地下管線復雜狀況下道路暗挖隧道穿越技術

張利娜

(北京城建五維建設有限公司，北京　100143)

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地下管線復雜狀況下道路暗挖隧道穿越技術

張利娜

(北京城建五維建設有限公司，北京100143)

摘要:介紹了深孔注漿超前支護技術在北京地鐵十號線二期工程中的應用，結合其地下管線及構筑物情況，探討了注漿參數的選取方式，闡述了深孔注漿工藝的施工流程，并提出了地下管線的輔助保護措施，根據地質改善情況及管線沉降結果，指出采用深孔注漿加固技術達到了較好的施工效果。

關鍵詞:地下管線，深孔注漿，支護方式，沉降量

1　工程概況

北京地鐵十號線二期工程成壽寺—宋家莊站區間(K29+ 264．900～K29+340．71)位于北京市豐臺區。本段區間下穿成壽寺路及大量市政管線，垂直距離約為0．68 m～7．65 m，采用礦山法施工。本段礦山區間內軌頂標高，設計坡度變化不大，軌頂標高為22．096～21．870，頂板覆土埋深約為10．0 m，區間平面圖見圖1。

圖1　暗挖區間總平面圖

本段內地面標高約為38．00 m，區間共有兩種斷面形式，結構均為單線單洞暗挖斷面，施工方法分別為:臨時仰拱法和CRD法。根據開挖情況揭示，隧道開挖斷面主要為粉細砂、粉土及粉質粘土地層，開挖時有少量滲水涌出。成壽寺路為城市交通主干路，交通繁忙，路下管線繁多，加強對管線的保護及沉降控制尤為重要，是施工的重中之重。

2　地下管線及構筑物情況

區間下穿大量市政管線，主要為φ400上水管、φ1 000雨水管、2 500×2 000雨水方溝、φ1 000污水管、2 600×3 000電力管溝。其中φ400上水管管頂標高為35．18，距區間結構初支上皮6．35m;φ1 000雨水管管底標高為35．770，距區間結構初支上皮7．64 m;實測2 500×2 000雨水方溝與區間最小垂直距離為3．22 m;φ1 000污水管與區間最小垂直距離為2．48 m，如圖2所示。

根據現場調查情況，雨、污水管線由于修建年代久遠，滲漏水情況較為嚴重，導致下方土體存在液化現象，水量較大，因而施工中具有較大風險，施工中需要通過采取一定的施工輔助措施，通過加強監測、做好應急預案，方能具備安全通過的條件。

3　管線保護方案［1，2］

為保護地下管線，本次過成壽寺路暗挖施工，采用深孔注漿的超前支護方式。

深孔注漿采用袖閥管工藝施工，進行上臺階全斷面注漿止水兼加固土體。考慮到地層以粉砂層為主，注漿漿液選用水泥—水玻璃漿液，漿液配合比應由現場試驗確定，并根據隧道周圍的圍巖條件控制好注漿壓力。考慮到隧道上方雨污水管年代久遠，已有滲漏水現象，注漿壓力不宜過大，根據現場調整為0．3 MPa～0．5 MPa。為防止漿液外漏，必要時可在孔口處設置止漿塞。

圖2　地下管線及構筑物與區間結構關系圖

3．1袖閥管注漿工藝流程［3］

袖閥管深孔注漿加固地層，具體施工流程如下:測量定位、鉆孔就位→鉆孔→下套管→安設袖閥管、配置漿液→注漿作業→滿足要求→鉆孔。

3．2主要注漿參數

1)注漿孔直徑46 mm。

2)注漿材料:水泥選用普硅32．5R水泥，水玻璃選用40°Be'，添加劑主要為碳酸鈉。

3)漿液配比:水灰比0．6，水玻璃添加量15%，碳酸鈉添加量10%，適當加入特種材料以增加可灌性。

4)漿液擴散半徑:600 mm，注入率:40%左右。

5)漿液初凝時間:10 s～1 min，漿液凝結時間:20 s～30 min。

6)為防止上方管線隆起，注漿壓力控制在0．3 MPa～0．5 MPa。

7)注漿量評定:若注漿壓力穩定在0．5 MPa、孔口返漿量較大，即可停止注漿;若注漿壓力高于0．5 MPa時雖然孔口無返水返漿，但注入非常困難時，也可認為此孔注漿完成。

3．3注漿工藝

注漿循環進尺14 m，后序注漿段均預留2．5 m已注漿段作為止漿巖盤，整個注漿段共分3段進行深孔注漿，詳見圖3。注漿孔環向間距120 cm，縱向間距50 cm，采用鉆機成孔，漿液主要選用水泥—水玻璃漿液。深孔注漿加固范圍為隧道開挖線外2．0 m，臨時仰拱以下0．5 m。

漿液注入方式:二重管鉆機注漿和小導管注漿結合。

注漿順序:從兩側依次向中間、從下層向上層、從遠及近進行，依次交替進行，達到注漿加固的目的。

圖3　半斷面深孔注漿徑向布置剖面圖（每注漿段）

1)測量定位。

根據上一循環的地質鉆探及地面勘察情況決定掌子面注漿管布置的數量，鉆孔深度及注漿長度。

2)套管安裝。

每一循環根據計算出的鉆孔布置數量進行套管布置，注漿加固區域如圖4所示，注漿孔共分8排。現場根據套管與水平方向夾角及管底水平偏移距離進行控制。

圖4　深孔注漿斷面孔位布置圖

掌子面打2．5 m長的錨桿間距1．0 m×1．0 m布置，掛φ6．5，150 mm×150 mm鋼筋網格，將套管按照圖示位置與鋼筋網焊接牢固，后噴射30 cm厚的混凝土封閉掌子面。

3)封堵掌子面。

4)工作平臺搭設。

現場用滿堂紅腳手架搭設注漿工作平臺，鋼管間距600× 600，上方搭設30 cm厚方木。

5)鉆機就位。

隧道拱頂預埋吊環，使用導鏈將鉆機移動至作業平臺上。施工時通過前后移動鉆機位置、墊設方木調整鉆進角度，使之適應預埋套管。

6)超前地質探測。

套管埋設完成，超前注漿前使用鉆機提前進行地質探測，沿著最大傾角的超前注漿套管方向鉆進，確定前方隧道拱頂地質情況，如:巖層的厚度、有無粘土層、砂層位置等，作為下一部超前預注漿的地勘詳細資料，指導下一部超前注漿施工。

7)鉆孔注漿。

a．鉆孔成孔工藝，以水泥漿作為鉆進沖洗介質，減少對地層的破壞。b．注漿孔鉆進結束后，首先用凝固速度稍快的水泥—水玻璃漿液對鉆孔孔口進行封堵，封堵標準為正常注漿時漿液不從孔口返出。c．注漿順序采取跳打法，注漿順序先中間孔，后兩側孔。注漿范圍主要控制在初支外輪廓3 m厚的范圍內作為注漿加固拱圈。為防止隧道掌子面因注漿造成掌子面坍塌或擠出，注漿施工前首先在掌子面做止漿墻。d．注漿時間，按上述注漿量進行控制，但同時注意注漿壓力的變化，壓力變化值最大不得超過正常注漿壓力值的1倍～2倍。每次移動時均必須邊旋轉邊注漿，不得出現注漿間斷。e．每一注漿段的注漿初期，采用凝固時間稍快的雙液漿，以控制漿液擴散范圍，使雙液漿在設計加固范圍內凝固。f．當注漿壓力和進漿量達到設計要求時，則可停止注漿，壓注一定量的清水，清洗注漿管。

3．4主要的注漿設備

主要設備見表1。

表1　主要設備一覽表

4　地下管線輔助保護措施［4］

隧道施工嚴格貫徹十八字方針，杜絕大面積塌方事故。施工時對結構上方管線進行復核，對距離結構近或對地層變形敏感的管線制定切實可行的施工方案，同時加強監控量測，及時反饋數據和施工參數的調整，確保管線安全。

區間下穿管線施工時主要保護措施為:

1)開挖前采用洛陽鏟做超前探，探孔打設在拱頂位置，一組打設3個，采用洛陽鏟成孔，長度不小于5．0 m。如有異常情況，分析原因，經監理單位檢查同意后，方可繼續開挖;

2)背后注漿須及時快速跟上掌子面，背后注漿與掌子面距離不得大于3．0 m;

3)如掌子面滲水大，采用后退式分段注漿加固前方掌子面土體，打設長5．0 m的小導管(φ32)，間距1．0 m，注入1∶1水泥水玻璃雙液漿。

5　結果分析

根據監測數據顯示，采用超前半斷面深孔注漿施工管線日沉降量控制在1 mm以內，管線沉降趨于穩定時累計沉降量為15 mm～18 mm，最大累計沉降量18 mm(管線允許沉降20 mm)。

現場地層注漿后漿液呈放射狀分布，地層被均勻擠壓密實，改善了地層強度(見圖5)。

圖5　現場注漿效果

6　結語

1)對于粉細砂、粉土等漿液滲透性、擴散性較好的地層，采用半斷面深孔注漿作超前支護方式，對沉降控制能達到較好的效果。

2)要達到較好的注漿加固止水效果，建議選用φ46鉆桿成孔，每段施工長度10 m～14 m為宜。

3)開挖時結合洛陽鏟超前探測，作為過雨污水管線暗挖施工的輔助措施，對施工安全保證起到了很大的作用。

參考文獻:

［1］郭永軍．礦山法淺埋暗挖施工對地下管線保護技術［J］．山西建筑，2006，32(5):85-87．

［2］鄭向紅．淺埋暗挖法隧道施工對地下管線保護安全技術研究［J］．鐵道標準設計，2008(12):87-89．

［3］鄒強．全斷面深孔注漿在下穿淺基建筑物軟弱賦水地層地鐵區間隧道的應用［J］．科技傳播，2010(4):167-168．

［4］侯永兵，謝晉水，尤強，等．北京地鐵10號線海淀黃莊站超淺埋暗挖法施工對地下管線主要保護技術措施［J］．鐵道標準設計，2008(12):117-120．

On subsurface tunnel crossing technique in complicated underground pipelines

Zhang Lina
(Beijing Urban Construction Five Dimensional Constuction Co．，Ltd，Beijing 100143，China)

Abstract:The paper introduces the application of the deep hole grouting advanced support technique in the second period projects of No．10 Metro in Beijing，explores the selection for the grouting parameter by combining with its underground pipelines and buildings，illustrates the construction procedure for the deep hole grouting craft，and indicates the auxiliary protection measures of the underground pipelines，and points out the grouting consolidation technique has better construction effect according to the improved geology and pipeline settlement result．

Key words:underground pipeline，deep hole grouting，support approach，settlement volume

作者簡介:張利娜(1981-)，女，工程師

收稿日期:2015-10-27

文章編號:1009-6825(2016)01-0179-03

中圖分類號:U455

文獻標識碼:A