杜　輝，禹作利

（天津市水利工程有限公司，天津300222）

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綜合注漿在南水北調工程中的應用

杜輝，禹作利

（天津市水利工程有限公司，天津300222）

［摘 要］本文以南水北調天津干線輸水箱涵管幕-頂涵穿越津保高速工程為實例，介紹了綜合注漿加固措施在項目實施期間的重要意義及關鍵技術，可供類似工程施工人員參考。

［關鍵詞］管幕-頂涵；綜合注漿；土體加固；南水北調工程

1　工程概況

南水北調中線一期工程天津干線廊坊市段TJ4-5標段，全長9.148 km。其中，穿越保津高速公路段里程樁號為XW 130+732-XW 130+882，穿越段全長150 m，其中箱涵頂進暗挖段長70 m，明挖段長80 m。南水北調中線天津干線工程穿越保津高速公路里程樁號K777+105 km處（保津高速公路與天津交界處，河北一側），與高速公路交角122°。該處以現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱涵設計，箱涵結構尺寸為3孔4.4 m×4.4 m，全寬15.6 m，高5.9 m。該工程原設計為淺埋暗挖設計方案，后經(jīng)專家反復論證，認為穿越箱涵處地下水位較高，箱涵頂存在淤泥質土層，為了較好地控制施工期間路基沉降，保證工程實施期間高速公路運行安全，結合該段地質條件，設計采用了管幕-頂涵法施工。

2　地層巖性

根據(jù)鉆孔資料，建筑物場區(qū)揭露的地層均屬第四系全新統(tǒng)松散沉積物，按其地層時代、成因類型及巖性特征由老至新分述如下：

1）第四系全新統(tǒng)下段沖積層（alQ）：全區(qū)分布，頂板高程為-7.45～-7.64m，厚7.7～9.5 m。巖性由黃褐色、淺灰～灰黃色砂壤土和壤土組成。

2）第四系全新統(tǒng)中段海積層（mQ）：全區(qū)分布，頂板高程-2.04～-2.92 m，厚4.6～5.5 m。巖性為灰色壤土。

3）第四系全新統(tǒng)中段湖沼相沉積層（l+hQ）：全區(qū)分布，頂板高程3.26～2.45m，厚4.5～6.0m。巖性由灰黃、灰綠～灰褐色粘土和淤泥質粘土組成。

4）第四系全新統(tǒng)上段沖積層（alQ）：全區(qū)分布，頂板標高為4.66～2.96 m（地面高程），厚0.5～1.4 m。巖性為褐～黃褐色砂壤土。

輸水箱涵主要穿過淤泥質粘土1+hQ24、粘土1+hQ 24及壤土層mQ 24，坐落于壤土層上。

3　綜合注漿的目的及范圍

綜合注漿是指在頂進施工前、頂進過程中及頂進就位后分別對影響工程安全和工程質量的關鍵部位進行同時或分階段注漿。

3.1涵體頂進作業(yè)前

從研究進程來看 我國深度學習的真正研究始于2005年，2010年后相關研究日漸增多，2013—2017年一直保持逐年增長的研究態(tài)勢。隨著國內外深度學習的專注度及學習科學的發(fā)展，從近幾年的研究成果可以看出，國內深度學習研究從初期關于學習概念、內涵的技術研究，到目前實踐與應用研究，研究主題呈現(xiàn)本土化，包括基于翻轉課堂、移動教學、MOOC、SPOC等個案探索實驗，均體現(xiàn)了深度學習在國內的持續(xù)發(fā)展。

1）對高速路路基注漿。路堤注漿加固范圍為頂層管幕以上至高速路面以下2 m，主要目的是通過在原狀土體中高壓注入水泥漿液，使水泥漿液與土體發(fā)生一系列的物理化學反應，將高速路基土體固結成塊體，以增強路基的整體穩(wěn)定性和密實度，提高土體抗彎、剪性能，對于控制路基沉降有著重要的意義。

2）對管幕間空隙注漿。管幕頂進就位后，對鋼管與鋼管之間的間隙進行注漿，目的是為阻擋外界來水。

3）對底排管幕以下土體注漿。在底排管幕頂進就位后，向底排管幕以下2 m范圍內注入水泥漿液，加固土體，主要目的是通過注漿將土體內的地下水滲漏通道堵塞，同時進一步擠密土體，增強土體對底排管幕滑道的支撐作用。

4）對頂涵掌子面水位線以下土體注漿。主要目的是增強掌子面土體的穩(wěn)定性，進一步增強頂進開挖過程中掌子面土體對高速公路路基的支撐。

5）對左右兩側管幕以外土體注漿加固。對兩側管幕外各5～8 m范圍內的土體進行注漿加固，主要目的是通過向這部分土體注漿來進一步增大箱涵左右兩側的土體強度和密實度，減小由于涵體與土體對路面重量的承載力不一致引起高速公路在后期運行過程中，在涵體和路基土體銜接處形成的跳車現(xiàn)象。

3.2頂進作業(yè)過程中

對高速路路面以下1.5～2.0 m范圍土層進行微壓力注漿頂升。根據(jù)管內測尺數(shù)據(jù)，利用特制注漿噴嘴，在局部小范圍內以脈沖方式注入水泥漿液，從而固結為一5～20 mm厚的水泥石薄層，補償頂進過程中損失的部分土體，補償路面沉降。

3.3頂進就位后

1）對管幕周邊空隙進行置換注漿。當一個編號孔的管道全部頂進完成后，通過預埋在管身的減阻泥漿管注入水泥漿。主要目的是通過注漿填充頂進施工擾動造成的管幕外周的空隙，增強土體穩(wěn)定性，降低沉降風險。

2）對涵體周邊空隙進行置換注漿。當涵體頂進就位后，通過注漿管路壓入水泥漿，置換掉涵周用于頂進潤滑的化學漿。主要目的也是通過注漿填充頂進施工擾動造成的箱涵外側與管幕之間的土體空隙，增強土體穩(wěn)定性，降低沉降風險。

4　注漿流程及施工方法

4.1注漿順序及流程（見圖1）

4.2注漿施工方法

根據(jù)不同的作業(yè)環(huán)境及注漿要求，分別采用以下幾種方法進行土體固結注漿。

4.2.1花管注漿

對路基土體、管幕底土體、管幕兩側土體采用花管注漿方案。用帶孔的鋼質花管鉆孔后插入土中，封閉管口周圍（預留回漿孔），再用壓力將漿液注入花管中，漿液從孔中灌入土層，在土中形成加固土。

花管注漿的步驟為：1）鉆孔沉管或采用振動法將花管壓入土層。若采用鉆孔法，應向鉆孔內灌入封閉泥漿（封孔器封孔），然后插入花管。2）鉆孔中注入封閉泥漿。3）待封閉泥漿凝固后，在移動花管自下向上進行注漿。

壓力注漿布孔間距0.8 m，梅花形布設，鉆桿直徑32 mm，單根長1 m（可連續(xù)接長），花管長1 m。注入土體的水泥漿液水灰比1∶1，為42.5普通硅酸鹽純水泥漿。漿液通過鉆桿底部花管上的噴漿嘴噴射進入土體，注漿壓力0.2～1.0 MPa，達到預定孔深后，開啟注漿泵，旋轉鉆桿并向回撤，鉆頭噴嘴處的漿液旋轉切削破壞土體并經(jīng)拌和形成水泥土結構，鉆頭附近局部注漿壓力可以通過向孔口返漿緩慢釋放。每步注漿的搭接長10 cm。

圖1　綜合注漿數(shù)序及流程圖

加固漿液采用10%～15%水泥漿液，在正式注漿前，結合土層的性質及其埋深確定，通過現(xiàn)場試驗確定注漿壓力參數(shù)。注漿過程中，嚴密觀測路基變形情況，隨時調整注漿參數(shù)，防止因注漿引起路面起拱。

為了保證注漿孔施工精度，采取從高速兩側對打，中間交錯搭接的方式。注漿孔以-2.5°～-3.0°向下鉆進施工，注漿按跳孔間隔注漿方式進行，可有效防止串漿。

4.2.2脈沖注漿

在管幕內壁頂部鉆孔，向路基土體內部頂入帶有注漿噴嘴的注漿管，注漿噴嘴位于高速路路面以下1.5～2.0 m土層范圍內，注漿泵通過管幕內預留的注漿口將水泥漿液壓入土層中，從而固結為一5～20 mm厚的水泥石薄層。根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)處理中心傳來的監(jiān)測數(shù)據(jù)及時對路基土層進行微壓力注漿頂升。注漿不可連續(xù)進行，以防止路基發(fā)生軟化。

4.2.3置換固結注漿

管幕或涵體頂進就位后，及時通過鋼管或頂涵內部預留的潤滑漿注漿孔向周圍注入水泥漿，置換潤滑漿，填充周邊空隙，順序由中間開始向兩邊后退，直至潤滑漿不再流出，水泥漿完全取代潤滑漿液為止。

5　結語

南水北調天津干線穿越津保高速公路工程在精心策劃和管控下最終成功完成穿越施工任務，實踐證明，對土體的多處綜合注漿加固工作對于控制路基沉降，防止地下水滲入暗挖工作面都有著重要的意義，是保證管幕-頂涵法順利實施的關鍵一環(huán)。

［中圖分類號］TV543

［文獻標識碼］B

［文章編號］1002—0624（2016）07—0023—02

［收稿日期］2016-05-20