姚念軍（西安市地下鐵道有限責(zé)任公司，陜西　　西安　710018）

地鐵暗挖區(qū)間濕陷性黃土地層滲漏注漿施工技術(shù)

姚念軍
（西安市地下鐵道有限責(zé)任公司，陜西西安710018）

摘要：通過(guò)對(duì)西安地鐵三爻～鳳棲原區(qū)間污水管道滲漏水WSS注漿處理，闡明了滲漏水穿越老黃土，土體自穩(wěn)性變差，加大了土體對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的局部壓力。在隧道濕陷性黃土地層中注漿試驗(yàn)證明，注漿技術(shù)不僅適用于軟弱地層和砂層的注漿止水工程，同樣適用于黃土地層中，能夠達(dá)到封閉止水、固結(jié)土層的效果。

關(guān)鍵詞：地鐵；暗挖區(qū)間；滲漏；注漿

1　工程概述

西安地鐵三爻～鳳棲原區(qū)間工程，在開(kāi)挖掌子面進(jìn)至某段里程時(shí)，隧道拱部出現(xiàn)了幾種水線(xiàn)漏水的情況，而且在開(kāi)挖過(guò)程中有土塊塌落情況的出現(xiàn)。除此之外，掌子面處核心土坍塌以及已完成部分出現(xiàn)滲水漏水情況。為確保掌子面穩(wěn)定，暫時(shí)停止施工作業(yè)，同時(shí)對(duì)施工掌子面臨時(shí)進(jìn)行網(wǎng)噴混凝土封閉?？紤]到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和施工安全，需要對(duì)其進(jìn)行滲漏水注漿處理。

2　施工中注漿方案的確定

2.1分析滲漏水出現(xiàn)的原因

通過(guò)實(shí)地勘察以及相關(guān)資料的查詢(xún)，結(jié)合施工地周?chē)芫€(xiàn)、水源調(diào)查結(jié)果分析，出現(xiàn)滲水漏水的部位周邊情況為污水管道、華美學(xué)院內(nèi)部的化糞池以及排水管道支管等，除此之外，并無(wú)其他情況發(fā)現(xiàn)。通過(guò)統(tǒng)計(jì)晴雨天不同時(shí)段滲水情況，判斷天氣下雨是否影響隧道內(nèi)部滲水，最后得出沒(méi)有影響。因此判斷滲漏水是由污水管漏水引起的，隧道線(xiàn)路原有土體長(zhǎng)期處于浸泡狀態(tài)，開(kāi)挖時(shí)土體軟弱失穩(wěn)進(jìn)而出現(xiàn)坍塌情況。

2.2選擇合適的注漿方案

（1）地面注漿

地面注漿方案有著自己明顯的優(yōu)勢(shì)，可以將滲漏水的線(xiàn)路更改，讓其偏離隧道上方土體，同事也不會(huì)對(duì)隧道初至作業(yè)的進(jìn)度產(chǎn)生影響；但該施工地點(diǎn)處于交通十字地段，地面交通繁忙，采用地面注漿直接影響交通。地面有自來(lái)水以及天然氣管道，施工過(guò)程中不能采用有效的控制手段。辦理審批文件需要較長(zhǎng)的時(shí)間，直接影響施工進(jìn)度。

（2）洞內(nèi)注漿

相比于地面注漿，洞內(nèi)注漿可以對(duì)隧道上方的土體進(jìn)行有效加固，很好的實(shí)現(xiàn)止水的目的。同時(shí)因?yàn)槭窃诘叵率┕?，不?huì)對(duì)地面交通產(chǎn)生大的影響，也省去了申請(qǐng)占道手續(xù)的時(shí)間，施工周期短，最主要的是工程花銷(xiāo)較低；其缺點(diǎn)就是影響前方初支施工進(jìn)度。

經(jīng)過(guò)比較分析，洞內(nèi)注漿干擾少、周期短、見(jiàn)效快、費(fèi)用低，所以確定注漿采用洞內(nèi)注漿。

2.3注漿參數(shù)的設(shè)計(jì)及確定

（1）布置注漿孔以及注漿順序

首先需要考慮一個(gè)問(wèn)題，就是該隧道屬于復(fù)線(xiàn)隧道，為了避免左線(xiàn)隧道拱部止水之后，造成右線(xiàn)隧洞出現(xiàn)滲漏水。那就需要從左線(xiàn)隧道西側(cè)拱頂漏水位置開(kāi)始打孔以及注漿，這些注漿孔深10m彼此間相距1m，向西偏15°，以保證注漿液可以形成完整的帷幕。在拱頂西側(cè)的注漿孔總共有六排，第一排注漿孔15個(gè)，順著第一排方向向東1.5m設(shè)置第二排注漿孔，注漿孔向西偏7.5°，共有14個(gè)孔，孔深8m，以此類(lèi)推，其中兩端位置的孔深為6m。注漿施工時(shí)，需要按照由南向北，先西后東的順序進(jìn)行。

（2）注漿孔的主要技術(shù)參數(shù)

如圖1所示，其為注漿孔的立面布置圖，其中注漿孔直徑為4.2cm，注漿中擴(kuò)散半徑為100cm～150cm。注漿液凝結(jié)需要時(shí)間為20s～1800s，注漿過(guò)程中需要將注漿壓力保持在300kPa～500kPa。

2.4注漿施工過(guò)程需要注意的問(wèn)題

本工程采用的注漿法師雙液化學(xué)注漿法，其工作原理是根據(jù)工程的要求以及底層的實(shí)際情況，預(yù)先配置好所需要的化學(xué)漿液，將這些漿液放在不通的容器里面。當(dāng)鉆進(jìn)機(jī)具將鉆桿推送至預(yù)先設(shè)計(jì)好的深度時(shí)，利用注漿泵通過(guò)二重管將注漿液噴入到地層內(nèi)部，最終達(dá)到止水的目的。

（1）工藝流程

第一階段：AC漿液注漿止水，注漿過(guò)程中應(yīng)該采用直徑2.5cm的鋼管，沿著隧道法線(xiàn)方向打入圍巖，其深度不得低于1.5m，不得高于2m。

第二階段：采用AB+AC漿液注漿加固，注漿管采用直徑4.2cm的鋼管，在施工時(shí)主要采用垂直鉆桿回抽注漿法和擴(kuò)散式傾斜鉆桿回抽注漿法注漿。

（2）施工方法

施工開(kāi)始前需要做好調(diào)查地下管線(xiàn)的工作，避免施工過(guò)程中出現(xiàn)意外，方便施工中調(diào)整注漿壓力、注漿量，避免壓力過(guò)大造成漿液進(jìn)入既有管線(xiàn)，影響人們正常生活；注漿孔按間距不大于1.5m交聯(lián)等邊三角形布置；接著需要做好鉆機(jī)定位工作，特別是上拱位置。鉆機(jī)需要安放在操作平臺(tái)上面，為了確保鉆機(jī)可以正常工作，對(duì)于操作平臺(tái)的高度需要仔細(xì)計(jì)算后才能確定，這樣才能確保鉆孔角度處于最佳狀態(tài)。開(kāi)鉆的時(shí)候確保鉆桿傾斜度不超過(guò)1.5°，同時(shí)布控點(diǎn)和鉆頭點(diǎn)位之間存在的誤差不超過(guò)8cm。

鉆孔過(guò)程中，鉆桿角度要精確計(jì)算，并且及時(shí)觀(guān)察鉆孔進(jìn)度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)坍塌情況出現(xiàn)的時(shí)候，需要立刻停止鉆孔，接著回抽注漿加固，確保加固效果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)之后，就可以停止注漿了，這時(shí)需要調(diào)整孔位，在臨近孔位繼續(xù)鉆孔施工；選擇注漿液的時(shí)候，需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)具體的地質(zhì)情況，同時(shí)選用的計(jì)量工具要準(zhǔn)確按照既定配方配料施工，第一循環(huán)一般作為試驗(yàn)段施工，根據(jù)注漿效果及時(shí)調(diào)整漿液配合比及懸濁液和溶液注入比例，確定最佳的漿液配合比及漿液注入比例。

注漿施工過(guò)程采用的是分段回抽注漿法，通常情況下回抽步距為0.3m，施工順序先外圍后中心。通過(guò)結(jié)合此項(xiàng)工程的實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格計(jì)算認(rèn)為，總漿液中有70%為溶液型漿液，其余30%為懸濁液，這樣的比例分配可以很好的確保施工質(zhì)量，達(dá)到預(yù)期的加固效果。同時(shí)注漿過(guò)程中為了保證施工的順利進(jìn)行，注漿壓力應(yīng)該維持在300kPa，同時(shí)要有專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行操作。注漿過(guò)程中如果出現(xiàn)壓力突然變化時(shí)，應(yīng)該第一時(shí)間停止注漿。

圖1　注漿孔立面布置圖（單位：mm）

3　注漿過(guò)程施工質(zhì)量及安全控制要點(diǎn)

3.1注漿質(zhì)量控制要點(diǎn)

鉆孔施工過(guò)程中，需要嚴(yán)格按照施工布置圖進(jìn)行，同時(shí)孔位也要布置精確，最重要的就是做好鉆機(jī)的定位工作；為了確保配料的質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配方進(jìn)行排料；注漿施工過(guò)程中，應(yīng)該按照順序分步進(jìn)行。當(dāng)注漿過(guò)程中發(fā)現(xiàn)壓力突然變化的時(shí)候，應(yīng)該在第一時(shí)間停止注漿。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行注漿量的確定，當(dāng)實(shí)際施工中出現(xiàn)跑漿情況時(shí)，應(yīng)該采取一定的措施以保證注漿量符合設(shè)計(jì)要求；施工過(guò)程中每道施工程序應(yīng)該安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)操作記錄；注漿施工過(guò)程中，需要注意地面是否出現(xiàn)隆起、注漿液溢出等情況，同時(shí)需要加強(qiáng)施工地段的沉降觀(guān)測(cè)。

3.2注漿過(guò)程安全控制

鉆機(jī)注漿泵和高壓管路在安裝好之后，必須進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，以確保機(jī)械性能以及壓力表等裝置運(yùn)行良好，做好相關(guān)的試運(yùn)行之后，才能正式開(kāi)始施工。每次注漿開(kāi)始前，對(duì)于安全閥以及壓力表的靈敏度都需要認(rèn)真檢查，確保性能良好之后將其調(diào)整到規(guī)定的注漿壓力位置；安裝高壓管路以及泵頭各部件的時(shí)候，仔細(xì)檢查各絲扣之間的聯(lián)系是否緊密，在確保聯(lián)接緊密之后，方能開(kāi)始注漿，注漿施工過(guò)程中，為了防止密封膠沖式閥門(mén)出現(xiàn)破裂傷害到工作人員，要禁止施工人員出現(xiàn)在注漿孔附近；注漿施工中不能隨意停水、電，當(dāng)遇到停水以及停電情況的時(shí)候，需要提前通知相關(guān)人員，相應(yīng)的人員在確保注漿以及沖洗完成后，才能停水停電。施工過(guò)程中施工人員需要做好相應(yīng)的防護(hù)處理，帶好安全帽、防護(hù)眼鏡、手套等用品。

圖2　隧道雙重管注漿工藝流程

結(jié)語(yǔ)

注漿前，隧道兩側(cè)邊墻與掌子面滲水點(diǎn)多，滲水量大，尤其是邊墻和拱頂處出現(xiàn)涌水，發(fā)生多次坍塌，施工開(kāi)挖難度較大。注漿加固后，已完初支部分和掌子面土體無(wú)滲水，開(kāi)挖后，漿液與土體固結(jié)為一體，漿脈延伸較完整，土體基本擠密，達(dá)到了預(yù)期的加固、止水目的。通過(guò)在隧道濕陷性黃土地層中注漿試驗(yàn)證明，WSS注漿技術(shù)不僅適用于軟弱地層和砂層的注漿止水工程，同樣適用于黃土地層中，能夠達(dá)到固結(jié)土層，封閉地下水的顯著作用，解決了普通注漿方法在黃土地層中注漿漿液擴(kuò)散不理想，漿液固結(jié)土層緩慢而造成漿液流失的缺點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

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[2]張民慶，彭峰.地下工程注漿技術(shù)[M].北京：地質(zhì)出版社，2008.

中圖分類(lèi)號(hào)：U45

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A