宗朝陽 潘傳宇 周旋

摘 ?要：本文通過對(duì)徐州軌道交通3號(hào)線南翟區(qū)間隧道礦山法隧道全斷面超前帷幕注漿施工經(jīng)驗(yàn)分析，從施工準(zhǔn)備、止?jié){墻施做、鉆孔、注漿、效果檢查等方面總結(jié)闡述了超前帷幕注漿的施工工藝和控制要點(diǎn)，為類似工程提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：止?jié){墻;鉆孔;注漿;帷幕;漿液

中圖分類號(hào)：U455.49???文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ???文章編號(hào)：2096-6903（2019）04-0000-00

0前言

礦山法作為地鐵隧道的主要施工方法之一，在城市軌道交通施工過程中應(yīng)用頻繁，但施工中經(jīng)常會(huì)遇到開挖面圍巖破碎、軟弱、涌水量大的情況，常規(guī)設(shè)計(jì)的超前支護(hù)措施可能無法滿足需求，如何保證地鐵隧道施工安全顯得尤為重要。帷幕注漿是隧道注漿的一種形式，通過注漿對(duì)破碎或軟弱圍巖進(jìn)行加固的同時(shí)能減少其滲透系數(shù)，以達(dá)到止水和提高圍巖自穩(wěn)能力的作用。

1工藝原理

鉆孔成型后通過注漿設(shè)備將特定漿液通過孔口管一次壓送到規(guī)定的地層中以填補(bǔ)地層中的裂縫或孔隙，最終通過漿液的化學(xué)反應(yīng)使注漿材料與周邊地層固結(jié)形成一道類似于帷幕的防滲墻，從而達(dá)到提高圍巖自穩(wěn)能力的目的。

2施工方法

2.1施工準(zhǔn)備

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)探測(cè)：采用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)掌子面前方80m-120m進(jìn)行超前地質(zhì)探測(cè)，對(duì)于可能存在不良地質(zhì)體的區(qū)域，采用超前鉆孔驗(yàn)證地質(zhì)預(yù)報(bào)精度，并探明涌水壓力、斷層寬度等。

引排水施工：止?jié){墻施工前在現(xiàn)場(chǎng)出水點(diǎn)處安裝波紋管，將漏水點(diǎn)的水引出，波紋管一端深入出水點(diǎn)50cm，并用堵漏劑封堵波紋管周邊，安裝止水閥門，當(dāng)帷幕注漿漿液從波紋管流出時(shí)將止水閥關(guān)閉，以防止?jié){液流失。

制作止水帷幕：在制作止?jié){墻前在上臺(tái)階掌子面處噴射50cm厚C25混凝土作為止水帷幕，然后再進(jìn)行止?jié){墻的施工。

2.2止?jié){墻施做

根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果確認(rèn)水壓較大、圍巖破碎等工作面前方地質(zhì)情況，需要采取帷幕注漿加固時(shí)，為避免漿液從作業(yè)面漏出，將漿液盡量注入含水層裂隙中，且在注漿工作面設(shè)置2米厚的止?jié){墻。

基面清理：清理止?jié){墻位置周邊的破碎巖石、浮碴，直至硬底。采用風(fēng)鎬從止?jié){墻位置向周邊圍巖開挖溝槽，溝槽深度1.0m。當(dāng)圍巖破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育時(shí)，可用風(fēng)鉆向圍巖深處打設(shè)注漿孔，采用早強(qiáng)水泥加固周邊圍巖。

澆筑止?jié){墻：止?jié){墻采用普通硅酸鹽水泥、中砂和粗石子澆筑。當(dāng)掌子面有滲水或涌水情況時(shí)，在止?jié){墻底部預(yù)埋導(dǎo)流管，對(duì)涌水進(jìn)行引排。澆筑時(shí)加強(qiáng)振搗，使混凝土與圍巖密貼，薄弱部位預(yù)埋注漿管，墻體達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，注雙液漿或者早強(qiáng)水泥加固墻體。

外側(cè)隧道圍巖加固：待止?jié){墻混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求強(qiáng)度后方可注漿，等強(qiáng)期間采用風(fēng)鉆打孔安設(shè)注漿管注漿加固墻體附近隧道圍巖，加固范圍根據(jù)工作面巖體裂隙發(fā)育情況確定。

2.3鉆孔

測(cè)設(shè)孔位：鉆孔前按照設(shè)計(jì)要求計(jì)算孔位坐標(biāo)，放出注漿孔位，并使用噴漆進(jìn)行標(biāo)注。

鉆機(jī)安設(shè)：鉆孔采用開山110潛孔鉆機(jī)，開孔前保持鉆機(jī)前端中點(diǎn)與孔位于同軸線，固定鉆機(jī)底座，保證鉆桿中心與設(shè)注漿孔中心一致，調(diào)整鉆桿的角度對(duì)準(zhǔn)孔位，根據(jù)超前注漿孔不同入射角度鉆進(jìn)，鉆孔順序應(yīng)由內(nèi)向外，同一環(huán)鉆孔間隔施工，過程中檢查校正鉆桿方向，要求孔位偏差為±3cm、入射角度偏差不大于1°。

孔口管安裝：鉆孔至設(shè)計(jì)孔深后，安裝孔口管，孔口管為焊有法蘭盤的無縫鋼管，安裝壓力器用于測(cè)量鉆孔水壓及涌水量，安裝注漿栓塞以便孔口涌水時(shí)及時(shí)關(guān)閉，長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定。

鉆進(jìn)成孔：鉆孔采用前進(jìn)式帶漿鉆孔，小范圍進(jìn)行加固，確保在破碎地層中成孔，若鉆孔遭堵塞，則重鉆。若涌水情況較嚴(yán)重，在出水孔附近2～4m范圍內(nèi)鉆設(shè)分流孔降低涌水壓力。以中心孔A1向外的延長(zhǎng)線為中軸線，B3和B7孔的延長(zhǎng)線為水平線，通過調(diào)整鉆桿與中軸線、水平線的角度來確定鉆孔角度。檢查設(shè)計(jì)孔深并詳細(xì)記錄孔位、水壓、出水量等，經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收后進(jìn)行后續(xù)鉆孔或注漿。鉆孔過程中加強(qiáng)成孔保護(hù)，直到注漿完成。超前注漿孔一般不需洗孔，如出現(xiàn)涌泥現(xiàn)象，報(bào)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理及設(shè)計(jì)后采取相應(yīng)措施，不可直接清洗。注漿孔位置布置斷、剖面如圖1，圖2所示。

2.4注漿

注漿所用材料為雙液漿（水泥～水玻璃），水玻璃濃度為35波美度，水泥采用P.O.42.5，水灰比為1：1（質(zhì)量比），水玻璃摻量為35%～50%（體積比），最終配合比根據(jù)實(shí)際調(diào)節(jié)。

注漿孔開孔直徑為108mm;孔位布置共計(jì)5環(huán)，每環(huán)間距0.5m，注漿順序?yàn)閺目锥粗虚g開始向四周擴(kuò)散;漿液凝結(jié)時(shí)間：80～120s;注漿終壓為根據(jù)壓水試驗(yàn)確定的注漿穩(wěn)定壓力值的1.5倍;漿液擴(kuò)散半徑根據(jù)壓水試驗(yàn)進(jìn)行確定，注漿配合比也根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整;注漿段每30m為1循環(huán)，加固范圍為隧道輪廓線外3m，注漿開挖段長(zhǎng)25m，預(yù)留止?jié){墻5m。

鉆孔完成后采用全孔一次性注漿，注漿順序應(yīng)由內(nèi)向外，同一環(huán)鉆孔間隔施工;每一個(gè)注漿孔達(dá)到單孔結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)方可停止注漿。整個(gè)斷面達(dá)到全段結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后方可停止注漿。

單孔結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：注漿壓力逐步升高到設(shè)計(jì)終壓，并繼續(xù)注漿10min以上;注漿結(jié)束時(shí)每分鐘注漿量小于初始注漿量的1/4;檢查孔涌水量小于0.1L/min。

全段結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：所有注漿孔均已符合單孔結(jié)束條件，無漏堵現(xiàn)象;漿液有效注入范圍大于設(shè)計(jì)值;預(yù)測(cè)圍巖經(jīng)注漿加固后，可在施工期間保證洞壁穩(wěn)定。

2.5效果檢查

注漿完成后，在隧道掌子面開挖輪廓線范圍內(nèi)打設(shè)檢查孔，每循環(huán)設(shè)檢查孔5個(gè)，其中拱部?jī)蓚€(gè)，左、右邊墻、底部各1個(gè)，檢查孔φ110mm，長(zhǎng)度30米，平均出水量小于0.2L/min，或任意孔出水量小于10L/min，加固體抗壓強(qiáng)度不小于3Mpa，則認(rèn)為注漿效果合格。檢查孔在注漿效果檢查完成后及時(shí)采用M10水泥砂漿進(jìn)行全孔封堵。

3施工措施

質(zhì)量措施：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整注漿參數(shù)及漿液配比，確保注漿效果;選定合理凝結(jié)時(shí)間，防止堵管;嚴(yán)密監(jiān)視注漿壓力和注漿量，出現(xiàn)異常時(shí)立即停止，采取相應(yīng)措施。

安全措施：安裝高壓管路及泵頭時(shí)，確保絲扣、聯(lián)接完好;注漿泵及高壓管路必須試運(yùn)轉(zhuǎn)，確認(rèn)機(jī)械性能和各種閥門管路、壓力表完好;注漿前認(rèn)真檢查安全閥、壓力表靈敏度，調(diào)整到規(guī)定位置;注漿時(shí)不得隨意停水停電，必要時(shí)需待注漿完成并沖洗后方可。

環(huán)保措施：及時(shí)對(duì)掌子面滲水做好“引、排、堵”處理，避免造成滲流破壞;控制漿液泄漏，并對(duì)進(jìn)入隧道排水系統(tǒng)中的廢液進(jìn)行凈化處理，避免污染地下水;水泥添加作業(yè)規(guī)范，攪拌設(shè)施保持密閉，防止攪拌過程中水泥揚(yáng)塵外逸。

4結(jié)語

超前帷幕注漿適用于圍巖破碎、軟弱、富水且地面無加固條件的礦山法隧道注漿加固施工，且一次注漿段落長(zhǎng)、循環(huán)次數(shù)少，能夠有效縮短加固工序時(shí)間、節(jié)約工期成本。徐州軌道交通3號(hào)線南翟區(qū)間隧道漿加固施工后 開挖掌子面無水且圍巖穩(wěn)定，開挖過程中有明顯雙液漿漿脈，很好的確保了隧道開挖安全，有效預(yù)防了隧道坍塌、涌水、地面開裂、建構(gòu)筑物傾倒等安全事故，社會(huì)效益顯著。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2019-07-15

作者簡(jiǎn)介：宗朝陽（1989—），男，河南濮陽人，本科，工程師，從事市政工程施工技術(shù)管理工作。

Research on Advance Curtain Grouting Construction Technology for Mine Tunnel

ZONG Chaoyang，PAN Chuanyu，ZHOU Xuan

（China Construction Railway Investment Construction Group Co.， Ltd.， Beijing 100032）

Abstract：Abstract： This paper analyzes the experience of grouting construction of full-section advanced curtains for the Mine method tunnel of the Nanzhai section of the Xuzhou Rail Transit Line 3 tunnel， and summarizes it from the aspects of construction preparation， construction of the stop wall， drilling， grouting， and effect inspection The construction technology and control points of advanced curtain grouting were pointed out， which provided reference and reference for similar projects.

Keywords：slurry wall; drilling; grouting; curtain; grout