緊鄰地鐵復雜條件下構造破碎帶基巖灌漿施工技術的研究與應用

曹亦斌梁 森李松晏陳 銳尹志強

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難題。本文通過理論分析與工程案例實踐相結合，對基巖破碎帶灌漿施工技術進行創新研究。

1）通過走訪調研、查閱標準和地方規范以及SCI、EI、核心期刊等資料文獻，研究國內外現狀，了解超深基坑緊鄰地鐵復雜條件下基巖破碎帶灌漿施工工藝的技術現狀。

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

2 研究內容

1）本施工技術以“一次成孔法”原則進行灌漿孔鉆進成孔。基坑上部開挖土層使用套管直徑為127 mm的跟管鉆機進行灌漿孔成孔。當跟管鉆機鉆至中風化巖層時，更換鉆機，使用地質鉆鉆進。基坑底以下10 m位置為成孔最終深度。終孔驗收后再進行基巖灌漿。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。基巖構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高范圍的灌漿。花管埋設位置為從完整基巖面至基坑坑底標高。施工時，直徑127 mm的跟管內預放直徑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行水泥漿預埋，通過預放的直徑50 mm注漿花管進行灌漿，有效地解決了漿液注入量小、難以滿足構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量。

3）采用可調節式帷幕灌漿壓力釋放孔及時排氣，嚴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土體抬動變形的影響。同時，采用基巖注漿抬動監測技術自動監測地鐵一側土體抬動情況。

4）將全自動全天候地鐵隧道監測技術應用于構造破碎帶基巖灌漿施工，監測地鐵隧道結構設施絕對沉降量及水平位移，將監測數據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。當監測數據出現異常情況或超預警值時，及時調整灌漿壓力值，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以內的難題。

3 施工流程及要點

3.1施工工藝流程

構造破碎帶下部基巖分段注漿→預放φ89 mm注漿花管→φ89 mm注漿花管接實壁套管至孔口→構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型鉆機鉆進，基坑底部巖面水平帷幕灌漿孔以上采用直徑127 mm全套管鉆機鉆進。灌漿孔鉆至設計標高后，檢查孔底沉積厚度≤200 mm，然后分別進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，止水塞氣密性應保持良好，不得漏水，試驗壓力跟沖洗壓力相同。基坑底部構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，穩壓灌注持續0.5 h后停止注漿。

3.2.2 下放灌漿花管

基坑底部構造破碎帶完整基巖由下至上分段灌漿后，由地質鉆機下放直徑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預放套管進行水泥漿預埋。

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，檢查無誤后開始進行灌漿。采用相鄰注漿孔交叉同步進行水泥漿＋水玻璃雙液注漿。根據灌漿結束標準停止灌漿。

3.2.4 灌漿結束標準

在灌漿最大設計壓力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，根據土體抬動監測變形值，實時調整構造破碎帶基巖灌漿的最大灌漿壓力值。

3.2.5 灌漿抬動監測

基坑北側緊鄰地鐵隧道，在基巖破碎帶灌漿過程中，采用基巖灌漿抬動監測技術實時對地鐵隧道結構絕對沉降及水平位移、軌道與軌道相對變形、地層抬動、孔壓等參數進行監測，并匯總分析監測結果，指導現場灌漿施工。

在灌漿過程中，在采用基巖灌漿抬動監測技術監測地鐵一側土體抬動情況的同時，采用全自動全天候地鐵隧道監測技術對地鐵結構絕對沉降量及水平位移進行監測，實現了自動監測、自動報警的功能。同時，所有監測數據可在智慧建造平臺網頁端及客戶端實時查詢，達到了監測全過程智能化，節省了勞動力，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內的難題。

4 效益分析

4.1社會效益

緊鄰地鐵復雜條件下構造破碎帶灌漿施工技術有效地解決了基巖灌漿技術難題，較傳統方法簡單高效，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經濟效益

緊鄰地鐵復雜條件下構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、水泥漿流失嚴重、冒漿等問題，節約了工期，達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，基坑支護距離地鐵最近僅3 m，基坑底部有1條橫跨東西方向的構造破碎帶。基坑基巖灌漿孔數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，平均節約4 d/孔，8臺地質鉆機交叉作業，共節約78 d工期，節省成本468萬元。

5 結語

深圳恒大中心項目采用了緊鄰地鐵基巖注漿施工技術，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，灌漿漿液流失嚴重、易串孔，且未與地鐵隧道監測技術結合等缺陷，同時，有效地保證了地鐵隧道的安全，節省了成本，為類似緊鄰地鐵超深基坑構造破碎帶基巖注漿施工提供了施工經驗，具有廣泛的應用前景。