地鐵隧道淺埋暗挖法施工穿越地裂縫的地層加固措施

程子剛

中煤天津設(shè)計工程有限責(zé)任公司 天津 300122

1 工程概況

西安地鐵8號線東儀路站-會展中心站區(qū)間出東儀路站后，向東沿丈八東路地下敷設(shè)，穿越f9、f9’地裂縫，到達會展中心站。堅井位于朱雀大街南段與丈八東路交叉口西北角，豎井采用倒掛井壁法施工，橫通道采用三臺階法施工。豎井深30.8m，穩(wěn)定水位埋深16.5-21.0m之間，開挖施工前采取打設(shè)降水井進行抽排降水，保證地下水位在開挖面以下1m。地裂縫f9、f9’均未出露，屬于隱藏地裂縫，大致走向近NE,傾向SE.傾角約80°[1]。根據(jù)揭探剖面，地裂縫f9第一層古土壤層錯斷2.12m；地裂縫f9’中更新世Q2地層錯斷，斷距不清。

根據(jù)地勘圖顯示，東會區(qū)間f9’地裂縫位于豎井西側(cè)，如圖1。目前根據(jù)豎井及已開完的橫通道地質(zhì)情況顯示，地裂縫位于豎井東側(cè)，橫通道開挖范圍，與地質(zhì)勘察報告存在出入。橫通道上臺階開挖至第三榀（進尺1m）時掌子面出現(xiàn)滲水情況，局部出現(xiàn)細小縫隙（1-3mm），開挖至3m時掌子面右側(cè)滲水較大，掌子面土體呈現(xiàn)出較大的破碎帶。開挖過程中起拱線高度出現(xiàn)局部掉塊情況。在后續(xù)施工中超前小導(dǎo)管注漿時進行了封面注漿，并嚴(yán)格按照設(shè)計壓力進行注漿，注漿漿液為水泥水玻璃雙液漿。按照此要求現(xiàn)場開挖了5m左右后，在掌子面左側(cè)出現(xiàn)較大滲水情況。

2 加固措施

針對現(xiàn)場掌子面土體滲水及破碎情況，為確保施工安全，超前小導(dǎo)管注漿時現(xiàn)場采取了封面注漿措施。經(jīng)過兩個循環(huán)注漿，當(dāng)開挖至9m時，橫通道左側(cè)起拱部位開始出現(xiàn)較大滲水情況，右側(cè)起拱部位滲水減小。8-11m時現(xiàn)場土層依然呈現(xiàn)破碎狀。針對現(xiàn)場情況，圖紙設(shè)計的超前小導(dǎo)管加固措施已無法滿足現(xiàn)場施工要求。根據(jù)施工現(xiàn)狀，結(jié)合以往西安地鐵地裂縫破碎帶開挖涌水處理經(jīng)驗，并參考西安地裂縫場地與工程設(shè)計規(guī)程關(guān)于地裂縫影響區(qū)的相關(guān)規(guī)定，現(xiàn)場采取深孔注漿處理，注漿范圍為：上臺階掌子面左右起拱線位置及拱頂部位，主要對地裂縫破碎區(qū)域及拱頂進行加固，橫通道上臺階起拱線格柵內(nèi)側(cè)左右各一個注漿孔，拱頂一個注漿孔，注漿擴散半徑1m（參照《城市軌道交通隧道工程注漿技術(shù)規(guī)程》DB11/1444-2017.中9.1表中巖層破碎帶擴散半徑）注漿深度17m，注漿孔直徑為Φ42，注漿壓力為1.5-2.0Mpa。采用后退式注漿[2]，注漿孔采用直徑為Φ42雙重管進行注漿。

由于采用深孔注漿的壓力大，而掌子面強度較小，為有效防止?jié){液沖破掌子面，需要對掌子面進行加強處理[3]，處理方法是對掌子面進行封堵，采用掛Ф8@15×15cm鋼筋網(wǎng)噴射厚度200mmC25早強混凝土進行掌子面封閉，形成止?jié){墻，如圖3。注漿加固范圍主要為掌子面出水較大區(qū)域及橫通道拱頂位置，注漿漿液采用水泥水玻璃雙液漿。

注漿前為確保止?jié){墻穩(wěn)固，防止止?jié){墻漏漿或漏水，先對止?jié){墻2m范圍進行注漿加固，注漿壓力控制在0.8Mpa內(nèi)，防止注漿壓力過大對止?jié){墻造成破壞。

注漿漿液采用水泥水玻璃雙液漿，注漿漿液比例為1:1，漿液凝固時間控制在40s-60s。每班注漿前根據(jù)現(xiàn)場情況進行漿液調(diào)試，確保漿液凝固時間符合要求。深孔注漿壓力根據(jù)鉆桿不同深度，注漿壓力不同。根據(jù)現(xiàn)場施工記錄，現(xiàn)場不同深度注漿壓力基本為：17-15米注漿壓力1.0-1.5Mpa（擴散半徑約1.5-2.0m），11-15米注漿壓力2.2Mpa（擴散半徑約2.0-3.0m），9-11米注漿壓力1.5Mpa（擴散半徑約1.5-2.0m），7-9米注漿壓力1.6Mpa（擴散半徑約1.7-2.5m），5-7米注漿壓力1.3Mpa（擴散半徑約1.1-2.0m），5米內(nèi)注漿壓力1.2Mpa（擴散半徑約1.5m）。

3 加固后效果

通過深孔注漿加固后，掌子面原來土體之間的裂隙已被雙液漿填充密實，雙液漿在裂隙中形成了脈狀填充，對破碎的土體產(chǎn)生了很好的粘結(jié)作用，加強了土體的整體穩(wěn)定性和密實性。開挖過程中已無土體掉塊及滲水的情況。

4 結(jié)語

通過此次深孔注漿工藝實際應(yīng)用，有效的解決了地鐵淺埋暗挖橫通道穿越地裂縫施工過程中的安全施工問題，不僅大大提高了施工進度，而且也從根本上杜絕了滲水塌方事故的發(fā)生，周邊建筑物的沉降值也控制在設(shè)計允許的范圍之內(nèi)。充分體現(xiàn)了在富水破碎帶地層等不良地質(zhì)地段采用深孔注漿加固掌子面及固結(jié)止水的技術(shù)可行性。通過對暗挖橫通道穿越地裂縫破碎帶加固后掘進施工的深度解析，揭示了深孔注漿加固技術(shù)的機理和工藝特色以及在城市地鐵暗挖隧道穿越地裂縫等破碎帶地層中的應(yīng)用效果。