(jī)鉆進(jìn)。灌漿孔鉆至設(shè)計標(biāo)高后，檢查孔底沉積厚度≤200 mm，然后分別進(jìn)行裂隙沖洗和壓水試驗。巖石裂隙分段沖洗時，首段選用最大灌漿壓力的80%，第2段以下采用1 MPa，沖洗時使用大流量清水，敞開孔口進(jìn)行沖洗，確保每一段灌漿段沖洗干凈至回水清凈為止。壓水試驗開始前，孔口管下放止水塞至灌漿段，每壓完一段提一次壓水鉆桿及止水塞，止水塞氣密性應(yīng)保持良好，不得漏水，試驗壓力跟沖洗壓力相同?；拥撞繕?gòu)造破碎帶下部基巖由下至上采用水泥漿按5.0 m分段注漿到基巖面。同時，保持灌漿段最大壓力值，注入速率≤1 L/min后，穩(wěn)壓灌注持續(xù)0.5 h后停止注漿。

3.2.2 下放灌漿花管

基坑底部構(gòu)造破碎帶完整基巖由下至上分段灌漿后，由地質(zhì)鉆機(jī)下放直徑50 mm灌漿花管，用麻繩將灌漿花管堵孔封閉，直徑50 mm實壁套管接至地面灌漿孔，上拔跟管，并對直徑50 mm預(yù)放套管進(jìn)行水泥漿預(yù)埋。

3.2.3 破碎帶灌漿方式

灌漿前，孔口管下放止水塞至注漿段上部并加壓，使氣囊膨脹，確保灌漿封孔的密閉性，檢查無誤后開始進(jìn)行灌漿。采用相鄰注漿孔交叉同步進(jìn)行水泥漿＋水玻璃雙液注漿。根據(jù)灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)停止灌漿。

3.2.4 灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

在灌漿最大設(shè)計壓力3 MPa下，注入速率≤1 L/min后，注漿間歇保壓≥0.5 h，可使注漿漿液充滿巖層裂隙，保證基巖灌漿止水效果。同時，根據(jù)土體抬動監(jiān)測變形值，實時調(diào)整構(gòu)造破碎帶基巖灌漿的最大灌漿壓力值。

3.2.5 灌漿抬動監(jiān)測

基坑北側(cè)緊鄰地鐵隧道，在基巖破碎帶灌漿過程中，采用基巖灌漿抬動監(jiān)測技術(shù)實時對地鐵隧道結(jié)構(gòu)絕對沉降及水平位移、軌道與軌道相對變形、地層抬動、孔壓等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，并匯總分析監(jiān)測結(jié)果，指導(dǎo)現(xiàn)場灌漿施工。

在灌漿過程中，在采用基巖灌漿抬動監(jiān)測技術(shù)監(jiān)測地鐵一側(cè)土體抬動情況的同時，采用全自動全天候地鐵隧道監(jiān)測技術(shù)對地鐵結(jié)構(gòu)絕對沉降量及水平位移進(jìn)行監(jiān)測，實現(xiàn)了自動監(jiān)測、自動報警的功能。同時，所有監(jiān)測數(shù)據(jù)可在智慧建造平臺網(wǎng)頁端及客戶端實時查詢，達(dá)到了監(jiān)測全過程智能化，節(jié)省了勞動力，起到了降本增效的效果，有效解決了地鐵隧道變形需控制在10 mm內(nèi)的難題。

4 效益分析

4.1社會效益

緊鄰地鐵復(fù)雜條件下構(gòu)造破碎帶灌漿施工技術(shù)有效地解決了基巖灌漿技術(shù)難題，較傳統(tǒng)方法簡單高效，保證了基巖水平帷幕灌后的止水效果以及地鐵隧道的安全。

4.2經(jīng)濟(jì)效益

緊鄰地鐵復(fù)雜條件下構(gòu)造破碎帶基巖灌漿采用水玻璃＋水泥漿雙灌漿孔同步交叉式灌漿，工藝簡單高效，有效避免了串孔、水泥漿流失嚴(yán)重、冒漿等問題，節(jié)約了工期，達(dá)到了降本增效的目的。以深圳市恒大中心基坑項目為例，其基坑深度42.35 m，基坑支護(hù)距離地鐵最近僅3 m，基坑底部有1條橫跨東西方向的構(gòu)造破碎帶?；踊鶐r灌漿孔數(shù)496個，平均10 m/孔，灌漿共4 960 m。采用本施工方法，減少了停漿待凝次數(shù)，平均節(jié)約4 d/孔，8臺地質(zhì)鉆機(jī)交叉作業(yè)，共節(jié)約78 d工期，節(jié)省成本468萬元。

5 結(jié)語

深圳恒大中心項目采用了緊鄰地鐵基巖注漿施工技術(shù)，有效地解決了單一水泥漿灌漿料灌漿效果有限，灌漿根管管徑小，灌漿漿液流失嚴(yán)重、易串孔，且未與地鐵隧道監(jiān)測技術(shù)結(jié)合等缺陷，同時，有效地保證了地鐵隧道的安全，節(jié)省了成本，為類似緊鄰地鐵超深基坑構(gòu)造破碎帶基巖注漿施工提供了施工經(jīng)驗，具有廣泛的應(yīng)用前景。