淺談淺埋暗挖隧道WSS 注漿施工

井 勇

（中鐵十八局集團第一工程有限公司， 河北 涿州 072750）

1 工程概況

廈門環島路（鰲山路-高殿二號路段）道路工程II 標起點位于海堤路下，終點往長岸路方向接杏林大橋左、右線輔道，線路總長1.152km。主線隧道左線全長473m，右線全長489m，根據結構型式分為明挖暗埋段和淺埋暗挖段，隧道左線明洞長161m，暗洞長312m，右線明洞長191m，暗洞長298m，主線隧道沿線依次下穿特區供水管、軌道1 號線、高崎站貨場、中埔路、鷹廈鐵路、高崎聯絡II 線后出隧道接入U 型槽結構。

隧道工程淺埋暗挖段地質條件差，地下水豐富、地下水位高、埋深較淺、下穿鐵路股道多，隧道主要穿越殘積砂質粘性土和全風化花崗巖，V 級圍巖，屬特殊環境淺埋富水軟弱圍巖隧道，施工難度大，安全風險高。

2 注漿方案

根據隧道地質情況，結合周邊環境因素，為確保鐵路沉降滿足線路幾何尺寸的要求，對隧道進行全斷面注漿施工，選擇WSS 無收縮注漿施工方案。

此注漿方案適用于各種土層條件，可根據工程實際情況不斷地進行調整，漿材混合液和注漿的方向性可隨時調節，漿材的凝膠時間可以從瞬結到緩結，能夠實現定向、定量、定壓注漿施工，這種調節能力和適應性能夠很好的滿足對地表沉降要求較高的淺埋暗挖隧道下穿鐵路施工，在注漿時通過地表監測實時分析地表隆起情況，并對注漿方案進行及時的優化調整。同時，此注漿方案還具有其他特性：漿液分布較錨桿均勻，能有效地提高土體的整體強度止水效果。相比傳統的注漿施工藝，此注漿方案具有效果好、工期短、污染小、機械化程度高等優點。

3 注漿施工工藝流程

注漿前準備工作：止漿墻架設I18 工字鋼掛網噴錨封閉→按照施工方案布設注漿孔

注漿作業：架設鉆機平臺→鉆機定位→配置漿液鉆→孔注漿→鉆機移位→循環至注漿結束

效果檢驗評定：鉆孔取芯驗→效果評定→開挖支護或補孔注

4 注漿施工技術方法

4.1 WSS 標準漿液配合比

詳細注漿配比見表1。

表1 WSS 標準漿液配合比

4.2 施工方法

WSS 超前預注漿為全斷面注漿止水加固（鉆機鉆孔角度可調整水平及180 度鉆孔注漿），注漿每循環長度為5-20m（鐵路范圍采用短距離勤注漿的方法），一循環注漿段完成后預留2m 不開挖作為下循環的止漿墻。

止漿墻施工：采用WSS 超前預注漿時，采用橫向設置鋼架支撐，并在鋼架前后鋪設網片，再噴射50cm 厚混凝土封閉掌子面。支撐采用I18 型鋼拱架，間距1米，兩端與初支拱架采用焊接連接。

注漿孔布置：在隧道開挖上斷面環向布設注漿孔，其布孔環向間距為80cm，在臨時仰拱處布孔間距為120cm，外插角5-15°，長距離孔深20m，短距離為5m；以固結隧道開挖斷面范圍內外的地層，達到土體改良、地質強化止水的作用，注漿加固范圍為隧道輪廓線外4m；打孔依照先下后上，左右對稱，外圈與內圈，同序間跳孔施工，盡可能減少對地層的擾動。

4.3 控制措施

（1）在隧道下穿鐵路影響范圍，WSS 全斷面超前注漿采用短距離注漿的方法，每循環注漿長度控制在5m，開挖3m，循環掘進。

（2）WSS 注漿在短距離注漿過程中，未達到對隧道周邊圍巖止水加固的效果，將掌子面布孔間距加密，調整為40cm。

（3）由于短距離注漿，注漿壓力調整至0.5Mpa～1MPa，避免因注漿壓力過大造成地表及線路隆起。

（4）注漿過程中，加強鐵路范圍的監控量測，根據檢測結果及時調整逐漸參數，調整配合比，降低注漿壓力。

5 注漿施工保障

5.1 人員配置

配置足夠的勞動力，滿足復合式超前預注漿施工的需求，減少工序施工時間，達到最佳勞動效率，加快施工進度，人員配備詳見表2。

表2 人員配置情況表

5.2 設備配備

本項目根據現場實際情況，配置兩臺注漿設備，采取間斷式注漿，施工時，兩臺設備同時鉆孔，交替注漿，避免造成較大隆起，詳細情況見表3。

表3 設備配備情況表

6 監測及優化

6.1 地表監測

為及時掌握注漿對地表造成的隆起情況，為隧道下穿鐵路提供技術參數，在注漿范圍內地表及鋼便梁上設置監測網，采用水準儀進行日常觀測，觀測頻率為2次/天，并采用全站儀自動對Ⅰ、Ⅱ道鋼便梁位置監測點進行輔助監測，通過對數據搜集整理，繪制隆起值與注漿范圍、時間與隆起值的曲線關系圖，分析注漿影響范圍。

6.2 隆起分析

（1）基本規律：

地表隆起最大值主要集中在注漿范圍中間段內（線路方向），呈拋物線趨勢；注漿最大隆起值累積3mm-53mm，位于注漿范圍拱頂正中心位置（橫向方向），呈拋物線趨勢。

（2）原因分析：

此次引起地表隆起的關鍵因素是注漿量飽和、注漿壓力、注漿配合比、注漿漿液重合，主要原因有：

①拱頂埋深淺： 9.2～ 10.3m；

②注漿孔密度：上斷面注漿孔分布密集，形成保護外殼；

③壓力遞增：尾部小中部大止漿墻位置小，注漿漿液化學反應形成后期壓力；

④注漿量：注漿量大擴散范圍廣、縱向隆起延伸長及隧道兩側地表影響大；

⑤本次注漿存在漿液流動少量相交，且注漿過程中發現地質松散、節理裂隙發育，故Ⅰ道附近也有隆起。

6.3 優化方案

為進一步解決地表隆起、營業線運營安全，隧道內開挖安全的問題，從如下方面入手：

（1）注漿孔分布：注漿順序（上下、內外相互交錯），交叉性注漿，間歇性注漿 ；

（2）壓力遞增：調整配合比，平衡壓力注漿；

（3）孤石注漿效果的保障：孤石周圍多打孔、均勻注漿、控制注漿量，小孤石穿透注漿、大孤石上部少量注漿；

（4）左線注漿最后一循環由一端進行超前預注漿；

（5）營運線路進行架設鋼便梁加固處理，并對鋼便梁下方進行道砟清理，形成一定空間確保線路運營安全。

7 結束語

本工程項目在地質條件差、富水量大且下穿結構物較多的施工環境下，結合工期要求，采取WSS 無收縮超前注漿方案，既提高了工作效率又保障了工程質量，注漿效果較理想，滿足隧道正常開挖施工，且地表隆起值在可控范圍。WSS 無收縮超前注漿方法適用于淺埋暗挖隧道施工，本項目對此類工程施工具有一定借鑒意義。