深孔注漿在地鐵區間隧道施工中的應用

岳 飛

(太原市軌道交通發展有限公司，山西 太原 030012)

0 前 言

在城市地鐵隧道施工過程中，經常會存在水治理難題，給施工人員與設備增加安全隱患。地鐵事故的發生大多與水有關，比如開挖期間周邊建筑物沉降開裂、管線拉裂以及基礎地基沉降等。為保證地鐵隧道施工的安全，應充分重視水治理工作，制定合理施工方案。本文以某隧道項目為例，分析了深孔注漿技術在水治理工作中的實際應用。調查發現，在采用深孔注漿技術后，超前預加固效果良好，從根本上保證了暗挖隧道施工的順利進行。

1 工程概況

1.1 工程地質情況

某隧道工程暗挖區間全線長度為1 338 m，地質條件比較復雜，地層上軟下硬，隧道穿越富水砂層與中砂層，下部為硬巖。同時，隧道掌子面大多為富水砂層，暗挖區間有諸多管線。中砂層為石英地質，穩定性較差，存在動態水時極易被軟化。同時，區間范圍存在基巖裂隙水與孔隙水，地下水量較多，且極易被污染。巖層裂隙水發育較好，廣泛分布于構造節理與強風化帶中。且受基巖裂隙發育程度的影響，地質富水性能良好，局部表現出承壓性。

1.2 工程重難點

首先，隧道工程距離左線拱頂4 m處存在雨水箱涵，與隧道走向平行。箱涵年代久遠，在雨水的沖刷下，砂墊層形成空洞與水囊。同時，箱涵常年存在較多水量，嚴重影響了隧道施工的正常進行。其次、隧道上方兩側有較多的高層建筑，地面降水條件較差，因此，主要采用超前注漿與洞內引排的水治理方法。此外，地鐵隧工程穿越高壓燃氣管，要求最大沉降量不超過1 cm。

2 深孔注漿原理及施工特點

本次隧道施工中采用TGRM注漿材料，其主要用于地下工程注漿，該漿液具備一定的獨特性，在隧道穿越建筑物、管線以及道路等施工過程中得到了廣泛應用。地鐵隧道施工過程中，對于埋設管線的保護要求較高，采用TGRM漿料，可以更好地控制地表的下沉量，保證隧道施工的順利進行。具體而言，此種灌注漿液具有以下優勢。

1)耐久性強，TGRM注漿材料由無機硫酸鹽水泥融合加入了較多特種外加劑，可以滿足工程10年的壽命要求，耐久性能良好，可以更好地控制隧道開挖后續的下沉問題。

2)早強性好，此種漿液的水灰比為1 ∶1，2 h內強度可以達到2 MPa，24 h內強度可以達到10 MPa，有效保證了注漿加固效果，提升了施工效率。

3)微膨脹性，相較普通水泥漿液的凝結固化，在地層固化過程中注入TGRM漿液，可以保證1%～2%的膨脹率，減小了地表下沉量。

4)抗分散性好，TGRM漿液生產期間加入了少量的絮凝劑，可以有效減輕地下水流對漿液的沖散作用，適用于水流較大且地下水位較高的地層中。

3 深孔注漿在地鐵區間隧道施工中的應用

在地鐵隧道施工期間采用深孔注漿時，應嚴格遵循施工流程，以保證注漿效果。

3.1 注漿前技術準備

施工人員應充分了解項目特點，確定工程地質、水文地質、周邊環境、施工周期，做好設備與勞動力的組織工作。另一方面，應根據地鐵隧道施工的特點合理選擇漿液注入方式，中粗砂層應采用滲透擴散方法，利用超細水泥-水玻璃雙液進行注漿。富水砂層應合理采用混合材料注漿固結方法，保證劈裂擴散。

3.2 注漿設計

首先應根據地質情況確定深孔注漿參數，準確計算單孔單段注漿量，將雙液漿凝膠時間控制在30 s～3 min，單液漿不得超過8 h。注漿水壓應控制在0.2～0.4 MPa，前進式分段注漿長度不得超過5 m，并設定合理的注漿速度，一般斷層破碎帶應控制在60～120 L/min；粉質黏土控制在20～40 L/min；砂礫石控制在40～60 L/min。施工期間，工作人員應結合隧道工程地層與注漿壓力變化情況，合理調整注漿參數。其次應確定深孔注漿工藝，先利用水平地質鉆機成孔，之后安裝孔口管，采用分段向前鉆注施工方法，合理確定循環進尺范圍，并在成孔后退出鉆桿，注漿時安裝法蘭盤，在漿液凝固后拆除法蘭盤，循環鉆孔，直至達到預定的鉆進深度。本次施工中選擇1臺ZDK-5型分體式鉆機，1臺CBE-50/70型注漿泵。

3.3 施工工藝

1)設定孔位，施工人員在掌子面應設定鉆孔位置，保證孔位偏差不得超過20 mm，且嚴格根據輻射角度進行鉆孔注漿，做好鉆孔角度與深度的技術交底工作。

2)根據圖紙確定地層鉆進參數，在大量溢水時應立即停鉆。

3)嚴格控制鉆桿的提升速度，保證退出長度不得超過20 cm。

4)利用準確的計量工具確定漿液配比。

5)嚴格控制注漿量、注漿壓力及提升速度。當出現異常情況時立即停止注漿，查明原因并采取有效解決措施。

3.4 深孔注漿效果

完成深孔注漿工作，在正式開挖隧道前，施工人員應利用鉆芯測定土體抗壓強度，確定強度達到1.5 MPa。通過測定可知，掌子面在注漿后并未出現滲水問題，土體強度明顯增強，可以順利通過高壓燃氣管。

4 結束語

本文分析了前進式深孔注漿技術在地鐵隧道施工中的具體應用，保證了隧道施工的安全，提升了效率。通過測定該隧道工程的施工效果，發現在使用深孔注漿技術后，未出現涌水塌方事故，且保證了在高壓燃氣管下側順利通過，將周邊建筑物的沉降控制在標準范圍內。

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