全斷面帷幕注漿技術在暗挖地鐵隧道施工中的應用

劉海濤

（中煤第五建設有限公司第一工程處，江蘇 徐州 221006）

1 引言

暗挖法是當前地鐵隧道項目施工的重要方式，其主要是通過地下開挖、支護、襯砌等方式，完成隧道地下施工內容的一種方法。

2 暗挖地鐵隧道施工中全斷面帷幕注漿的作用

暗挖地鐵隧道施工中，隧道土體開挖會破壞原來土體結構較為平衡的受力狀態，這使得土體有塌陷的風險，同時地鐵施工會影響地下水的通路，此時地下水會滲透到隧道當中，這不僅對隧道項目建設及應用造成較大影響，而且容易對周圍環境造成較大干擾。新時期，采用全斷面帷幕注漿方式，能有效地解決這些問題[1]。

3 全斷面帷幕注漿技術要點

3.1 止漿墻施工

隧道項目施工中，一旦超前地質預報預測出工作面前方有較大水壓，或者圍巖整體較為破碎，則需要進行全斷面帷幕注漿施工。使用該技術前，為確保在最大注漿壓力下，漿液能被注入含水斷層，避免出現承壓水、漿液漏出問題，需要在工作面設置止漿墻，止漿墻通常厚2m。止漿墻具體施工中，先要進行基礎清理，要求將隧道周圍的破碎巖石、浮渣清理干凈，同時要求底板現出硬底。隨后，需要通過風鎬向周圍開挖1.0～1.2m 的溝槽，使其滿足止水墻建設需要。止漿墻澆筑材料多選擇普通硅酸鹽水泥、中砂和粗石子配置的漿料，實際澆筑中，一旦突水點的位置較小，且對止漿墻體積形成限制時，需通過架設鋼筋的方式，增加止漿墻的強度。止漿墻施工還應做好外側圍巖的加固處理，具體加固范圍需根據巖體裂隙發育清理來確定。在完成止漿墻澆筑施工中且混凝土強度達到設計值的75%后，開始進行全斷面帷幕注漿。

3.2 放樣、鉆孔施工

完成孔位放樣后，需按照放樣要求移動鉆機，準備進行鉆孔施工。鉆孔施工要求包括：（1）為確保鉆孔位置的準確性，需要確保鉆管的中線線與放樣注漿孔的中心線吻合，并且并確保鉆機平整、穩固，避免出現孔位切斜問題。（2）注漿孔采用濕鉆法進行鉆進，剛開始鉆進時，要保持低壓力、慢鉆速狀態，然后根據巖層地質情況，進行鉆進速度、壓力的調整。需注意的是，如果鉆孔時的用水量較多，承壓水壓力較大，則需要以出水口為中心的2～4m 范圍內設置分流孔，分流孔一般保持在1～2 個，這樣能確保鉆孔施工的安全性。（3）為確保鉆孔施工的質量，應進行鉆孔指標參數的控制，為后期孔口管安裝和注漿施工創造有利條件（見表1）。（4）完成鉆孔后，需要進行沖孔施工，除風水聯合沖孔外，導管通入大流量水流，從孔底向孔外沖洗也是沖孔施工的重要形式。但要注意的是，對于超前注漿孔，則不需要進行沖孔施工。完成沖孔后，需通過單點法、簡單壓水等方式進行壓水實驗。

表1 全斷面帷幕注漿施工鉆孔位置

3.3 孔口管安裝

鉆孔深度達到3m 后開始安裝孔口管。孔口管本身是一端焊有法蘭盤的鋼管，其是注漿施工的基礎性輔助設備，在空口管上安裝壓力器，不僅能實現鉆孔水壓的有效監測，而且能計算實際的涌水量。在實際安裝中，孔口管的長度根據實際需要確定，通常其 長度多保持在2m。要求所有的注漿孔空口都需要安裝空口管。在空口管安裝前，需要先在鋼管上纏繞麻絲，然后通過鉆機強力推進，最后通過膨脹螺栓對孔口管進行加固處理，這樣能避免水壓過大時孔口管被沖出。

3.4 漿液制備

漿液直接影響著全斷面帷幕注漿的施工質量，在漿液配置中，應嚴格按照全斷面帷幕注漿施工的技術要求，進行漿液配比的控制。為確保水泥、緩凝劑、速凝劑等材料添加準確，需嚴格稱量所加材料的質量，通常水泥、水玻璃的稱量誤差需不超過2%，而外加劑的用量誤差不得超過1%。在加料流程管理中，要求水泥添加前，外加劑已經完全溶解。水泥漿料的攪拌時間需保持在30～180s，配置的漿料需在4h 內用完。

3.5 鉆孔注漿

注漿施工是全斷面帷幕注漿技術應用的核心環節。現階段，前進式分段注漿、后退式注漿是2 種較為常用的方式；前者在巖層破碎地區應用較多，而后者在不良地質條件中應用較多。注漿施工要點包括：（1）要注意注漿順序的系統把控；通常，施工人員需要按照從外圈向內圈注漿的方式進行注漿。（2）注意注漿壓力和注漿量的調整。在注漿過程中，注漿壓力處于持續上升狀態，到終壓條件下時，需穩壓注射10min，要求注漿過程中孔涌水量保持在0.2L/min。（3）注漿結束標準以定壓定量為主，在注漿效果檢測時，應根據注漿狀況，合理地使用鉆孔檢查法，確保注漿質量滿足隧道安全防護需要，對于不符合設計標準的注漿孔，需進行再次注漿處理。

4 全斷面帷幕注漿技術在暗挖地鐵隧道施工項目中的應用

4.1 項目概況

某地鐵隧道施工項目采用暗挖施工方式。項目施工中超前預報預測結果顯示，存在粗砂、粉質黏土、強風化花崗巖，隧道拱部位于強風化花崗巖及粗砂中，地下水較為豐富。為避免地下水對項目的干擾，本項目采用全斷面帷幕注漿技術進行隧道止水出來，有效地提升了項目施工效率與質量。

4.2 全斷面帷幕注漿技術的具體應用

本項目建設中，富水斷層帶的巖體破碎，同時砂層黏聚力較弱，這使得隧道施工中滲水問題明顯，容易引起塌方、掉塊問題。采用全斷面帷幕注漿技術進行處理，施工人員嚴格按照施工準備、止漿墻施工、鉆孔放樣、鉆孔沖孔、壓水實驗、安裝孔口管、漿液配置、注漿、質量檢查的要求進行項目施工。并且在施工中，注重鉆孔及注漿環節的管理，如在鉆孔中，將漿液擴散半徑1.5m 作為鉆孔布置的基本原則，要求鉆桿1 次鉆進1～3m。注漿施工中，采用前進式分段注漿工藝，然后在考慮滲透半徑、注漿厚度、土體空隙率等參數的基礎上，分析有效灌注系數和損失系數，實現單孔注漿的控制，滿足項目防水需要。完成施工后，對全斷面帷幕注漿整體情況進行檢驗，項目施工質量良好，滿足隧道加固、防水需要。

5 結語

全斷面帷幕注漿施工對于暗挖地鐵隧道項目建設質量具有深刻影響。人們只有充分認識該技術在地下項目建設中的作用，然后注重技術應用各環節要點的把控，這樣才能提升全斷面帷幕注漿技術的應用水平，確保其加固及止水職能的發揮，繼而促進暗挖地鐵隧道工程的有序發展。