深孔注漿技術(shù)在地鐵暗挖隧道施工中的應(yīng)用

陳偉

摘?要：隨著城市建設(shè)的加深和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國道路車輛在不斷增加，交通壓力隨之加大。為了緩解交通問題，我國開始推廣地鐵工程。修建地鐵可以有效緩解路面交通壓力，增加人們出行方式，為人們的日常生活和工作提供便利。實際的地鐵施工難度較大，其質(zhì)量水平會受到諸多因素的影響。為保障地鐵修筑質(zhì)量，要積極采用科學(xué)有效的施工技術(shù)，如深孔注漿技術(shù)。本文主要就深孔注漿技術(shù)在地鐵暗挖隧道施工中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述和分析。

關(guān)鍵詞：深孔注漿;地鐵;暗挖隧道

在地鐵工程施工的過程中，針對地下水的作用和影響要采取合理的處理方案，進(jìn)而保障暗挖隧道的施工質(zhì)量和安全性。深孔注漿能夠解決隧道挖掘引發(fā)的地表下沉、漿液無法擴(kuò)散等問題。采用該工法可以直接進(jìn)行后續(xù)施工，無需等待，進(jìn)而有效提升了施工效率。與其它施工技術(shù)相比，該技術(shù)不僅能夠控制成本、提升效率，還在一定程度上滿足了環(huán)保施工的需求，進(jìn)而使工程項目的整體效益得到改善，對我國城市建設(shè)和發(fā)展有很大的幫助。

一、地鐵暗挖隧道施工工程簡介

（一）暗挖法概述

在隧道施工的過程中，其會受到地質(zhì)、水文等條件的影響，施工條件和環(huán)境較差，且工作面狹窄，進(jìn)而導(dǎo)致施工難度較大。暗挖法不會對地面產(chǎn)生過大的影響，如果埋置深度不足會引發(fā)地面沉陷。采用暗挖法會出現(xiàn)許多廢土和碎石，要做好相應(yīng)的處理工作。應(yīng)用暗挖法要先挖掘相應(yīng)的空間，在該空間內(nèi)進(jìn)行修筑襯砌。要根據(jù)施工地的地質(zhì)、地形等條件進(jìn)行選擇，在各項條件中埋置深度的影響最大。如果埋置深度較大，則需要采用暗挖法。其無需挖開地面，通過地下發(fā)動的方式進(jìn)行施工，其中包括礦山法、盾構(gòu)法等多種形式。

（二）工程簡介

以某個地鐵暗挖隧道工程為例，其挖掘主體為山體，高度為175m。該工程正處于軌道交界處，所以其不論是交通情況還是管線情況都比較復(fù)雜，施工難度較大。在實際施工時，周圍各項因素都會對工程質(zhì)量造成影響。其中，某個給水鋼管的影響最大，其直徑為2000mm。該水管位置貼近暗挖隧道，如果水管產(chǎn)生問題，不僅會影響正常供水，還會導(dǎo)致隧道灌水等問題，嚴(yán)重時甚至?xí)?dǎo)致隧道坍塌，使工程出現(xiàn)巨大的損失。對此，技術(shù)和施工人員要做好施工環(huán)境的考察工作，針對考察結(jié)果進(jìn)行分析和設(shè)計，采取科學(xué)的深孔注漿技術(shù)，一方面確保隧道施工質(zhì)量，另一方面保障施工安全。

二、深孔注漿技術(shù)在地鐵暗挖隧道施工中的應(yīng)用

（一）應(yīng)用流程

幾年來，我國建筑行業(yè)飛速發(fā)展，相關(guān)的技術(shù)也日臻成熟。在這個過程中，深孔注漿技術(shù)不斷革新和完善并與現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，實現(xiàn)了暗挖隧道施工質(zhì)量和效率的飛躍。在實際應(yīng)用時，要嚴(yán)格遵守操作規(guī)范，合理規(guī)劃工藝流程，為后續(xù)工程奠定良好的基礎(chǔ)。其具體施工流程如下圖所示：

（二）技術(shù)要點

在實際應(yīng)用的過程中，深孔注漿技術(shù)包括以下幾個方面的技術(shù)要點：首先，施工準(zhǔn)備。在工程正式開始之前，要根據(jù)工程設(shè)計要求做好準(zhǔn)備工作，從而確保后續(xù)工作的順利開展。第一步，合理設(shè)計注漿參數(shù)，確保漿料配比的科學(xué)性，要對各項參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗測試，確保符合施工要求。通常采用以水泥與水玻璃為原料的雙漿液，水灰比控制在0.6∶1～1∶1之間，可以根據(jù)實際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。掌握施工現(xiàn)狀并對注漿工作進(jìn)行不同時段的現(xiàn)場試驗，確保注漿壓力大于水壓力。通常，注漿壓力要比水壓力高2～3倍。水泥可以選用硅膠水泥，水玻璃模數(shù)在2.4～3.4之間，波美度為35;第二步，測試注漿參數(shù)。在實際挖掘的過程中，水壓會隨著施工時長、場地的變化而產(chǎn)生變化，所以要測試各施工時段的水壓，做好勘察工作，將水壓控制在注漿壓力的3倍左右。在注漿實驗的過程中，可以先選擇3個漿孔，調(diào)配不同3各不同配比的漿料，其水灰比分別是0.6∶1、0.8∶1、1∶1。要先采用濃度較小的漿液進(jìn)行注漿，再選用大濃度漿液，根據(jù)注漿數(shù)量與壓力的變化進(jìn)行濃度的調(diào)整，如果壓力變化并不明顯，可以增加注漿量和濃度，提升壓力上升速度。反之則采用濃度較低的漿液，降低壓力上升速度。注漿完成后，面對不同孔洞的水灰比進(jìn)行記錄，其結(jié)果一樣，實驗表明，配合比設(shè)計結(jié)果與要求相符，在實際施工時，可以根據(jù)地質(zhì)水文的變化對水灰比進(jìn)行細(xì)微調(diào)整;第三步，加工導(dǎo)管和孔洞布置。要最做好技術(shù)把控做好，減少漏裝問題。可以選擇管壁厚度為5mm的無縫鋼管，管口直徑為108mm，長度為4m。注漿管可以選擇管壁厚度為2mm，管口直徑和長度分別為4.8mm和6m。布置注漿孔洞時，要根據(jù)施工情況，每個循環(huán)要設(shè)置6環(huán)，共40個孔。第一個循環(huán)和第二循環(huán)注漿深度分別是11m和19m，其后每個循環(huán)的注漿都為30m，在隧道開挖隧道之前，要澆筑5m止?jié){墻，將上半斷面進(jìn)行封閉，避免漏漿問題的出現(xiàn)。

其次，施工過程。第一步，測量放線。根據(jù)注漿孔布置測量線，測量放線工作要在注漿孔開挖面上進(jìn)行，保障其準(zhǔn)確性;第二步，數(shù)據(jù)采集和設(shè)計，建立工作平臺。選擇恰當(dāng)?shù)氖┕げ牧希瑢κ┢脚_各項參數(shù)進(jìn)行合理計算。平臺搭設(shè)材料為直徑為48mm的鋼管和十字扣件，在實際搭設(shè)之前，要計算地基承載力、支架潛能高度等數(shù)據(jù)，確保各項參數(shù)與實際要求相符。要以鉆孔高度為準(zhǔn)確定搭設(shè)高度，走道板要鋪設(shè)在頂層位置，利用鋼絲將各段走道板進(jìn)行連接;第三步，鉆孔和管安裝。明確孔洞位置、角度和深度，根據(jù)實際施工情況選擇鉆孔設(shè)備。開孔距離要控制在4m左右。可以選用電動潛孔鉆機(jī)，應(yīng)用型號為YQ100E-1。同時配合直徑為120mm的潛孔錘鉆頭。開孔結(jié)束后進(jìn)行孔口管的安裝，可以采用直徑為108mm、剖面厚度為5mm的鋼管進(jìn)行加工，鋼管長度為4m。鉆孔深度達(dá)到4m時，要對孔內(nèi)雜物進(jìn)行清理，然后將注漿管插到孔洞中，外部露出的長度約為30-50cm。也可以采用潛孔鉆機(jī)鉆孔，直徑和一次鉆孔深度分別是90mm和3-4m。在開孔的過程中，要對鉆桿進(jìn)行上揚調(diào)整，從而與鉆桿下垂度進(jìn)行抵消。采用先單號后雙號的鉆孔順序，要保持左右對稱，并與鄰近施工區(qū)域的縱向錯開。如果鉆孔過程中遇到破碎巖石層，并因此出現(xiàn)卡鉆情況，要停止鉆孔，對孔洞進(jìn)行注漿掃孔，然后繼續(xù)。到達(dá)預(yù)計深度之后，要再次進(jìn)行掃孔，其后安裝3根注漿管，按照梯形進(jìn)行長度的分配，一環(huán)和二環(huán)的管長分別是2m和3m，后續(xù)管長依次差4m;第四步，封孔。將50-80cm的麻絲纏繞在空口管套外部，時期成為紡錘型，采用水泥基錨固錨劑進(jìn)行加固，確保空口管的牢固性，避免漏漿問題。內(nèi)封堵可以部采用雙快水泥，封孔結(jié)束之后至少要養(yǎng)護(hù)3天，然后再進(jìn)行注漿;第五步，試注漿。注漿需要各部門的參與，其中包括設(shè)計、施工單位、業(yè)主等。首先明確試驗參數(shù)，然后測試注漿壓力、地層注漿比等參數(shù)，根據(jù)檢測結(jié)果分析注漿參數(shù)和配比是否科學(xué)合理，并選擇最恰當(dāng)?shù)膮?shù)和配比方案;第六步，注漿。做好注漿準(zhǔn)備工作，然后采用先外環(huán)后內(nèi)環(huán)、先單號后雙號的順序進(jìn)行依次注漿，在單個注漿孔注漿時，要先對最長注漿管進(jìn)行注漿，然后根據(jù)長度大小進(jìn)行依次注漿。注漿配比根據(jù)實驗參數(shù)進(jìn)行確定，可以根據(jù)實際施工情況進(jìn)行調(diào)整，全面確保施工質(zhì)量;第七步，施工監(jiān)測。在對上半斷面進(jìn)行注漿之前，要設(shè)置專門的檢測孔，通常位于隧道的上部和兩側(cè)。利用抽芯鉆進(jìn)行檢測孔的鉆取，并取出巖樣，對其進(jìn)行分析和檢驗，進(jìn)而判斷地質(zhì)情況。安裝閥門并測量出水量。首次注漿完成之后，要測量出水量，判定新鉆地質(zhì)探孔的注漿效果，確保其預(yù)期的加固止水效果相符后再進(jìn)行后續(xù)的隧道挖掘工作，從而確保隧道挖掘的質(zhì)量和安全。

最后，效果檢查。檢驗深孔注漿技術(shù)的應(yīng)用效果，并對其進(jìn)行評價分析，結(jié)果如下：通過對技術(shù)應(yīng)用前后效果的對比，可知注漿后，不論是周邊構(gòu)筑物，還是隧道拱頂，其沉降情況都得到了有效的控制，注漿前則無法對二者沉降問題進(jìn)行有效控制。通過重力觸探實驗可知，固結(jié)和為固結(jié)的注漿區(qū)域相比，固結(jié)注漿區(qū)域的觸探錘擊水量更高。根據(jù)注漿記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和注漿量計算，利用這種方法可以對注漿效果進(jìn)行驗證。不論采取哪一種檢驗方式，都可以得出深孔注漿技術(shù)應(yīng)用后由良好的加固防水效果，對工程質(zhì)量的改善有很大的幫助。

三、結(jié)語

綜上所述，隨著地鐵工程數(shù)量的增加，地鐵工程施工技術(shù)日臻成熟。深孔注漿技術(shù)能夠改善暗挖隧道的施工質(zhì)量，降低暗挖隧道的施工難度，進(jìn)而提升整個工程的施工效率，減少成本的投入，使地鐵工程的修建效益進(jìn)一步提升，并且有效緩解我國交通壓力。

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