楊廣祥

（中鐵二十局集團(tuán)有限公司　陜西西安　710016）

1　引言

廣州佛莞城際鐵路某聯(lián)絡(luò)通道處于富水軟弱地層中，施工過(guò)程中極易出現(xiàn)塌方及涌水事故，施工風(fēng)險(xiǎn)較大，屬于高風(fēng)險(xiǎn)工程。本文以該工程實(shí)例，施工前通過(guò)合理的加固措施，對(duì)聯(lián)絡(luò)通道富水軟弱地層加固施工技術(shù)進(jìn)行了有益的研究和探索，在類似工況下進(jìn)行施工積累經(jīng)驗(yàn)。

2　工程概況和水文地質(zhì)條件

2.1　工程概況

聯(lián)絡(luò)通道采用礦山法施工，結(jié)構(gòu)采用復(fù)合式襯砌、并輔以超前小導(dǎo)管的輔助加固措施，聯(lián)絡(luò)通道全場(chǎng)12.7m，地面埋深19.4m。

2.2　水文地質(zhì)條件

設(shè)計(jì)圖紙地質(zhì)勘探資料表明，橫通道開(kāi)挖地層屬于Ⅵ級(jí)圍巖，主要為全風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，上部為粉質(zhì)粘土層。在通過(guò)盾構(gòu)掘進(jìn)至該地層時(shí)進(jìn)行開(kāi)倉(cāng)檢查，發(fā)現(xiàn)土體自穩(wěn)能力差，土倉(cāng)內(nèi)水量較大，地質(zhì)情況較差，這種地層施工聯(lián)絡(luò)通道風(fēng)險(xiǎn)較大，開(kāi)挖前需要采取有效的加固措施，以確保施工安全。

3　施工方案選擇

（1）聯(lián)通通道圍巖較為軟弱，設(shè)計(jì)采用φ800@600高壓旋噴樁進(jìn)行加固，改良土體以達(dá)到加固地基或止水防滲的目的[1]。但是在全風(fēng)化二長(zhǎng)花崗巖且地下水豐富的地層，通過(guò)前期類似地層——中施工旋噴樁總結(jié)發(fā)現(xiàn)，旋噴樁加固土體并能形成一定直徑的樁體，對(duì)地層加固起到了一定的作用，通過(guò)有關(guān)文獻(xiàn)可知，對(duì)于富水砂層，如旋噴樁超過(guò)20m，下部成樁極易造成樁徑不均，樁與樁之間咬合效果不均，加固區(qū)域未能形成整體封閉的加固土體，在聯(lián)絡(luò)通道洞門(mén)管片探孔發(fā)現(xiàn)水量大，加固后止水效果確實(shí)一般。

（2）注漿法通過(guò)注漿機(jī)壓力作用，使水泥漿液通過(guò)一定的壓力作用滲透、填充、劈裂等形式注入巖土的空隙、裂隙或空洞中，漿液凝固后，地層的強(qiáng)度和完整性增強(qiáng)，滲透系數(shù)和含水量減少，從而達(dá)到加固地層和堵水的目的。通過(guò)隧道內(nèi)水平注漿可以隔斷水源和加固土體，在隧道開(kāi)挖輪廓外形成一定厚度的半封閉截水圈，截住大部分地下水，使其不侵入開(kāi)挖面，威脅開(kāi)挖安全，然后快速開(kāi)挖支護(hù)以確保安全的施工方法。

（3）對(duì)已完成聯(lián)絡(luò)通道開(kāi)挖前采取的加固方法總結(jié)，可以發(fā)現(xiàn)進(jìn)行地面旋噴樁豎直加固后輔以水平注漿加固后，能有效的加固土體，阻隔地下水，保證聯(lián)絡(luò)通道的施工安全和質(zhì)量且施工成本較低，結(jié)合本工程的特點(diǎn)，這是最適用的方法。

4　加固方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施

4.1　旋噴樁施工

在聯(lián)絡(luò)通道對(duì)應(yīng)的地面位置進(jìn)行旋噴樁加固。旋噴樁水泥漿液采用P.O42.5硅酸鹽水泥，水灰比1：1。注漿壓力30MPa，噴射提升速度15cm/min，旋轉(zhuǎn)速度20rpm。施工前先進(jìn)行試樁，再進(jìn)行抽芯檢測(cè)，最終以試樁確定的施工參數(shù)組織施工。聯(lián)絡(luò)通道旋噴樁加固范圍為輪廓上3.35m，左2.35m，右2.35m，下2.35m。旋噴樁為咬合樁，φ800@600梅花形布置。

4.2　水平注漿施工

水平注漿主要分為兩個(gè)步驟：①在洞門(mén)管片切割前先在兩側(cè)施工止水環(huán)；②每段開(kāi)挖前要進(jìn)行注漿加固。

4.2.1止水環(huán)施工

洞門(mén)管片切割前先在其左右各4環(huán)施工雙液漿止水環(huán)，確保隧道徑向水系得到封堵。若隧道管片背后存在“水囊”，可先在通道口左右側(cè)5m范圍內(nèi)設(shè)置排水孔，提前做好排水工作。

4.2.2孔位布置

注漿范圍為開(kāi)挖輪廓線外3m進(jìn)行設(shè)計(jì)，通道拱部和邊墻上部注漿采用水平孔。其余注漿采用豎直平面內(nèi)向下傾斜孔，斜孔兩側(cè)隧道對(duì)稱布置。漿液擴(kuò)散半徑2～3m，孔底間距3～4m，注漿孔按擴(kuò)散半徑2m，共設(shè)置33個(gè)注漿孔。

4.2.3孔口管施工

在管片上直接鉆孔作為注漿管孔口，注漿孔開(kāi)孔直徑不小于110mm，終孔直徑不小于91mm；孔口管采用φ108mm，壁厚5mm的熱軋無(wú)縫鋼管，孔口管應(yīng)埋設(shè)牢固，并用快速水泥封堵進(jìn)行止?jié){[2]。

4.2.4注漿工藝

注漿一般先注內(nèi)圈孔后注外圈孔（在雙排孔或多排孔的條件下），先注無(wú)水孔后注有水孔。根據(jù)降水漏斗的原理，一般是從拱頂順序向下注，如遇竄漿或跑漿，則間隔一孔或幾個(gè)孔注。后退式注漿通過(guò)鉆桿一次性鉆孔到位，通過(guò)鉆桿從里往外分段壓漿，注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)要求，后退鉆桿再壓漿，依次直到該孔結(jié)束。前進(jìn)式注漿工藝是在施工時(shí)，實(shí)施鉆一段、注一段，再鉆一段、再注一段的鉆、注交替方式進(jìn)行鉆孔注漿施工。每次鉆孔注漿分段長(zhǎng)度1～3m，孔口管法蘭盤(pán)進(jìn)行止?jié){。

4.2.5注漿配合比

水平深孔注漿采用水泥-水玻璃雙液漿。水泥漿配比為1：1，水玻璃濃度30～35波美度。水泥漿和水玻璃的體積比為3：1，具體配比根據(jù)注漿時(shí)的地質(zhì)狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)。

4.2.6注漿壓力及封堵

注漿壓力為靜水壓力加上0.5～1.5MPa，當(dāng)巖層破碎容易造成塌孔時(shí)，采用前進(jìn)式注漿，否則改用后退式注漿，注漿的填充率按3%進(jìn)行計(jì)算。注漿結(jié)束后，對(duì)管片上的鉆孔進(jìn)行封堵，封堵采用C50微膨脹混凝土，封堵厚度不得小于管片厚度，且不得有滲漏水，并設(shè)檢查孔5個(gè)，其中拱部2個(gè)，左右邊墻各1個(gè)，仰拱處1個(gè)，檢查孔直徑φ110mm，單孔平均出水量不大于2L/d。

5　開(kāi)挖及支護(hù)方法

按照本文所述方案對(duì)聯(lián)絡(luò)通道的洞身及其上部土體進(jìn)行加固后方可進(jìn)行開(kāi)挖。聯(lián)絡(luò)通道洞門(mén)切割后可根據(jù)其周邊地層情況，如地層不夠穩(wěn)定則考慮設(shè)置約2m長(zhǎng)的漸變段進(jìn)行小斷面開(kāi)挖，待開(kāi)挖進(jìn)尺超過(guò)漸變段到達(dá)正常斷面后，二次開(kāi)挖至正常端面。隧道正常斷面開(kāi)挖采用環(huán)形開(kāi)挖保留核心土法，邊開(kāi)挖邊支護(hù)，掌子面穩(wěn)定性差時(shí)，應(yīng)及時(shí)噴射混凝土封閉工作面。

6　結(jié)束語(yǔ)

本次加固施工成功的解決了聯(lián)絡(luò)通道在富水地層中地下水的困擾，通過(guò)上述方法，為開(kāi)挖創(chuàng)造基本無(wú)水施工條件。同時(shí)配合超前小導(dǎo)管注漿等輔助措施，有效的維護(hù)了開(kāi)挖面的穩(wěn)定。在類似工況下，該方法可以進(jìn)行推廣應(yīng)用。

[1]杜建林.廣州地鐵某聯(lián)絡(luò)通道在軟弱地層中施工措施[J].廣州建筑，2010：24～27.

[2]徐雙杰.高壓旋噴樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)淺析[J].河南建材，2013：133～135.