應(yīng)用再注檢驗(yàn)法檢驗(yàn)初支背后回填注漿效果的探討

張慶

(中鐵十二局集團(tuán)有限公司 第二工程有限公司，山西 太原 030024)

應(yīng)用再注檢驗(yàn)法檢驗(yàn)初支背后回填注漿效果的探討

張慶

(中鐵十二局集團(tuán)有限公司 第二工程有限公司，山西 太原 030024)

再注檢驗(yàn)法是一種新型的簡便易行、成本低廉的初支背后回填注漿效果檢驗(yàn)方法，它不需要專業(yè)人員，無需特殊的儀器設(shè)備，利用現(xiàn)場設(shè)備就能夠進(jìn)行回填注漿效果的檢驗(yàn)。在北京地鐵玉淵潭東門站主體導(dǎo)洞施工中，運(yùn)用再注檢驗(yàn)法進(jìn)行初支背后回填注漿效果檢驗(yàn)試驗(yàn)，經(jīng)過統(tǒng)計分析，得出一組檢驗(yàn)控制指標(biāo)，并在導(dǎo)洞的后續(xù)施工中進(jìn)行了驗(yàn)證，效果良好。

回填注漿 效果檢驗(yàn) 再注檢驗(yàn)法 暗挖地鐵 砂卵石地層

初支背后回填注漿是填充初支背后孔隙的一種有效方法，目前注漿效果檢測的手段和方法眾多，但在現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用上還存在一定的局限和不便性，仍是注漿施工技術(shù)中的一個薄弱環(huán)節(jié)。薛翊國等［1］采用 P－Q－t曲線法、物探法、檢查孔法與數(shù)字?jǐn)z像法綜合檢驗(yàn)注漿效果，效果良好。胡挺［2］介紹了聲波檢測法和鉆孔變形試驗(yàn)，以及電磁波CT成像技術(shù)、電磁波、彈性波等注漿效果檢測技術(shù)。張民慶等［3］結(jié)合P－Q－t曲線分析法、鉆孔出水分析法、注漿量分析法、檢查孔出水量測定、檢查孔穩(wěn)定分析等檢查評定方法進(jìn)行注漿效果評價。崔玖江等［4］簡要介紹了利用注漿前后的地層滲透系數(shù)、N值、土樣的物理參數(shù)，地層電阻率等判定注漿抗?jié)B加固效果的方法，以及染色劑判別和室內(nèi)試驗(yàn)法。付海軍［5］對數(shù)字鉆孔攝像技術(shù)在海底隧道含水構(gòu)造注漿效果檢驗(yàn)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。劉嘉等［6］應(yīng)用瞬變電磁與地質(zhì)雷達(dá)檢驗(yàn)注漿效果。羅健［7］基于探地雷達(dá)對缺陷巖體注漿效果進(jìn)行試驗(yàn)研究。馬文濤等［8］應(yīng)用高密度電法檢測路基巖溶注漿效果。蔣輝等［9］應(yīng)用地震散射方法對注漿效果進(jìn)行檢測。文獻(xiàn)［10］提到分析法和直觀檢查法。以上專家學(xué)者提出諸多注漿效果檢驗(yàn)方法，但是多數(shù)方法都需要采用專門設(shè)備，配備專業(yè)人員，檢測時間長、成本高、效率慢、數(shù)據(jù)量大，對于循環(huán)多、施工頻繁的初支背后回填注漿效果的檢驗(yàn)不太實(shí)用。本文基于施工一線實(shí)際情況，就地取材，不增人員，不加設(shè)備，提出一種簡單易行，成本低、效率高、速度快的回填注漿效果檢驗(yàn)方法——再注檢驗(yàn)法，并進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)研究，探索一組科學(xué)合理的注漿量和注漿壓力指標(biāo)，作為注漿效果的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和判斷依據(jù)。

1 工程概況

車站位于月壇南街與三里河路T字交叉路口處，跨月壇南街南北向布置在三里河路下方。車站為雙層三跨暗挖地下島式車站，主體采用PBA暗挖法施工，總長256.6 m，總寬21.2 m，島式站臺寬12 m，底板埋深27.86 m，拱頂覆土約11.31 m。PBA工法導(dǎo)洞剖面見圖1。

圖1 PBA工法導(dǎo)洞剖面(單位:mm)

車站穿越的地層主要有卵石⑤層、粉質(zhì)黏土⑥、卵石⑦層、卵石⑨層、強(qiáng)風(fēng)化礫巖○13層、強(qiáng)風(fēng)化泥巖○131層，其中拱頂為卵石⑤層，拱部導(dǎo)洞開挖范圍內(nèi)存在粉細(xì)砂③3層，厚度約50 cm。車站所處地層存在一層層間水，水位埋深19.80～20.80 m，含水層主要為卵石層，上層導(dǎo)洞位于地下水位以上。

2 回填注漿試驗(yàn)段施工

2.1 回填注漿參數(shù)

初期支護(hù)完成后應(yīng)該及時進(jìn)行回填注漿，填充初支背后空隙，控制拱頂沉降，確保地面及管線安全。初支背后回填注漿設(shè)計參數(shù):回填注漿管沿隧道拱部設(shè)置，環(huán)向間距為2 m，沿導(dǎo)洞軸線縱向間距為3 m，梅花形布置，確保頂部有1根注漿管。注漿深度為初支背后0.5 m，注漿管長0.9 m。注漿材料為1∶1單液水泥漿。

2.2 試驗(yàn)段選取及施工

按照試驗(yàn)設(shè)計要求選取連續(xù)的4個回填注漿循環(huán)段進(jìn)行試驗(yàn)，其中前兩段為正常施工監(jiān)控的注漿段，后兩段為安排專人全過程旁站的注漿段，回填注漿施工完成后在正常段及專人監(jiān)控段每段選取一個孔位進(jìn)行回填檢驗(yàn)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的總結(jié)分析，尋求定量檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。

選擇車站主體的①號導(dǎo)洞進(jìn)行回填注漿試驗(yàn)。回填注漿管縱向布置1環(huán)/3 m，在導(dǎo)洞縱向選取連續(xù)4個回填注漿循環(huán)段(12 m)為一個注漿試驗(yàn)段，試驗(yàn)段注漿孔布置見圖2。回填注漿試驗(yàn)段要求距離開挖面下臺階初期支護(hù)封閉成環(huán)處15 m，以確保此處地層已基本穩(wěn)定。正常施工段為圖中第Ⅰ循環(huán)和第Ⅱ循環(huán)。專人全程監(jiān)控注漿段為第Ⅲ循環(huán)和第Ⅳ循環(huán)。

圖2 回填注漿孔布置(單位:mm)

2.3 回填注漿施工

注漿施工流程:搭設(shè)注漿平臺→在拱部定孔位→鉆孔→安裝注漿管→用堵水密封材料密封管周縫隙→連接注漿管→開機(jī)注水檢查管路及縫隙是否漏水→開始注漿→注水泥水玻璃雙液漿固結(jié)封口→注水泥漿回填背后空隙→觀察拱部漿液擴(kuò)散情況，綜合考慮注漿壓力及注漿量，判斷是否停止注漿→再次注入水泥水玻璃封口→注水清洗管路→注漿完畢。

施工要素配置:白晚兩班，每班5人;YT-28型風(fēng)鉆、YSB-60/5型雙液注漿泵、φ25輸漿膠管、Q11SA-16Dg-25型閘閥、壓力表(0～4 MPa)、自制儲漿桶、配漿桶、孔口封閉器。

專人全程監(jiān)控注漿段為里程K7+832—K7+835，第Ⅲ、第Ⅳ兩個循環(huán)的回填注漿:在里程K7+832拱部布設(shè)了Ⅲ-2，Ⅲ-3，Ⅲ-4共3個孔，分別注入水泥漿0.225 m3，0.750 m3，1.125 m3，合計2.1 m3;在里程K7 +835拱部布設(shè)了Ⅳ-2，Ⅳ-3，Ⅳ-4共3個孔，分別注入水泥漿1.35 m3，1.35 m3，0.16 m3，合計2.86 m3。其中里程K7+832的Ⅲ-2，Ⅲ-4號孔采用低擋(低速)注漿，其余注漿孔位采用中檔壓注。

正常施工段(里程K7+823—K7+826)，在K7+ 823，K7+826處拱部分別設(shè)置3個注漿管，兩處水泥漿注入量分別為2.62 m3，2.02 m3。

一般情況下，第一個進(jìn)行注漿的孔可注入相對較多的漿液，而后續(xù)注漿孔的注漿量會有所下降，壓力上升明顯且較快。可見前孔注完后，初支背后的空隙已經(jīng)有一部分得到了填充，相對而言后續(xù)空隙減少，注漿量也減少。

3 再注檢驗(yàn)法試驗(yàn)

3.1 再注檢驗(yàn)法施工

再注檢驗(yàn)法就是在已經(jīng)進(jìn)行過回填注漿并充分凝固的注漿段進(jìn)行再次回填注漿，通過第二次注漿的注漿量和注漿壓力數(shù)據(jù)綜合判斷第一次回填注漿效果是否滿足要求的方法。本次選取了4個孔位進(jìn)行試驗(yàn)，分別在回填注漿兩循環(huán)段中部和邊部選取一點(diǎn)進(jìn)行再注漿檢驗(yàn)。檢驗(yàn)孔布置見圖3。

圖3 檢驗(yàn)孔布置示意(單位:mm)

檢驗(yàn)步驟同前面所述的回填注漿施工工序，主要詳細(xì)監(jiān)測注漿過程，依據(jù)注漿量和注漿壓力綜合判定注漿效果的質(zhì)量好壞。

3.2 再注檢驗(yàn)法實(shí)施效果分析

JYK-1的P－Q－t曲線見圖4(a)。可以看出，開始由于注漿壓力不穩(wěn)定，低壓1 MPa，高壓4 MPa，之后高壓有所下降，低壓較為穩(wěn)定變幅不大，最后低壓增加至2 MPa，高壓又回至4 MPa，此時注漿量已經(jīng)達(dá)到了0.3 m3。

JYK-2的P－Q－t曲線見圖4(b)。高壓低壓均波動式上升，當(dāng)注漿量達(dá)到0.3 m3時，注漿壓力在2.0～3.6 MPa之間波動，在1.5，2 MPa時有短暫持壓現(xiàn)象。

JYK-3的P－Q－t曲線見圖4(c)。開始注漿壓力迅速升高，低壓達(dá)2.5 MPa，高壓達(dá)3.5 MPa，之后注漿管破裂，壓力隨即下降，共拌制0.3 m3水泥漿液，由于突發(fā)事故只注入了0.18 m3。

JYK-4的P－Q－t曲線見圖4(d)。開始注漿后高低壓均逐步提高，到最后注漿壓力均達(dá)到了2 MPa，注漿量累計達(dá)到了0.3 m3。其中1.8 MPa穩(wěn)壓25 s，1.0 MPa穩(wěn)壓50 s，升至2 MPa，穩(wěn)壓15 s。

通過上述3個檢驗(yàn)孔的統(tǒng)計分析，可見注漿開始壓力迅速增高，并在高位波動，之后始終處于較高的狀態(tài)，在1.5 MPa上下波動，最后壓力均在2.0 MPa之上，注漿量也基本上在0.3 m3，持壓狀態(tài)少而短，基本處于一個范圍。可見試驗(yàn)段的回填注漿效果良好，背后空隙基本得到了很好的充填，以至于第二次注漿難以注入。

圖4 4個檢驗(yàn)孔P－Q－t曲線

4 結(jié)語

1)通過檢驗(yàn)孔注漿過程的P－Q－t曲線，可以反映出前期的回填注漿效果較好，空隙得到了有效填充，導(dǎo)致再注檢驗(yàn)時壓力迅速升高，且在高位波動。

2)通過本次試驗(yàn)，可以提出對于本標(biāo)段的一個再注檢驗(yàn)控制標(biāo)準(zhǔn)，供后續(xù)施工參考。即再注檢驗(yàn)開始后，壓力迅速增高至 ＞2 MPa，當(dāng)注漿量逐漸增加至0.3 m3時，注漿壓力仍在2 MPa，或者＞2 MPa穩(wěn)壓或波動時，即可認(rèn)為所檢驗(yàn)的部位回填注漿效果達(dá)到了要求。否則可認(rèn)為注漿效果不達(dá)標(biāo)，需要進(jìn)行補(bǔ)充注漿。再注檢驗(yàn)法可以作為一種簡便的判斷回填注漿效果的方法進(jìn)行應(yīng)用。

3)本次試驗(yàn)選取的孔位較少，試驗(yàn)效果具有一定的局限性，所得檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)僅適用于本標(biāo)段。再注檢驗(yàn)法還需在不同地質(zhì)情況下進(jìn)行大量試驗(yàn)，以得到一個較為通用的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)值，在更大范圍推廣應(yīng)用。

［1］薛翊國，李術(shù)才，蘇茂鑫，等．青島膠州灣海底隧道涌水?dāng)鄬幼{效果綜合檢驗(yàn)方法研究［J］．巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2011，30(7):1382-1388．

［2］胡挺．注漿及其效果檢驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀［J］．山西建筑，2008，34(32):150-151．

［3］張民慶，孫國慶．高壓富水?dāng)鄬幼{效果檢查評定方法及標(biāo)準(zhǔn)研究［J］．鐵道工程學(xué)報，2009，26(11):50-55．

［4］崔玖江，崔曉青．隧道與地下工程注漿技術(shù)［M］．北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011．

［5］付海軍．?dāng)?shù)字鉆孔攝像技術(shù)原理及其在海底隧道含水構(gòu)造注漿效果檢驗(yàn)中的應(yīng)用研究［D］．濟(jì)南:山東大學(xué)，2010．

［6］劉嘉，嚴(yán)琴芳．瞬變電磁與地質(zhì)雷達(dá)在注漿效果檢驗(yàn)中的應(yīng)用［J］．北方交通，2014(8):120-124．

［7］羅健．基于探地雷達(dá)的缺陷巖體注漿效果評價試驗(yàn)研究［D］．長沙:中南林業(yè)科技大學(xué)，2014．

［8］馬文濤，文江泉．高密度電法在云桂鐵路路基巖溶注漿檢測中的應(yīng)用［J］．鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2015(4):35-37．

［9］蔣輝，柳超，賈超，等．地震散射方法在注漿效果檢測中的應(yīng)用［J］．工程地球物理學(xué)報，2015(2):260-265．

［10］北京市建設(shè)委員會．DBJ 01-96—2004 地鐵暗挖隧道注漿施工技術(shù)規(guī)程［S］．北京:北京市建設(shè)委員會，2004．

(責(zé)任審編 葛全紅)

U456

:ADOI:10．3969/j．issn．1003-1995．2015．08．21

2015-02-10;

:2015-06-10

張慶(1984— )，男，山西太原人，工程師，碩士。

1003-1995(2015)08-0070-03