盾構區間隧道上浮整治措施

王理人，余 健

（杭州杭港地鐵五號線有限公司，浙江 杭州 310023）

1 工程概況

金星站—綠汀路站盾構區間呈東西走向布設，出金星站正交下穿東西大道，沿規劃文二西路下穿上倉路到工作井，出工作井后與杭臨線并行進入綠汀路站。2019-10-06 對金綠區間初始值進行了采集，2021-07-17 對綠中區間進行了第一次隧道沉降監測，在監測中發現金綠區間左線690 環—720 環處監測數據變化較大，累計最大值為33.35 mm（即隧道管片上浮33.35 mm），位于710 環處，其他位置監測數據正常。隨后地鐵運營監測單位加強監測頻率，2021-11-02對金綠區間上浮段進行了第二次隧道監測，單次變化上浮2.96 mm，累計最大值36.31 mm，位于710 環處。

1.1 地層描述

根據工程地質條件可知，場地內主要土層分布不穩定，厚度、層面起伏變化大，盾構底板大部分區域從上至下依次是①2 素填土、?1 含礫粉質黏土、?b-1全風化泥質粉砂巖、?b-2 強風化泥質粉砂巖[1]、?b-3中風化泥質粉砂巖，隧道范圍內地層全部是?b-3 中風化泥質粉砂巖。

1.2 原因分析

在收到地鐵運營單位給的監測數據后，去現場查看，發現上浮段管片無破損、無明顯滲漏水現象，并委托上海申豐地質新技術應用研究所對上浮段隧道內（1、11、12 點位）拱頂進行了雷達探測，發現在705環—715 環管片12 點位背后0.35～0.57 m 左右存在松散、局部脫空區域，由于地下水豐富，可能管片背后注漿存在不飽滿現象，造成隧道上方承壓水流失，導致管片上浮。

2 上浮整治施工方案

2.1 方案選擇

為確保運營隧道不再上浮，經討論決定對運營隧道上浮段采用頂部進行注漿，注漿方式可以采用地表和洞內2 種注漿方案。由于地鐵5 號線已經全線開通運營，洞內注漿方案存在作業時間長、施工效率低的問題；而地面注漿方案雖然作業條件較好，但施工精準度對施工工藝控制水平要求極高，且隧道上浮段位于中風化地層，鉆孔地層中的強風化和中風化地層較多，鉆孔難度大，地面注漿鉆孔也很難精準到達管片和圍巖之間的填充層及脫空區域，風險較大，經過多次討論后，最終選擇采用對3、9 點位以上部位進行洞內注漿的方案。

2.2 注漿材料的選擇

本次注漿主要目的是控制隧道變形趨勢，防止隧道上浮超出可控范圍，影響列車運營，并盡量恢復隧道姿態至原始值或確保隧道不再上浮，保證運營的安全。考慮到注漿對第二天列車運營的影響，本次注漿分2 個階段進行：第一階段注入雙液漿控制隧道上浮；第二階段是待整段上浮段隧道拱頂完成采用瞬凝雙液漿注漿，隧道上浮控制后注入單液漿進行充填，長效牢固管片。通過管片壁后注漿，迫使孔隙內的部分或大部分水和空氣排出，使水泥漿液充填壁后孔隙，達到穩固隧道的目的，從而阻止盾構隧道上浮。因此注漿材料選用水玻璃和P.O 42.5 袋裝水泥。

2.3 工藝流程

注漿工藝流程如圖1 所示。

圖1 注漿工藝流程圖

2.4 泄壓孔和注漿孔的選擇

注漿過程中，隧道內泄壓孔應設在管片3、9 點位，控制隧道壁后液面不超過3、9 點位，由于3 點位處管線較多，7 點位在疏散平臺下方，且有水管，為避開既有管線，泄壓孔設在管片4、8、9 點位（根據現場實際情況調整），注漿前應先將安裝單向逆止閥后的泄壓孔打開，對泄壓孔進行控制性限量放水泄壓。

每環的注漿孔優先選取1、11 點位對稱注入，特殊情況可選用4、8、9 點位（泄壓孔）。注漿時，管片左右兩側孔位對稱注入，通過控制注漿機的注漿壓力、監測實時反饋的信息來維持壁后兩側壓力平穩，漿液均勻上升。注漿過程中，嚴格控制注漿壓力，待泄壓孔流出濃漿為止。

2.5 注漿參數

為使注漿體盡快發揮作用，注入雙液漿的配比要結合現場實際情況，并結合注漿目的和注漿條件確定，若漿液配比不對，會導致注漿失敗。根據水泥和水玻璃性能來確定雙液漿配比。注雙液漿的水泥漿水灰比為1∶1，水玻璃加量50%～100%。水玻璃的用量由注漿中需要漿液初凝的時間確定（一般初凝時間控制在20～30 s），在注漿前要現場做試驗，對雙液型漿液的早期強度也有一定的要求，盡量快速凝固，規定1 h后的單軸抗壓強度為0.1 MPa 左右。

2.6 注漿壓力

注漿壓力是注漿施工主要的控制指標，管片背后注漿主要考慮上面覆土厚度及管片的最大承受力，結合建設期盾構掘進中二次注漿的經驗值，本次注漿壓力為0.2～0.3 MPa（根據現場試驗后的實際情況進行調整），且注漿壓力不能使管片出現破損及錯臺，注漿流量控制在5～30 L/min 之間。

2.7 施工方法

在注漿前選擇1、11 點位安裝上注漿單向逆止閥后，底部上泄壓孔安裝流量表，在逆止閥內用電錘鉆穿該孔位后的保護層，接上三通及水泥漿管和水玻璃管，打開上游的泄壓孔適量泄壓（通過監測數據反饋沉降情況，根據實際情況進行泄壓）后關閉泄壓孔，泄壓孔的排水量與注漿量大致相同。

注雙液漿時先注入純水泥漿液1 min 后，打開水玻璃閥進行混合注入，終孔時應加大水玻璃的濃度。在一個注漿孔等待5～10 min 后將注漿頭打開疏通查看注入效果，如果水很大，應再次注入，至沒有水流出時可終孔。終孔后拆除注漿頭并用雙快水泥砂漿對注漿孔進行封堵，安裝上鋼制悶蓋后進行下一個孔位的施工。

2.8 注漿注意事項

注漿注意事項如下：①在注漿前應查看管片情況，并在注漿過程中進行跟蹤觀察，如有異常情況應立即停止注漿，并及時向主管部門進行匯報；②在注入過程中應嚴密監視壓力情況，控制注漿壓力，使其在設計范圍之內；③在注漿過程中出現壓力過高但注入效果不明顯的情況時，應檢查注漿泵及注漿管路是否有堵管現象，如有堵塞應立即進行清理；④在注漿過程中出現任何的停機現象時均應對注漿泵及注漿管路進行清洗，在注漿完結后應做到“工完料凈”，對所有的機具均應清理干凈并歸于原處；⑤在注漿前應將卸壓孔的球閥打開并帶上流量表，對卸壓孔進行控制性限量放水泄壓，在拱頂兩側注漿孔注漿時觀察卸壓孔的情況，直至濃漿流出再關閉注漿頭。

3 監測情況

3.1 監測內容

確保隧道施工安全，根據現場實際情況，考慮現場管線的影響，在綠中區間左線660 環—750 環上浮段區域每隔5 環布設一組隧道監測斷面，本次監測設置內容為隧道結構拱底沉降監測、隧道結構收斂監測。

3.2 監測點的布設

3.2.1 隧道結構拱底沉降監測

監測目的：了解在隧道注漿施工過程中，隧道自身變形情況。

測點埋設：在綠中區間左線660 環—750 環上浮段區域影響范圍內布設管片拱底沉降監測點，每隔5 環布設一個監測點。在道床中心位置處，采用水準釘鉆孔布設，作為隧道道床沉降監測點。

3.2.2 隧道結構收斂監測

監測目的：了解注漿施工中隧道自身變形情況。

測點埋設：隧道橫向凈空收斂監測點，同沉降監測點對應布設。

在綠中區間左線660 環—750 環上浮段區域影響范圍內布設隧道橫向凈空收斂監測點，每隔5 環布設一個監測點。左線隧道凈空收斂編號為GGJH-L-n（n代表管片環號）。

3.3 監測頻率

監測頻率必須按照相關規范及設計要求執行，監測測量的周期按照測點變形達到相對穩定的時間確定，由于注漿時間為01：00—04：00，考慮注漿后達到一定的強度需要的時間，具體監測頻率如表1 所示。

表1 監測頻率表

控制值按照設計圖紙，根據GB 50911—2013《城市軌道交通工程監測技術規范》執行標準，本工程監測控制值如表2 所示。

表2 盾構區間監測控制值匯總表

4 應急措施

4.1 觸電救援措施

發生觸電事故應立即切斷或用干燥的木棒或絕緣物挑開身上的電源，關閉電源開關。觸電人脫離電源后，應立即將其抬到新鮮風流處，平放，并解開衣褲，進行人工呼吸和心臟擠壓法急救。

4.2 火災救援措施

火災救援措施如下：①準備備用發電機和應急照明等，以便臨時停電或突發事件發生時使用。②場地內一旦發生火災后，正確確定火源位置及火熱大小，迅速啟動報警系統，向外發出報警信號，及時利用現場消防器材滅火，控制火勢大小。如火勢不能撲滅，應及時向當地公安消防機關報警，尋求幫助。③組織人員迅速撤離危險地段，采用不燃材料封堵橫洞，隔離火源，為人員疏散和消防補救提供保護，同時控制火勢蔓延以及煙氣的擴散。

4.3 涌水涌砂風險

在管片注漿單向逆止閥安裝完成，電錘鉆穿該孔位后的保護層后可能會引起涌水、涌砂等噴涌事故。施工中主要采取以下措施確保質量和安全：①在電鉆鉆孔前，通過嚴格的施工控制以及仔細檢查附近管片是否存在濕漬、滴漏等現象來選擇在哪一環管片鉆孔。優先選擇上浮段無濕漬和滴漏的管片進行開孔，若上浮段處全部是濕漬或滴漏，則沿隧道上坡段選擇距離上浮段最近的管片進行開孔。②根據涌水的混濁程度和顏色等判斷水土的流失是否引起別處的地表過度沉降。安排專人在地面對應位置進行巡邏檢查，監測進行加密，有可疑情況及時上報。③安排經驗豐富的專業注漿搶險人員在電鉆鉆孔過程中全天候值守，對發生的噴涌事故及時處理。噴涌時及時關上球閥，接上三通及水泥漿管和水玻璃管，立即注入雙液漿，雙液漿的注漿量根據噴涌的大小而定。

5 結束語

通過采用上述措施，在金星站—綠汀路站區間隧道6 9 0 環—7 2 0 環整治過程中，上浮速率小于0.04 mm/d，區段上浮情況得到遏制，未發生涌水涌砂等應急事故，注漿整治過程整體平穩，區間隧道結構整體穩定，保證了運營隧道的正常運行，達到了整治效果，以期望為同類工程的建設提供借鑒。