全斷面帷幕注漿技術(shù)在暗挖地鐵隧道施工中的應(yīng)用

劉海濤

（中煤第五建設(shè)有限公司第一工程處，江蘇 徐州 221006）

1 引言

暗挖法是當(dāng)前地鐵隧道項(xiàng)目施工的重要方式，其主要是通過地下開挖、支護(hù)、襯砌等方式，完成隧道地下施工內(nèi)容的一種方法。

2 暗挖地鐵隧道施工中全斷面帷幕注漿的作用

暗挖地鐵隧道施工中，隧道土體開挖會(huì)破壞原來土體結(jié)構(gòu)較為平衡的受力狀態(tài)，這使得土體有塌陷的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)地鐵施工會(huì)影響地下水的通路，此時(shí)地下水會(huì)滲透到隧道當(dāng)中，這不僅對(duì)隧道項(xiàng)目建設(shè)及應(yīng)用造成較大影響，而且容易對(duì)周圍環(huán)境造成較大干擾。新時(shí)期，采用全斷面帷幕注漿方式，能有效地解決這些問題[1]。

3 全斷面帷幕注漿技術(shù)要點(diǎn)

3.1 止?jié){墻施工

隧道項(xiàng)目施工中，一旦超前地質(zhì)預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)出工作面前方有較大水壓，或者圍巖整體較為破碎，則需要進(jìn)行全斷面帷幕注漿施工。使用該技術(shù)前，為確保在最大注漿壓力下，漿液能被注入含水?dāng)鄬樱苊獬霈F(xiàn)承壓水、漿液漏出問題，需要在工作面設(shè)置止?jié){墻，止?jié){墻通常厚2m。止?jié){墻具體施工中，先要進(jìn)行基礎(chǔ)清理，要求將隧道周圍的破碎巖石、浮渣清理干凈，同時(shí)要求底板現(xiàn)出硬底。隨后，需要通過風(fēng)鎬向周圍開挖1.0～1.2m 的溝槽，使其滿足止水墻建設(shè)需要。止?jié){墻澆筑材料多選擇普通硅酸鹽水泥、中砂和粗石子配置的漿料，實(shí)際澆筑中，一旦突水點(diǎn)的位置較小，且對(duì)止?jié){墻體積形成限制時(shí)，需通過架設(shè)鋼筋的方式，增加止?jié){墻的強(qiáng)度。止?jié){墻施工還應(yīng)做好外側(cè)圍巖的加固處理，具體加固范圍需根據(jù)巖體裂隙發(fā)育清理來確定。在完成止?jié){墻澆筑施工中且混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的75%后，開始進(jìn)行全斷面帷幕注漿。

3.2 放樣、鉆孔施工

完成孔位放樣后，需按照放樣要求移動(dòng)鉆機(jī)，準(zhǔn)備進(jìn)行鉆孔施工。鉆孔施工要求包括：（1）為確保鉆孔位置的準(zhǔn)確性，需要確保鉆管的中線線與放樣注漿孔的中心線吻合，并且并確保鉆機(jī)平整、穩(wěn)固，避免出現(xiàn)孔位切斜問題。（2）注漿孔采用濕鉆法進(jìn)行鉆進(jìn)，剛開始鉆進(jìn)時(shí)，要保持低壓力、慢鉆速狀態(tài)，然后根據(jù)巖層地質(zhì)情況，進(jìn)行鉆進(jìn)速度、壓力的調(diào)整。需注意的是，如果鉆孔時(shí)的用水量較多，承壓水壓力較大，則需要以出水口為中心的2～4m 范圍內(nèi)設(shè)置分流孔，分流孔一般保持在1～2 個(gè)，這樣能確保鉆孔施工的安全性。（3）為確保鉆孔施工的質(zhì)量，應(yīng)進(jìn)行鉆孔指標(biāo)參數(shù)的控制，為后期孔口管安裝和注漿施工創(chuàng)造有利條件（見表1）。（4）完成鉆孔后，需要進(jìn)行沖孔施工，除風(fēng)水聯(lián)合沖孔外，導(dǎo)管通入大流量水流，從孔底向孔外沖洗也是沖孔施工的重要形式。但要注意的是，對(duì)于超前注漿孔，則不需要進(jìn)行沖孔施工。完成沖孔后，需通過單點(diǎn)法、簡(jiǎn)單壓水等方式進(jìn)行壓水實(shí)驗(yàn)。

表1 全斷面帷幕注漿施工鉆孔位置

3.3 孔口管安裝

鉆孔深度達(dá)到3m 后開始安裝孔口管。孔口管本身是一端焊有法蘭盤的鋼管，其是注漿施工的基礎(chǔ)性輔助設(shè)備，在空口管上安裝壓力器，不僅能實(shí)現(xiàn)鉆孔水壓的有效監(jiān)測(cè)，而且能計(jì)算實(shí)際的涌水量。在實(shí)際安裝中，孔口管的長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際需要確定，通常其 長(zhǎng)度多保持在2m。要求所有的注漿孔空口都需要安裝空口管。在空口管安裝前，需要先在鋼管上纏繞麻絲，然后通過鉆機(jī)強(qiáng)力推進(jìn)，最后通過膨脹螺栓對(duì)孔口管進(jìn)行加固處理，這樣能避免水壓過大時(shí)孔口管被沖出。

3.4 漿液制備

漿液直接影響著全斷面帷幕注漿的施工質(zhì)量，在漿液配置中，應(yīng)嚴(yán)格按照全斷面帷幕注漿施工的技術(shù)要求，進(jìn)行漿液配比的控制。為確保水泥、緩凝劑、速凝劑等材料添加準(zhǔn)確，需嚴(yán)格稱量所加材料的質(zhì)量，通常水泥、水玻璃的稱量誤差需不超過2%，而外加劑的用量誤差不得超過1%。在加料流程管理中，要求水泥添加前，外加劑已經(jīng)完全溶解。水泥漿料的攪拌時(shí)間需保持在30～180s，配置的漿料需在4h 內(nèi)用完。

3.5 鉆孔注漿

注漿施工是全斷面帷幕注漿技術(shù)應(yīng)用的核心環(huán)節(jié)。現(xiàn)階段，前進(jìn)式分段注漿、后退式注漿是2 種較為常用的方式；前者在巖層破碎地區(qū)應(yīng)用較多，而后者在不良地質(zhì)條件中應(yīng)用較多。注漿施工要點(diǎn)包括：（1）要注意注漿順序的系統(tǒng)把控；通常，施工人員需要按照從外圈向內(nèi)圈注漿的方式進(jìn)行注漿。（2）注意注漿壓力和注漿量的調(diào)整。在注漿過程中，注漿壓力處于持續(xù)上升狀態(tài)，到終壓條件下時(shí)，需穩(wěn)壓注射10min，要求注漿過程中孔涌水量保持在0.2L/min。（3）注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)以定壓定量為主，在注漿效果檢測(cè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)注漿狀況，合理地使用鉆孔檢查法，確保注漿質(zhì)量滿足隧道安全防護(hù)需要，對(duì)于不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的注漿孔，需進(jìn)行再次注漿處理。

4 全斷面帷幕注漿技術(shù)在暗挖地鐵隧道施工項(xiàng)目中的應(yīng)用

4.1 項(xiàng)目概況

某地鐵隧道施工項(xiàng)目采用暗挖施工方式。項(xiàng)目施工中超前預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，存在粗砂、粉質(zhì)黏土、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，隧道拱部位于強(qiáng)風(fēng)化花崗巖及粗砂中，地下水較為豐富。為避免地下水對(duì)項(xiàng)目的干擾，本項(xiàng)目采用全斷面帷幕注漿技術(shù)進(jìn)行隧道止水出來，有效地提升了項(xiàng)目施工效率與質(zhì)量。

4.2 全斷面帷幕注漿技術(shù)的具體應(yīng)用

本項(xiàng)目建設(shè)中，富水?dāng)鄬訋У膸r體破碎，同時(shí)砂層黏聚力較弱，這使得隧道施工中滲水問題明顯，容易引起塌方、掉塊問題。采用全斷面帷幕注漿技術(shù)進(jìn)行處理，施工人員嚴(yán)格按照施工準(zhǔn)備、止?jié){墻施工、鉆孔放樣、鉆孔沖孔、壓水實(shí)驗(yàn)、安裝孔口管、漿液配置、注漿、質(zhì)量檢查的要求進(jìn)行項(xiàng)目施工。并且在施工中，注重鉆孔及注漿環(huán)節(jié)的管理，如在鉆孔中，將漿液擴(kuò)散半徑1.5m 作為鉆孔布置的基本原則，要求鉆桿1 次鉆進(jìn)1～3m。注漿施工中，采用前進(jìn)式分段注漿工藝，然后在考慮滲透半徑、注漿厚度、土體空隙率等參數(shù)的基礎(chǔ)上，分析有效灌注系數(shù)和損失系數(shù)，實(shí)現(xiàn)單孔注漿的控制，滿足項(xiàng)目防水需要。完成施工后，對(duì)全斷面帷幕注漿整體情況進(jìn)行檢驗(yàn)，項(xiàng)目施工質(zhì)量良好，滿足隧道加固、防水需要。

5 結(jié)語

全斷面帷幕注漿施工對(duì)于暗挖地鐵隧道項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量具有深刻影響。人們只有充分認(rèn)識(shí)該技術(shù)在地下項(xiàng)目建設(shè)中的作用，然后注重技術(shù)應(yīng)用各環(huán)節(jié)要點(diǎn)的把控，這樣才能提升全斷面帷幕注漿技術(shù)的應(yīng)用水平，確保其加固及止水職能的發(fā)揮，繼而促進(jìn)暗挖地鐵隧道工程的有序發(fā)展。