深孔注漿技術在地鐵暗挖隧道施工中的應用

徐楊 滿奕

摘 要：地下水對當前地鐵暗挖隧道建設的影響，是一個無法忽視的問題，為了保障地鐵暗挖隧道的施工質量和安全，對地下水的滲水量、滲漏方式和來源等進行分析，總結出合理的施工工藝進行處理。在初支背后注漿無法解決地下水造成的問題時，可采用深孔注漿解決隧道涌水、明流水等問題。相比其他工法采用該工法注漿效果明顯，工期短，大大縮短整體項目工期，同時該工法成本可控，經濟效益高，從而使工程項目的整體經濟效益得到提升。對后續地鐵暗挖隧道施工有參考價值。

關鍵詞：深孔注漿;地鐵;暗挖隧道

一、地鐵暗挖隧道施工工程簡介

（一）暗挖法概述

隧道是由圍巖及支護結構共同構成的復雜體系，其在開挖過程中會受到地質情況和周邊環境等多種因素影響。隧道若采用新奧法施工，制約于當前技術，施工條件和環境較差，同時施工作業面狹小，無法采用大型機械，大大增加了施工難度及進度。暗挖隧道埋置的深度決定其對地面及周邊建筑物的影響大小，若埋置深度不足，易引起地表沉降、威脅周邊建筑物安全，需加強支護措施。為響應當前城市文明建設，需妥善處理好開挖所產生的廢土及碎石，合理安排出渣，做好文明施工。應用暗挖法要先開挖初支，在初支結構上進行二次襯砌。初支及二次襯砌的支護參數依據隧道穿越地質、周邊環境等條件進行選擇，在各影響因素中隧道埋置深度對其影響最大。

（二）工程簡介

青島地鐵R3線井嘉暗挖區間管段內主要為為濱海堆積區，地形略有起伏，地面高程3.72～6.93m，沿線兩側多為人工改造形成的陸地，區間隧道穿越的地質條件復雜，其中部分區段所穿越的圍巖為局部發育節理密集帶和砂構造碎裂巖，對隧道造成較大的滲漏水影響。

本區間滲漏水范圍主要沿唐島灣海岸線一側，其中離海邊最近處只有17m，區段內圍巖主要以Ⅳ級圍巖為主，同時有少量Ⅲ級圍巖區域，根據地勘報告揭示，滲水區域圍巖主要為微風化粗粒花崗巖，同時節理裂隙較發育，通過水質檢測分析，該滲漏水范圍內地下水與海水相聯通。通過施工現場勘察判斷，該區域滲水、涌水主要為基巖裂隙水，因部分裂隙與上部海水聯通，導致水量很大。該工程處于人工改造的陸地，地質條件極其復雜，施工難度較大。在實際施工時，若未及時處理好滲漏水，可能會導致隧道灌水、影響周邊建筑物安全等問題，嚴重時甚至會導致隧道及周邊道路等坍塌，對工程造成不可挽回的損失。

二、深孔注漿技術在地鐵暗挖隧道施工中的應用

（一）應用流程

近幾年來，我國城市軌道交通行業飛速發展，國內相關領域也開展了大量的研究工作，相關的技術也日臻成熟。在施工過程中結合現代技術對深孔注漿技術進行不斷的完善和提升，為暗挖隧道施工質量和安全提供了有力保障。在實際施工過程中，要嚴把質量關，嚴格遵守操作規范，同時根據現場施工條件，合理規劃工藝流程。其具體施工流程圖如下：

（二）技術要點

1、施工準備

合理設計注漿參數，為了保證漿料配比的合理和實用性，需對施工過程中的各項參數進行嚴格檢驗測試，確保配比滿足施工要求。深孔注漿一般采用硅酸鹽水泥漿和水玻璃漿組成的雙液漿，水泥漿水灰比一般控制在0.6：1～1：1之間，水泥漿與水玻璃漿為1：1，施工過程中可根據實際情況對其進行適當調整。為保證漿液配比的科學性，需對注漿工作進行分段試驗。根據現場滲水情況，確保注漿壓力大于水壓力。為保證注漿效果，通常采用水壓力的2～3倍為注漿壓力。水泥選用普通硅酸鹽水泥（當水量較大時可采用硫鋁酸鹽水泥或超細水泥），同時采用波美度為35的水玻璃，其模數在2.4～3.4之間。

測試注漿參數，在開挖過程中，水壓會隨著隧道的不斷掘進而產生變化，因此要對施工各階段的地下水水壓做好勘察記錄工作。在試驗段施工過程中，可先調配不同配比的漿液，對試驗段進行注漿工作，其水灰比分別為0.6：1、0.8：1、1：1。優先選擇漿液濃度低的進行注漿工作，然后使用濃度高的漿液進行注漿，根據注漿量與水壓力的變化對漿液濃度進行適當調整，如壓力無明顯變化，則提高漿液配比同時提升注漿速率，反之則選用低配比漿液。注漿堵漏工作完成后，通過對各階段合理水灰比的記錄對比分析發現其漿液配比一致，從而得出符合設計要求的配合比。在后續施工過程中，可根據實際施工情況對配合比進行適當調整。

注漿管加工和注漿孔位布置，注漿管采用壁厚度為5mm、直徑為42mm的無縫鋼管，長度為3.7m。為保證注漿效果，對需要注漿區域進行區段劃分，注漿順序按照間隔注漿，布設注漿孔洞時，根據施工情況布設，每循環12m，循環間距3m，每循環布置6孔，共計24個孔，每孔深3.5m。

2、施工過程

測量放線，測量員根據孔位布置圖對注漿孔進行放線，放線完成后需對孔位進行二次復核，確保其準確性。

數據采集和設計，建立工作平臺。為保障數據采集及施工作業工作的順利進行，需對所搭設的施工平臺安全穩定性進行計算驗證。作業平臺采用直徑為48mm的鋼管和十字扣件進行搭設，其結果符合各項要求。

鉆孔及注漿管安裝，根據注漿孔洞的位置、角度和深度以選擇鉆孔設備。開孔距離要控制在距離巖面1.2m左右。可以選用風鉆進行開孔，孔徑50mm。鉆孔施工的操作要點有輕加壓、速度慢、給水足等，同時需嚴格做好鉆孔記錄：包括孔號、進尺、起止時間、巖石裂隙發育情況、涌水位置、涌水量、涌水壓力等。鉆孔結束后安裝注漿管，注漿管采用φ42mm、壁厚5mm的無縫鋼管，鋼管長度為3.7m。鉆孔深度達到3.5m時，要對孔內雜物進行清理，然后將注漿管插到孔洞中，外部露出的長度約為15-20cm。在開孔的過程中，要對鉆桿進行上揚調整，從而與鉆桿下垂度進行抵消。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，并因此出現卡鉆情況，要停止鉆孔，對孔洞進行注漿掃孔，然后繼續。到達預計深度之后，要再次進行掃孔，其后安裝好注漿管。

封孔，首先使用鉛絲、木楔等材料填塞注漿孔間隙，然后采用水泥基錨固錨劑進行加固，確保空口管的牢固性，避免漏漿問題。內封堵可以采用雙快水泥，封孔結束之后至少要養護3天，然后再進行注漿。

施工監測，在對上半斷面進行注漿之前，要設置專門的檢測孔，通常位于隧道的上部和兩側。利用抽芯鉆進行檢測孔的鉆取，并取出巖樣，對其進行分析和檢驗，進而判斷地質情況。安裝閥門并測量出水量。首次注漿完成之后，要測量出水量，判定新鉆地質探孔的注漿效果，確保其預期的加固止水效果相符后再進行后續的隧道挖掘工作，從而確保隧道挖掘的質量和安全。

3、效果檢查

檢驗深孔注漿技術的應用效果，并對其進行評價分析，結果如下：通過對技術應用前后效果的對比，可知注漿后，滲漏水區段被有效封堵，隧道表面無明流水，深孔注漿前初支背后注漿無法封堵涌水、明流水。注漿前后對比，注漿效果非常顯著。深孔注漿技術在井嘉區間得到了良好的止水堵漏應用效果，對工程質量的改善有很大的幫助，可推廣到類似的近海復雜地層地鐵項目。

三、結語

綜上所述，隨著地鐵工程數量的增加，地鐵工程施工技術日臻成熟。深孔注漿技術能夠改善暗挖隧道的施工質量，降低暗挖隧道的施工難度，進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一步提升，并且有效緩解我國城市交通壓力。

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