盾構(gòu)洞門水平深孔注漿加固

萬海亮

摘要：鄭州軌道4號線土建08標(biāo)航海東路果園南路站區(qū)間主要穿越地層有粉質(zhì)粘土、黏質(zhì)粉土、層細(xì)砂，且大多位于水位線以下。本文結(jié)合工程實際施工情況，介紹區(qū)間盾構(gòu)施工場地布設(shè)、盾構(gòu)掘進(jìn)渣土改良以及富水砂層中接收的相關(guān)施工技術(shù)與注意事項，為類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)接收 ；水平深孔注漿

中圖分類號：TU34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）20-0065-01

1 引言

一般情況下盾構(gòu)機(jī)在始發(fā)和接收之前，需要破除洞門范圍內(nèi)始發(fā)、接收井的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，且鑿除耗時較長，風(fēng)險較大；通常采用旋噴樁、攪拌樁或冷凍法對區(qū)間端頭進(jìn)行加固，以減少洞門鑿除及盾構(gòu)始發(fā)、接收的風(fēng)險。但是一些區(qū)間端頭所處位置由于交通導(dǎo)改難度大，或地下管線影響，或地處高標(biāo)貫砂層旋噴樁效果不良等，在此情況下有必要采取水平注漿的防水對洞門進(jìn)行補充注漿，或直接采用水平深孔注漿以替代常規(guī)端頭加固方式，既可以有效封堵地下水位，加固洞門周圍土體，又不受交通導(dǎo)改困難，管線遷改等影響。

2 洞門水平深孔注漿加固

2.1 基本情況

航海東路站～果園南路站區(qū)間盾構(gòu)端頭加固設(shè)計采用φ850@600三軸攪拌樁進(jìn)行加固，加固前在加固區(qū)兩側(cè)各1m處布置備用降水井，并在加固區(qū)與車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間打設(shè)一排φ800@550三重管旋噴樁以隔斷滲水通道。鑒于航～果區(qū)間盾構(gòu)接收端埋深較大，水位較高，且以細(xì)砂、粉質(zhì)黏土為主，且航海東路站在開挖期間出現(xiàn)透水現(xiàn)象，因此為減小洞門鑿除及盾構(gòu)接收過程中的風(fēng)險，項目部決定在原端頭加固基礎(chǔ)上對接收洞門進(jìn)行水平深孔注漿加固，以確保洞門鑿除及盾構(gòu)接收的安全、順利進(jìn)行。

2.2 孔位布置及水平注漿加固范圍

1）縱向加固長度為6m；

2）徑向加固范圍為整個洞門，外側(cè)一周孔位距離外邊沿30cm，向隧道外圍預(yù)設(shè)約11°（2m）、6°（4m）、4°（6m）的偏角；內(nèi)側(cè)一周孔位距離外邊沿80cm，向隧道外圍預(yù)設(shè)約30°（2m）、15°（4m）、10°（6m）的偏角，根據(jù)以往相類似施工經(jīng)驗徑向最遠(yuǎn)加固范圍在隧道邊線以外約3m內(nèi)土體能夠得到有效加固。

施工時先在接收端洞門范圍內(nèi)打設(shè)探孔，察看實際地質(zhì)情況以及滲水情況，必要時可對縱向加固范圍及孔位間距進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以確保水平注漿加固質(zhì)量。具體加固范圍如圖所示：

2.3 漿液配置

該注漿采用無收縮雙液注漿，具體漿液性能如下圖所示。

無收縮注漿液屬于安全性、高滲透性的注漿材料，固結(jié)硬化時間可根據(jù)實際工程需要進(jìn)行調(diào)整。

A液=水玻璃（45Be〃）：水=1：1

B液=磷酸：水=1：15

C液=水泥（42.5R普通硅酸鹽水泥）：水=1：1

A液（水玻璃溶液）：B液（磷酸溶液）=1：1

A液（水玻璃溶液）：C液（水泥漿液）=1：1

注漿時，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇A液+B液（化學(xué)雙液漿）或A液+C液（水泥水玻璃雙液漿）適當(dāng)調(diào)整配合比，以增加可灌性和堵水性能，提高止水效果。

2.4 無收縮注漿液特點

①固結(jié)硬化時間容易調(diào)整，設(shè)計硬化時間長的注漿液也具有很高強(qiáng)度。

②滲透性良好，特別是對微細(xì)砂層的滲透性優(yōu)易。

③地層中有流動水的情況下也具有很強(qiáng)的固結(jié)性能，漿液不易溶解，具有止水效果。

④漿液強(qiáng)度、硬化時間、滲透性能可根據(jù)現(xiàn)場實際需要調(diào)整。

⑤漿液不流失、固結(jié)后不收縮，硬化劑無毒，對地下水無污染。

2.5 注漿

在注漿時應(yīng)遵循”先外圈后內(nèi)圈，同一圈先上部孔后下部孔、間隔跳孔，逐漸加密，先注無水區(qū)，后注有水區(qū)”的原則。

2.6 注漿效果檢驗

注漿施工結(jié)束后，一般通過打探孔來檢查是否還流水，如達(dá)不到掘進(jìn)要求需進(jìn)行補充注漿。

3 盾構(gòu)接收其他準(zhǔn)備工作

3.1 盾構(gòu)姿態(tài)與洞門復(fù)測

盾構(gòu)貫通之前測量人員按照相關(guān)規(guī)范要求對洞內(nèi)控制網(wǎng)、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)、管片姿態(tài)及洞門實際位置等進(jìn)行復(fù)測，同時加強(qiáng)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制，確保隧道順利貫通。

3.2 應(yīng)急物資、設(shè)備準(zhǔn)備

根據(jù)安全專項施工方案及應(yīng)急預(yù)案要求，充分準(zhǔn)備洞門鑿除及盾構(gòu)接收的相關(guān)應(yīng)急物資及設(shè)備，主要有棉紗、木楔、棉被、沙袋、編織袋、鐵揪、方木、雙快水泥等。

機(jī)具設(shè)備主要有導(dǎo)鏈、扳手、水泵，夜間照明燈具、汽車吊、滅火器等。

3.3 盾殼外側(cè)注發(fā)泡劑

洞門鑿除之前，為防止地下水順著盾殼與土體之間的縫隙涌出，水平深孔注漿完成，洞門鑿除之前，通過中盾內(nèi)一周的脫困注漿孔往盾體外側(cè)注聚氨酯發(fā)泡劑，在盾殼與土體之間形成封閉的止水環(huán)。

3.4 洞內(nèi)最后 10 環(huán)掘進(jìn)及管片拉緊

最后階段推進(jìn)過程中，刀盤在加固體以半倉模式掘進(jìn)，推力及扭矩均比較小，推進(jìn)速度較快，除了同步注漿及時跟進(jìn)以外，還應(yīng)及時拉緊最后10環(huán)管片，每環(huán)設(shè)置4道扁鐵用于拉緊管片。

3.5 導(dǎo)軌設(shè)置

洞門鑿除前，在洞門鋼環(huán)范圍內(nèi)根據(jù)刀盤與洞門之間的間隙設(shè)置小導(dǎo)軌，以防止盾構(gòu)機(jī)出洞以后栽頭過快，不能順利推上托架；小導(dǎo)軌靠近盾構(gòu)機(jī)一端設(shè)置成斜面，以便盾構(gòu)機(jī)通過，小導(dǎo)軌設(shè)置重點在于焊接質(zhì)量，以防止其受到盾構(gòu)機(jī)擠壓后移位。

3.6 洞門簾布安裝

洞門簾布在盾構(gòu)貫通及后續(xù)注漿過程中起到止水、止?jié){作用；鑒于航～果區(qū)間接收端地下水較為豐富，航～果區(qū)間左線接收洞門簾布進(jìn)行了優(yōu)化、加強(qiáng)；在原橡膠簾布及壓板基礎(chǔ)上加設(shè)棉襯墊，大大提高了洞門簾布的止水、止?jié){效果。

4 小結(jié)

接收端雖然地處富水砂層，洞門鑿除及盾構(gòu)接收風(fēng)險較大，但是通過采取洞門水平深孔注漿、優(yōu)化洞門簾布、管片背后注漿等一系列預(yù)處理及補救措施，最終安全順利完成盾構(gòu)接收工作。