第１３卷 第５期 ２０１３住 中 国水运 ＶｏＩ．１３ Ｍａｙ Ｎｏ．５ ２０１３ ５月 Ｏｈ ｉ ｎａ Ｗａｔｅｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ 暗挖地铁隧道深孔注浆施工控制技术 赵文虎 （中铁一局集团第二Ｚ－程有限公司，河北唐山０６３００４） 摘要：城市地铁暗挖隧道施工中所面临的难题之一就是水的治理问题，水不仅危及掌子面开挖作业的安全，同样 也威胁到地面建（构）筑物的安全。平～回区间南段矿山法隧道采用分段前进式超前深孔注浆技术成功地完成了近距 离穿越中１８００ｒａｍ污水管的施工难题，充分表明在不良地质地段采用深孔超前预注浆加固掌子面及固结止水技术是 行之有效的。本文结合该实体工程的成功实践，阐述了深孔注浆技术的施工工艺和施工方法，为该法在城市暗挖地 铁隧道施工中的推广应用积累了新的技术资料。 关键词：暗挖地铁隧道；深孔注浆；施工 中图分类号：Ｕ４５９ 工程概况 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９７３（２０１３）０５—０２１ ７一Ｏ２ 一、最后一段钻子Ｌ 平一回区间南段矿山法隧道连接盾构接收井与八号线二 期工程回龙观东大街站明挖区问。开挖采用台阶法预留核心 土开挖，上下台阶错开距离为３￣５ｍ，遵循“管超前，严注 浆；短进尺，强支护；早封闭，勤量测”的原则进行施工。 簪鱼 止浆墙 图４第二段注浆 图５最后一段钻子Ｌ 最后一段 隧道下穿中１，８００ｍｍ污水管，因污水管为砼结构，年久失 修，渗漏、变形不可预知因素较多，存在很大安全隐患，允 许变形量非常有限，在开挖施工过程中容易导致管内的污水 泄漏，引起隧道周围土体失稳，造成严重的工程事故。是施 工一级风险源，施工中需对拱部及掌子面的粉砂、细砂层进 行超前深孔注浆加固，注浆范围为：开挖轮廓线外２－２．５ｍ， 掌子面范围内全部砂层及砂层与黏土层界面以下５０ｃｍ。 二、深孔注浆施工控制 （１）深孔注浆采用分段前进式超前深孔注浆，其施工工 艺为：根据现场地层状况将每循环钻孔注浆长度分为若干段， 每段控制在１．Ｏｍ左右，见图１；在孔口管上安装注浆配套 设备，拌制水泥基特种注浆材料，通过注浆泵将搅拌均匀的 注浆材料注入地层中，见图２；待注浆土体达到一定强度后， 拆除注浆法兰盘配套设备，通过孔口管再进行第二段钻进， 见图３；如此循环，直到达到设定孔深，完成最后一段注浆， 见图４一图６，则该注浆孔施工完成，进入下一注浆孔施工； 所有沣浆孔沣浆寄成后．破除 图６最后一段注浆 （２）分段前进式超前深孔注浆施工方法为：①准备工作。 为确保施工安全，现有隧道施工至需处理段，做好初衬及背 后注浆，将掌子面喷砼封闭，表面做３０ｃｍ厚的喷浆处理， 使之形成直立掌子作业面，做为施工注浆用砼止浆墙，见图 ７。为便于钻孔，搭设一层平台，位于隧道上台阶，用脚手架 搭设即可，上面铺设木板。②布孔设计。沿隧道上半断面全 断面布设外仰角为５—１０。的注浆孔约２５个，注浆孔间距 ０．６ｍ，按正三角型布置，每段注浆管长度为ｌＯｍ。注浆布 置见图８。③孔口管埋设方法。采用水平钻机开钻０．５－１．Ｏｍ 后，在孔Ｅｌ安装导向管，导向管长度７０ｃｍ，由外径 ８０， 壁厚３．５ｍｍ钢管加工而成。一端焊接外径 ８０的法兰盘， 图１第一段钻孔 图２第一段注浆 另一端端头植于掌子面上。植入深度为３０ｃｍ，止浆墙施工 后埋入３０ｃｍ，最终外露１０ｃｍ。孔口管起着导向作用，钻 孔安装时要控制好外插角度。导线管连接大样图见图９。④ 钻孔。采用南京Ｋ９０钻机从止浆墙上埋设的导向管进行钻孔， 成孔直径ａＰ４２。钻杆顶进时，注意保护管口不受损、变形， ３弟二段钻孔 以便与注浆管路连接。按照布好的孔位及钻孔的方向和倾斜 收稿日期：２０１３—０ｌ一２３ 作者简介：赵文虎（１９７８一），中铁一局集团第二工程有限公司，主要从事现场地铣．高速公路，铁路施工管理。 ２１８ 中国水运 第１３卷 度开始钻孔。钻孔时先施工拱顶部位，然后在施工底部，隔 桩钻孔。刚开孔时，要低压、慢转，以便于控制方向，然后 逐渐地提高钻速，保持正常压力。钻进时，用清水护壁，中 间定期将取芯管取出，取出岩芯。当快成孔时，用水将孔内 ， ， ， 的悬浮物或泥浆、石碴等清洗出来，做到孔壁圆、角度准、 孔身直、深度够、岩粉清洗干净。成孔后，注浆管口焊接一 带眼钢板，然后将（９３２×４ｍｍ（长５０ｃｍ）的注浆管与该钢 板相焊，注浆管与孔口管连接密实，保证不漏浆。⑤注浆。 根据注浆孔的间距，要求浆液扩散半径大于２￣３ｍ。液浆采 用水泥一水玻璃双液浆，水泥浆水灰比（Ｗ：ｃ）为０．５：１， 水玻璃模数２．６－２．９，浓度３５波美度，水泥浆、水玻璃体积 比１：０．３。注浆压力采用０．３￣０．５ＭＰａ，注浆终压为 图９导向管连接大样图 ２－３ＭＰａ。注浆量Ｑ：ⅡＲ。Ｌｎａｒｌ，式中：Ｑ为单孔注浆量（ｍ。）； Ｒ为浆液扩散半径（ｍ）取２．５ｍ；Ｌ为注浆孔长（ｍ）取 １５ｍ；ｎ为地层的裂隙（％），取３％；Ｃｔ为浆液在岩石裂隙 中的充填系数，视岩石情况取０．６； 为浆液消耗率，取１．１。 根据选定浆液的配比参数拌好浆液，其中水泥浆拌好后用 １×ｌｍｍ网筛过滤，放入叶片立式搅拌机进行二次搅拌，确 保浆液均匀。注浆管路连接见图１０，注浆顺序为先上部再两 边最后中下部，先注无水孔，后注有水孔，从拱顶顺序对称 向下进行。如遇窜浆或跑浆，则间隔一孔或数孔灌注，采取 低压力中流量注入，注浆过程中压力逐步上升，流量逐渐减 水泥Ｉ ｌ水 Ｉ 造 阀 ／ ／ Ｌｌ一 、搅拌机——营鼢也——注————混一．＝ ＝浆 Ｉ 外加剂水玻日 浆液——泵————器 — 盒 孔 图１０注浆管路连接 三、结语 在城市复杂环境条件下的浅埋暗挖隧道施工中，因超前 深孔注浆具有一次有效加固长度长、利于专业化施作、预加 固质量可靠、较易控制工作面稳定及地表沉降等特点，已愈 来愈多地得到业内人员的肯定并被推广应用。平一回区间南段 矿山法隧道采用分段前进式超前深孔注浆地层预加固技术， 钻、注交替作业，每次钻孔注浆分段长度为ｌｍ，采用孔口 管法兰盘止浆，注浆施工中采用先注外圈，后注内圈，同一 圈由下而上问隔施作；钻孔遇见突泥时采取立即停钻，拔出 钻杆，安装孔口管及高压阀，进行注浆；发生串浆现时，采 应取堵塞串浆隔孔注浆；注浆施工时出现水泥与水玻璃双液 浆压力突然升高，则关停水玻璃泵，进行单液浆或注清水， 少，当压力升至注浆终压时，继续压注５ｍｉｎ，即可结束注 浆。为保证注浆效果，对单孔：注浆压力达到设计终压，浆 液注入量已达到计算值８０％以上；注浆压力逐步升高至设计 终压，并继续注浆１０ｍｉｎ以上；注浆结束时的进浆量小于 ２０Ｌ／ｍｉｎ；检查孔涌水量小于０．２Ｌ／ｍｉｎ；检查孔钻取岩芯， 浆液充填饱满，可结束注浆。注浆结束后，利用止浆阀保持 孔内压力，直至浆液完全凝固。 待泵压正常时，再进行双液注浆，若压力不恢复正常，则停 止注浆，检查管路是否堵塞；水泥浆单液或水泥与水玻璃双 液注浆进浆量很大，压力长时间不升高，采取调整浆液浓度 及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注 浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶；施工过程 中根据现场实际情况对布孔方式、注浆参数及浆液配比进行 调整，保证了孔口止浆率及每循环注浆的扩散半径合格率不 小于９０％，确保了注浆效果。使用该超前深孔注浆加固，使 图７止浆墙立面图 该一级风险源的施工始终在有序、可控的状态下，路面和管 线的沉降均控制在２ ｍｍ以内，施工过程顺利安全，没有影 响路面车辆通行和路下各种管线的运行，表明该施工方法是 成功的，可供同类工程参考。 参考文献 【１］孔恒．城市地铁浅埋暗挖法地层预加固机理及其应用【Ｄｊ． 北京：北京交通大学，２００３． 【２】张民庆，彭峰．地下工程注浆技术［ＭＩ．北京：地质出版社， ２５ ｌ ４＿＿— Ｉ ２００８． 【３】张学文，赵国柱，宋战平．宜万铁路金子山隧道富水段注 浆施工技术ｕＪ．现代隧道技术，２００９，（１２）． 图８掌子面注浆子Ｌ布置图