馬洪偉

(鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司，天津　30251)

A discussion of Tianjin Metro drilling hole sealing method

MA Hong-wei

天津地鐵鉆孔封孔方法探討

馬洪偉

(鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司，天津30251)

A discussion of Tianjin Metro drilling hole sealing method

MA Hong-wei

摘要結(jié)合以往天津地區(qū)地鐵施工中出現(xiàn)的基坑內(nèi)涌水問題及經(jīng)驗教訓(xùn)，闡述在天津地鐵勘探中鉆孔封孔的操作方法及控制要點。實踐表明，天津地區(qū)地鐵勘探中采用此鉆孔封孔注漿方法可行，滿足鉆孔回填及環(huán)境保護的要求，封孔效果良好。

關(guān)鍵詞地鐵封孔探討

在以往的鉆孔封孔中，天津地區(qū)普遍采用從孔口向下投放黏土球或水泥砂漿的方法，由于地層縮孔的原因，一旦黏土球或水泥砂漿投放下不去，處理起來難度較大，造成鉆孔下半部分形成空洞。天津地鐵施工，車站一般采用明挖法施工，基坑的開挖深度為15～25 m，勘探孔的平均深度一般大于45 m。在基坑開挖過程中，由于鉆孔封孔效果不好，地下水在失去上覆地層壓力的條件下，受水頭差及承壓水的作用，從孔內(nèi)向上流出或噴出。

天津地區(qū)地層為第四系黏性土及粉細砂地層，地下水屬第四系孔隙潛水及承壓水，地下水位埋藏較淺，一般埋深為0.8～3.0 m。依據(jù)土層滲透性、水賦存條件分析，工程范圍內(nèi)地下水主要賦存于第Ⅰ海相層的粉土、粉砂，第Ⅱ及Ⅲ陸相層的粉土、粉細砂，第二海相層下部地層的粉砂細砂及粉土中，第一含水層位于3～8 m，為潛水，第二、三、四層含水層分別位于12～13 m，18～25 m，32～38 m，為承壓水。粉土滲透系數(shù)K=0.5～1.0 m/d，粉、細砂滲透系數(shù)K=1.0～10.0 m/d。

天津地區(qū)地鐵施工過程中，由于施工現(xiàn)場位于市區(qū)，建筑物密集，地下水夾帶泥沙的大量涌出，造成地面以下產(chǎn)生空洞及場地附近地面下沉及周圍建筑物開裂等問題，給地鐵施工造成很大影響。為了提高鉆孔的封孔質(zhì)量，決定在天津地鐵進行鉆孔的封孔試驗。

1原因分析

為了圓滿完成本次封孔試驗，根據(jù)目前現(xiàn)狀，從人員、設(shè)備、工藝、環(huán)境、材料五個方面，對影響鉆孔封孔質(zhì)量差的各個因素進行分析，如圖1所示。

圖2　影響鉆孔封孔質(zhì)量的因素

通過對末端因素逐條分析，認為其中有3條是影響本次鉆探任務(wù)質(zhì)量和效率的主要直接因素。將其確定為要因，見表1。

經(jīng)確認，主要原因是：

①封孔方法選擇不當(dāng)；

②水灰比選擇不當(dāng)；

③場地條件受限。

表1　要因分析論證

2解決措施及效果

(1)措施1

經(jīng)過認真研究，決定采取向鉆孔內(nèi)注入水泥漿的方法加以解決?，F(xiàn)場設(shè)備和材料：文登150型鉆機、泥漿泵、φ42鉆桿、漿液攪拌桶、泥漿回收桶、325號水泥(50 kg/袋)，如圖2所示。

圖2　鉆機注漿示意

終孔后，迅速將鉆桿連接，下至距孔底1.0 m的位置，在漿液攪拌桶內(nèi)配制水泥漿并攪拌均勻，用泥漿泵將漿桶內(nèi)水泥漿通過鉆桿注入孔底，使水泥漿從孔底自下向上返，將孔內(nèi)的泥漿和水排出孔外，在水泥漿返至孔口后，停止注漿，將鉆桿提升5 m左右，靜置約5～10 min后進行二次注漿，在水泥漿返至孔口后，繼續(xù)提升，重復(fù)上述操作，直至孔口。

實踐證明：在整個過程中，封孔按照從下而上的順序進行，可以有效避免鉆孔下部出現(xiàn)空洞，保證封孔質(zhì)量。

(2)措施2

在攪拌桶內(nèi)按照水灰比1∶1，1∶1.5，1∶2，1∶2.5分別進行了配置實驗。試驗證明，水泥漿的粘稠度隨水灰比的增大而減小，但是水灰比大時，水泥顆粒沉降快，漿液不穩(wěn)定，容易析水回濃，可灌性并不太好，對保證加固強度、抗?jié)B系數(shù)也不利。而水灰比過小又會造成攪拌及吸漿困難，滿足不了注漿要求。最終選擇1∶2水灰比，并在現(xiàn)場進行注漿試驗，見表2。

表2　泥漿配比與試驗

水泥硬化后，現(xiàn)場進行了鉆孔抽芯驗證：巖芯呈短柱狀及碎塊狀，手掰不易碎，證明選擇1∶2的水灰比注漿效果良好，滿足封孔要求。

(3)措施3

在向鉆孔內(nèi)注漿的過程中，在水泥漿從孔底返至孔口的同時，用泥漿泵將泥漿坑內(nèi)泥漿吸入泥漿回收桶內(nèi)，通過貨車排入指定場所，盡可能恢復(fù)現(xiàn)場原狀。

實踐證明：此方法可有效防止對周圍環(huán)境造成破壞和污染，滿足路政和市容部門的要求。

3結(jié)論

綜上所述，在地鐵鉆孔中采用以上鉆孔注漿方法可行，可以保證封孔質(zhì)量，提高封孔效率，避免對市區(qū)道路造成破壞和污染。

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中圖分類號：P634

文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-7479(2015)01-0073-02

作者簡介：馬洪偉(1972—)，男，2007年畢業(yè)于天津大學(xué)土木工程專業(yè)，工程師。

收稿日期：2014-11-27