岳 飛
(太原市軌道交通發(fā)展有限公司,山西 太原 030012)
在城市地鐵隧道施工過程中,經(jīng)常會存在水治理難題,給施工人員與設(shè)備增加安全隱患。地鐵事故的發(fā)生大多與水有關(guān),比如開挖期間周邊建筑物沉降開裂、管線拉裂以及基礎(chǔ)地基沉降等。為保證地鐵隧道施工的安全,應(yīng)充分重視水治理工作,制定合理施工方案。本文以某隧道項(xiàng)目為例,分析了深孔注漿技術(shù)在水治理工作中的實(shí)際應(yīng)用。調(diào)查發(fā)現(xiàn),在采用深孔注漿技術(shù)后,超前預(yù)加固效果良好,從根本上保證了暗挖隧道施工的順利進(jìn)行。
某隧道工程暗挖區(qū)間全線長度為1 338 m,地質(zhì)條件比較復(fù)雜,地層上軟下硬,隧道穿越富水砂層與中砂層,下部為硬巖。同時,隧道掌子面大多為富水砂層,暗挖區(qū)間有諸多管線。中砂層為石英地質(zhì),穩(wěn)定性較差,存在動態(tài)水時極易被軟化。同時,區(qū)間范圍存在基巖裂隙水與孔隙水,地下水量較多,且極易被污染。巖層裂隙水發(fā)育較好,廣泛分布于構(gòu)造節(jié)理與強(qiáng)風(fēng)化帶中。且受基巖裂隙發(fā)育程度的影響,地質(zhì)富水性能良好,局部表現(xiàn)出承壓性。
首先,隧道工程距離左線拱頂4 m處存在雨水箱涵,與隧道走向平行。箱涵年代久遠(yuǎn),在雨水的沖刷下,砂墊層形成空洞與水囊。同時,箱涵常年存在較多水量,嚴(yán)重影響了隧道施工的正常進(jìn)行。其次、隧道上方兩側(cè)有較多的高層建筑,地面降水條件較差,因此,主要采用超前注漿與洞內(nèi)引排的水治理方法。此外,地鐵隧工程穿越高壓燃?xì)夤?,要求最大沉降量不超過1 cm。
本次隧道施工中采用TGRM注漿材料,其主要用于地下工程注漿,該漿液具備一定的獨(dú)特性,在隧道穿越建筑物、管線以及道路等施工過程中得到了廣泛應(yīng)用。地鐵隧道施工過程中,對于埋設(shè)管線的保護(hù)要求較高,采用TGRM漿料,可以更好地控制地表的下沉量,保證隧道施工的順利進(jìn)行。具體而言,此種灌注漿液具有以下優(yōu)勢。
1)耐久性強(qiáng),TGRM注漿材料由無機(jī)硫酸鹽水泥融合加入了較多特種外加劑,可以滿足工程10年的壽命要求,耐久性能良好,可以更好地控制隧道開挖后續(xù)的下沉問題。
2)早強(qiáng)性好,此種漿液的水灰比為1 ∶1,2 h內(nèi)強(qiáng)度可以達(dá)到2 MPa,24 h內(nèi)強(qiáng)度可以達(dá)到10 MPa,有效保證了注漿加固效果,提升了施工效率。
3)微膨脹性,相較普通水泥漿液的凝結(jié)固化,在地層固化過程中注入TGRM漿液,可以保證1%~2%的膨脹率,減小了地表下沉量。
4)抗分散性好,TGRM漿液生產(chǎn)期間加入了少量的絮凝劑,可以有效減輕地下水流對漿液的沖散作用,適用于水流較大且地下水位較高的地層中。
在地鐵隧道施工期間采用深孔注漿時,應(yīng)嚴(yán)格遵循施工流程,以保證注漿效果。
施工人員應(yīng)充分了解項(xiàng)目特點(diǎn),確定工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、周邊環(huán)境、施工周期,做好設(shè)備與勞動力的組織工作。另一方面,應(yīng)根據(jù)地鐵隧道施工的特點(diǎn)合理選擇漿液注入方式,中粗砂層應(yīng)采用滲透擴(kuò)散方法,利用超細(xì)水泥-水玻璃雙液進(jìn)行注漿。富水砂層應(yīng)合理采用混合材料注漿固結(jié)方法,保證劈裂擴(kuò)散。
首先應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況確定深孔注漿參數(shù),準(zhǔn)確計(jì)算單孔單段注漿量,將雙液漿凝膠時間控制在30 s~3 min,單液漿不得超過8 h。注漿水壓應(yīng)控制在0.2~0.4 MPa,前進(jìn)式分段注漿長度不得超過5 m,并設(shè)定合理的注漿速度,一般斷層破碎帶應(yīng)控制在60~120 L/min;粉質(zhì)黏土控制在20~40 L/min;砂礫石控制在40~60 L/min。施工期間,工作人員應(yīng)結(jié)合隧道工程地層與注漿壓力變化情況,合理調(diào)整注漿參數(shù)。其次應(yīng)確定深孔注漿工藝,先利用水平地質(zhì)鉆機(jī)成孔,之后安裝孔口管,采用分段向前鉆注施工方法,合理確定循環(huán)進(jìn)尺范圍,并在成孔后退出鉆桿,注漿時安裝法蘭盤,在漿液凝固后拆除法蘭盤,循環(huán)鉆孔,直至達(dá)到預(yù)定的鉆進(jìn)深度。本次施工中選擇1臺ZDK-5型分體式鉆機(jī),1臺CBE-50/70型注漿泵。
1)設(shè)定孔位,施工人員在掌子面應(yīng)設(shè)定鉆孔位置,保證孔位偏差不得超過20 mm,且嚴(yán)格根據(jù)輻射角度進(jìn)行鉆孔注漿,做好鉆孔角度與深度的技術(shù)交底工作。
2)根據(jù)圖紙確定地層鉆進(jìn)參數(shù),在大量溢水時應(yīng)立即停鉆。
3)嚴(yán)格控制鉆桿的提升速度,保證退出長度不得超過20 cm。
4)利用準(zhǔn)確的計(jì)量工具確定漿液配比。
5)嚴(yán)格控制注漿量、注漿壓力及提升速度。當(dāng)出現(xiàn)異常情況時立即停止注漿,查明原因并采取有效解決措施。
完成深孔注漿工作,在正式開挖隧道前,施工人員應(yīng)利用鉆芯測定土體抗壓強(qiáng)度,確定強(qiáng)度達(dá)到1.5 MPa。通過測定可知,掌子面在注漿后并未出現(xiàn)滲水問題,土體強(qiáng)度明顯增強(qiáng),可以順利通過高壓燃?xì)夤堋?/p>
本文分析了前進(jìn)式深孔注漿技術(shù)在地鐵隧道施工中的具體應(yīng)用,保證了隧道施工的安全,提升了效率。通過測定該隧道工程的施工效果,發(fā)現(xiàn)在使用深孔注漿技術(shù)后,未出現(xiàn)涌水塌方事故,且保證了在高壓燃?xì)夤芟聜?cè)順利通過,將周邊建筑物的沉降控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。
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