簡中飛

（貴陽市城市軌道交通公司 貴州貴陽 550000）

1 前言

近年來隧道工程的建設(shè)迅猛發(fā)展，隧道開挖面超前帷幕注漿技術(shù)隨之得到了廣泛應(yīng)用，并被認為是最富有成效的圍巖加固與堵水措施。與此形成鮮明對比的是對于帷幕注漿研究的滯后，表現(xiàn)在對其原理理論研究以及其工程案例分析都相當有限。這導(dǎo)致隧道開挖面帷幕注漿缺乏科學(xué)、合理、有效的指導(dǎo)，對注漿效果和質(zhì)量有嚴重影響，另外還造成人力、物力的重大浪費。針對隧道帷幕注漿工程，還有大量的工作需要展開、不少的問題亟待解決。為此本文以貴陽市軌道交通2號線一期土建14標省醫(yī)站2號出入口兼施工斜井工程施工為依托工程，從工程遇到的問題和帷幕注漿具體施工方法兩個方面對隧道開挖面帷幕注漿的進行了較為系統(tǒng)的研究總結(jié)。

2 工程概況

省醫(yī)站位于寶山南路與都司高架路十字交叉路口北側(cè)道路下方，沿寶山南路呈南北向布置。車站為地下二層島式車站，車站約寬度20.9m，軌面埋深25.2～27m，采用初支拱蓋暗挖法施工。為滿足施工進度要求，在2號出入口位置設(shè)置一座斜井，全長102.8m，其中明挖段34.2m，暗挖段68.6m。斜井明挖段地面標高約為1067.3，暗挖段地面標高為1072.23～1075.75之間，明暗挖分界處地面高差約5m。

結(jié)合本工程地質(zhì)斷面，從路面至斜井結(jié)構(gòu)底板地層情況從上至下依次為：路面結(jié)構(gòu)、雜填土、紅黏土、巖土分界面軟塑紅黏土、基巖（白云巖）。掌子面埋深約8.5m，設(shè)計地層上覆雜填土（Q4ml）、軟塑狀紅黏土，下伏強、中風(fēng)化白云巖。實際揭示為隧道上半斷面為雜填土及軟塑狀紅黏土，淺黃色，原巖結(jié)構(gòu)破壞，為流塑狀，自穩(wěn)能力差，隧道開挖易產(chǎn)生坍塌，小坍塌處理不當會出現(xiàn)大坍塌。地下水主要為寶山南路下給排水管老舊，年久失修滲漏補給，上層滯水、第四系松散巖類孔隙水。其中上層滯水局部賦存于人工填土中，大部份賦存于場區(qū)黏性土層中，水量總體較大。根據(jù)上臺階開挖揭示，上臺階地層為軟塑狀紅黏土，含水量較高，上臺階底部有孤石，下臺階為強風(fēng)化的白云巖，隧道中部有一軟硬土石交界面。

根據(jù)現(xiàn)場實際調(diào)查，斜井北側(cè)存在污水、給水、燃氣、電力等管線。其中兩條φ400給水管分別埋深1.2m、1.7m南北向沿寶山輔路布置；φ1000污水管埋深5.3m，局部緊貼斜井暗挖段，φ400污水管埋深4.9m，在拱頂上方，與斜井平行。其中φ1000污水管為控制性管線，目前施工時無法改遷，施工過程中應(yīng)嚴格控制開挖進尺和沉降，確保其穩(wěn)定。

3 工程事件

隧道洞身圍巖為素填土層和紅黏土?；靥钔翆佣逊e時間一般較短，結(jié)構(gòu)較松散，土質(zhì)很不均勻，普遍孔隙較大，含水量較高，透水性較強，力學(xué)性質(zhì)差異較大，部分壓縮性較高，抗剪強度較低，力學(xué)性質(zhì)較差，穩(wěn)定性較差。若周邊管線漏水或遇強降雨，土中細顆粒被流水帶走，容易在地下形成陷穴。在對斜井開挖過程中，分別遇到斜井拱頂突泥和地表開裂工程問題。

2016年12月28日，在開挖斜井上臺階時，拱部掌子面右上角出現(xiàn)突泥，突泥量大約10m3，突泥呈流塑狀，施工單位掌子面人員立即停止施工，對掌子面進行封閉，現(xiàn)場如圖1所示。

圖1 斜井拱頂突泥

2017年3月15日，施工單位在巡視工地時發(fā)現(xiàn)省醫(yī)站斜井工地大門右側(cè)靠近路緣石處（寶山南路輔路）出現(xiàn)長約4m的裂縫，裂縫處可看到路面結(jié)構(gòu)與基層脫離10cm左右，路面隨時有塌陷的風(fēng)險。

4 總體施工方案

紅黏土層廣泛分布于區(qū)間范圍內(nèi)基巖面以上，厚0.0～13.2m，層底最大埋深15.2m。可塑狀，局部夾硬塑狀透鏡層，質(zhì)純，質(zhì)地細膩，切面光滑、平整，有光澤，干強度較高，韌性較好，易于搓成細條狀而不斷裂，該層與下伏基巖接觸帶附近多呈軟塑狀。具有高孔隙比、高液限、高含水量、高飽和性，遇水軟化、失水強烈收縮、裂隙發(fā)育、易剝落的工程性質(zhì)，局部具弱膨脹性。拱部出現(xiàn)溜塌和涌水情況。

隧道開挖前必須對該段土層進行超前預(yù)注漿加固處理。施工方法采用超前導(dǎo)管分層注漿加固施工，該方法效果顯著，技術(shù)成熟。注漿完成后使隧道周圍形成整體的保護殼，起到加固和止水的目的，達到開挖要求。

5 具體施工方法

5.1 注漿范圍及孔位布置設(shè)計

（1）隧道斷面注漿范圍為隧道開挖輪廓線外擴4.5m。注漿段12.0m，注漿開孔前設(shè)置止1m厚混凝土止?jié){墻。

（2）布孔間距：隧道拱線外注漿孔位布置于隧道開挖輪廓線內(nèi)500mm，導(dǎo)管沿拱線環(huán)向間距0.5m；掌子面孔位間距1.0m。

（3）注漿孔位數(shù)量、鉆孔角度及安設(shè)導(dǎo)管長度：注漿段共布置35個點位，拱線外注漿共布置23個點位（每個點位4排傾斜孔，1排水平孔；第一排傾斜孔孔深5.6m，安設(shè)1根5.5m的注漿導(dǎo)管，第二排傾斜孔孔深8.4m，安設(shè)1根8.4m注漿導(dǎo)管；第三排傾斜孔孔深13m，安設(shè)13m注漿導(dǎo)管；第四排傾斜孔孔深12.5m，安設(shè)12.5m注漿導(dǎo)管）掌子面12個水平孔（每個水平孔跳孔梅花型安設(shè)12.5m，9.0m和6.0m注漿導(dǎo)管）。共104個注漿孔。

5.2 施工順序

（1）斜井支撐拆除：拆除斜向臨時支撐斜井上臺階帷幕注漿拆除豎向、橫向臨時支撐。

（2）隧道整體施工順序：先由隧道兩側(cè)分層向上至拱頂交接咬合，完成隧道拱線外注漿加固，形成整體的保護殼；拱線外圍注漿完畢后，對掌子面水平注漿加固。

（3）鉆孔及小導(dǎo)管的安設(shè)和注漿順序：由外向內(nèi)，分導(dǎo)施鉆注漿，同一環(huán)要隔孔施鉆注漿；同一孔安設(shè)多根導(dǎo)管的，需先安設(shè)長管，再安設(shè)短管；同一孔多根導(dǎo)管的，先對長管進行注漿，后對短管進行注漿，其目的是注漿時漿液滲透更均勻，咬合更嚴密。

5.3 漿液選擇和配比

（1）漿液選擇

根據(jù)《地鐵暗挖隧道注漿施工技術(shù)規(guī)程》，依據(jù)隧道所處地層條件合理選擇注漿材料：

①對于無水粗砂及砂礫（卵）石地層應(yīng)選擇單液水泥漿。

②對無水的中砂及粉細砂地層應(yīng)選擇化學(xué)漿。

③在有水的粗砂及礫石地層，以及富水軟弱地層，應(yīng)選擇水泥-水玻璃雙液漿。

對于本隧道地層地質(zhì)結(jié)構(gòu)（屬于有水的軟弱地層并存在污水管線），故選擇水泥+水玻璃漿液相結(jié)合進行注漿加固處理。

（2）漿液配比

根據(jù)多年的注漿施工經(jīng)驗，每立方米水泥+水玻璃配比為1：0.3～0.6。

5.4 注漿管參數(shù)

注漿管采用φ25無縫鍍鋅鋼管，每節(jié)長度1m，通過管箍及絲扣連接。注漿一端加工絲頭，便為安裝止?jié){閥，注漿管身不設(shè)置溢漿孔?，F(xiàn)場根據(jù)實際情況，可多設(shè)注漿管。

6 注漿加固體檢查

注漿結(jié)束前，必須對注漿效果進行檢查，確認已達到注漿結(jié)束標準，方可結(jié)束注漿。否則必須進行補孔注漿。注漿完成后，在注漿范圍內(nèi)打設(shè)檢查孔，如發(fā)現(xiàn)薄弱部位，應(yīng)補充注漿。達到開挖要求時，即可開挖施工。

圖1 斜井拱頂突泥

7 結(jié)論

注漿是一個精細的施工過程，由于地質(zhì)情況的多樣性和難預(yù)見性，要根據(jù)前方地質(zhì)情況，結(jié)合鉆注設(shè)備能力制定注漿方案，精細施工，嚴格控制施工質(zhì)量。在類似貴陽市軌道交通2號線一期土建14標省醫(yī)站2號通道兼斜井這樣的軟塑流狀紅黏土富水隧道鉆孔注漿施工中，應(yīng)通過對注漿材料的合理選擇、對鉆注機械設(shè)備的深入了解、對鉆孔注漿方案和施工參數(shù)的不斷優(yōu)化調(diào)整，實現(xiàn)對鉆孔注漿過程的動態(tài)管理，才能在保證注漿質(zhì)量和施工安全的同時，提高注漿工效，加快施工進度。