暗挖隧道深孔注漿止水技術探究

張賓

摘 要：一直以來，水的治理都是地鐵暗挖隧洞施工難點，不僅會影響施工的安全性，并且會對地面建筑結構的安全造成影響。本文對暗挖隧道深孔注漿止水技術進行了探討。

關鍵詞：暗挖隧道 深孔注漿 止水技術

1.工程介紹

北京地鐵八號線中國美術館站折返線區間采用礦山法施工。因施工范圍內無法降水施工，所以采用深孔注漿止水后進行開挖。

2.工程水文地質條件

2.1工程地質

根據地堪資料，施工范圍內地層由上而下依次為：房渣土、粉土、細砂-粉砂、粉質粘土、粉砂、中砂-細砂、圓礫-卵石、粉質粘土、粘土、粉土、粉砂-細砂、卵石、中砂和卵石。

2.2水文條件

勘察深度范圍內主要揭露了4層地下水，第一層為上層滯水，第二層為潛水，第三層為層間滯水，第四層為承壓水。

3.單管后退式注漿工藝

3.1工藝流程

每個孔內每次注漿一個循環約20～30cm，注漿流程：測量定位→鉆孔→封口（投套殼料）→注漿作業→注漿壓力1.0Mpa→拔鉆桿（20～30cm）→下一個注漿循環→結束注漿。

3.2深孔注漿止水加固范圍及布孔

根據水文地質勘查隧道拱頂部分為地質為卵石層且為潛水層，隧道中部為薄薄的粉質粘土層，隧道中下部為沙層和卵石層且含承壓水，所以方案采取全斷面深孔注漿后開挖。注漿范圍為拱頂開挖輪廓線外圍1.5m，拱角開挖輪廓線外圍2.0m。

隧道一環注12m深，開挖10m。隧道標準斷面布孔29孔，其中20孔分布在隧道輪廓線上，每孔3個角度（輪廓線向外5°、12°、21°），孔深為6.4m、12.3m、12.1m，孔間距為1.3～1.5m，鉆孔量共724m，注漿止水加固土體為958.23。

隧道大斷面布73孔，其中30孔分布在隧道輪廓線上，每孔3個角度（5°、12°、21°），孔深為6.4m、12.3m、12.1m，孔排距為1.2m，孔間距為1.32m，鉆孔量共1440m，注漿止水加固土體為2410.23。

3.3單管后退式注漿

1）注漿止水加固采用水泥-水玻璃雙液漿與化學漿的混合液。

A液：水泥漿采用普通硅酸鹽P.O42.5水泥，配合比為水∶水泥=1∶1。

B液：水玻璃采用濃度42Be，稀釋成35Be。

C液：速凝劑。（35KG固化劑能配置1方漿液）

注漿時根據現場情況是否冒漿，冒漿采用B液與C液，不冒漿選用A液與B液，其配比均為1：1。

配制雙液漿漿液凝膠時間為B液與C液2s～10s，A液與B液30s～90s。注漿時要勤觀測注漿壓力和流量，發現異常要及時調節漿液種類和漿液凝固時間。

2）注漿壓力：本次注漿的終壓為0.8～1.0Mpa。

3）注漿量由止水加固土體方量或漿液注漿量來計算，下列公式是一環（12m）加固土體方量與漿液注漿量之間的關系式：

注漿范圍：拱頂外2.0m時，

Q=ηαβV；

Q—總土體注漿止水加固注漿量m3；

V—要止水加固的總土體方量m3；

η—地層孔隙率（砂卵石采用0.4）；

α—漿液在地層中的有效充填系數0.7～0.9；（本方案取0.8）

β—漿液損耗量，取1.0～1.2，（本方案取1.2）

L—注漿長度m。

標準隧道一環注漿量=注漿土體×孔隙率×損失率×填充率

=958.2×0.4×1.2×0.8

=368.0m3

大斷面隧道一環注漿量=注漿土體×孔隙率×損失率×填充率

=2410.2×0.4×1.2×0.8

=925.5m3

4）深孔注漿前要在上臺階核心土外設置止漿墻，墻厚300mm，采用C20噴射混凝土，并設雙層Φ6.5鋼筋網。

5）本工程注漿采用先內后外、先上后下的原則進行注漿。

3.4注漿工藝

1）稀釋水泥。根據攪拌需要的水量加到攪拌桶中，然后將攪拌機打開，攪拌兩分鐘左右。

2）試運轉。在各個注漿系統均連接好以后，將注漿泵打開，然后查看注漿泵的液壓情況，查看管理的通暢性。

3）使用整體注漿的方法注入漿液。

4）控制注漿量和壓力。注意查看注漿壓力，檢測注漿壓力的變化情況以，做好壓力控制工作，當注漿壓力在1Mpa時，要注意向后提，然后再進行注漿。

5）處理異常情況

冒漿情況的處理：在進行注漿時，要對地層的變化情況進行分析，將強度較低的位置封閉好，以保證注漿效果。

注漿壓力變化：注漿過程中，壓力要在控制范圍內，當注漿壓力低于設計范圍時，要檢查有沒有存在漏漿的情況，當壓力過高時，注意檢查混合器和管路是否被堵住。通常情況下，開始注漿時的壓力不高，在逐漸填充住孔隙后，為了保證注漿的順利開展，要有使用壓力將其劈開。在施工過程中，要注意檢查終壓是否在固定的壓力值以內。

調整注漿量：地層的加固情況和底層注漿量有直接的聯系。在注漿時，本工程使用隔孔注漿的方式進行施工，不僅可以防止各個注漿孔之間相互影響，并且可以用后注孔來對先注孔進行補充，提高土體漿液的均勻性，具有良好的止漿效果。

注漿泵工作不正常：實際注漿時，當管路不正常時，會導致壓力升高，機器工作聲音也會不正常。不過不立即將故障處理好，會危險作業人員的人身安全。當出現這一故障時，要馬上停止施工，將注漿高壓軟管卸下，然后對管路進行清理。將故障位置找出，并清洗干凈后重新開始工作。

3.5注漿系統布置

注漿工作是由其專用設備來實現，配備進口流量計，注漿系統連接布置如圖1。

3.6注漿效果檢查3.6.1注漿效果檢查

1）注漿結束前，通過分析法對注漿記錄進行統計分析，檢查本加固段注漿量及注漿壓力情況，確認達到如下注漿標準后方可進行開挖施工：

注漿壓力根據地層情況控制在0.5～1.0MPa 左右，結束注漿指標：在注漿時，隨著壓力的不斷增加，流量降低，當壓力達到注漿終壓后，注漿壓力會超過設計壓力的80%，此時，要立即停止此孔的注漿；在注漿過程中，如果沒有達到設計壓力，而注漿量超過了設計值，且沒有漏漿的情況，就可以停止注漿；本循環注漿結束標準：當所有的注漿孔都達到了規定要求，并且沒有漏注的情況時。就可以停止循環注漿。

3.6.2開挖過程的檢查

開挖過程中，采用直觀檢查法對開挖面的漿液擴散情況、有無漏水和流砂現象進行觀察驗證，滿足現場開挖安全的條件下方可進行開挖。注漿量及注漿壓力未達到上述注漿結束標準和開挖觀察驗證不能滿足開挖安全的條件時，進行補孔注漿。

3.6.3監測信息反饋

當地表、洞內收斂、拱頂沉降監測數據顯示沉降預警時，需對監測數值和現場開挖面進行綜合判斷分析，確保安全開挖的前提下進行施工。開挖過程中，若通道上方出現黃、橙色監測預警，立即對監測數據和開挖面土體止水加固效果進行分析，由工區技術質量人員與監理人員共同確定地層止水加固效果，若發現開挖面土體穩定性較好，漿脈可見，則應加密監測頻率，信息化指導現場開挖施工；一旦發現監測變形速率有增大趨勢，應立即停止開挖，封閉掌子面，重新注漿。若通道上方出現紅色監測預警，應立即施作止漿墻封閉掌子面，對開挖面前方土體進行補充深孔注漿，并嚴格控制注漿各項參數，確保土體止水加固效果。

參考文獻：

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