论文部分内容阅读
摘要：地铁已经发展成现代城市的新标志、新象征，我各大城市大都在进行地铁建设，特别是京、上、广等大城市已开始二期、三期的地铁建设。而随着地铁建设的不断推进，特别是位于城市中心的地铁线路，很难避免不穿越地下管线及建构筑物等，这就意味着正常的暗挖施工已无法保证地层的稳定，必然要采取超前注浆等辅助措施来解决暗挖施工造成的地层扰动问题，而深孔注浆正是保证暗挖施工顺利穿越地下管线及建构筑物的重要辅助措施之一。本文就对深孔注浆技术在地铁暗挖工程中的应用进行了分析和讨论。
关键词：深孔注浆技术；地铁施工；暗挖工程
中图分类号： U231 文献标识码： A
一、工程风险源概况
(一)自身风险
某地铁车站覆土厚11.93m~9.22m。车站拱顶位于卵石⑤层，主体位于卵石⑦层，持力层为卵石⑨层，风险等级为一级。
(二)环境风险
车站站址区地面以下市政管线密布，重要的大管线有φ2600、1300×350的雨水管、φ1200污水管、φ500中压燃气管、φ400上水管，均与车站平行，另外还有较多的通讯和电力等管线。
由于地质条件复杂，管线残留水对暗挖施工影响较大。且燃气管线对地表沉降要求严格，隧道暗挖变形超标、塌方等可能引起地层产生较大变形或塌陷，土体平衡发生很大的变化，进而导致临近管线地基变形超标，造成管线破坏。
二、施工方案
根据现场地层情况，考虑周边风险源因素，开原则是先下层导洞后上层导洞，特别是上层导洞开挖，要进行超前预注浆加固地层（深孔注浆）。注浆工艺采用二重管深孔注浆，注浆浆液选用改性水玻璃浆液和普通水泥单液浆。针对含水量丰富的泥质地层选用普通水泥一水玻璃双液浆。加固范围为暗挖斜坡道起拱线以上至拱顶外2m，在隧道开挖轮廓线外形成不小于2m的止水帷幕。注浆孔设计间距0.5m。采用小型机械隧道内成孔。钻孔按照跳孔施工的顺序进行，约10m为一循环。开挖距离小于加固长度1~2m。
地层注浆设计压力根据围岩水文地质条件及孔深合理确定。注浆速率主要取决于地层的吸浆能力(即地层的孔隙率)和注浆设备的动力参数，施工时根据现场试验，确定注浆参数。浆液配比根据现场情况调整。注浆施工后，土体达到一定强度再进行开挖。掌子面的封堵采用钢筋网片锚喷混凝土措施，厚度15cm。为防止隆起现象发生，对注浆区域进行24h不间断沉降观测。注浆钻孔分别采用不同角度，防止出现注浆盲区，若掌子面进人粉细砂层，需对掌子面进行注浆加固。
三、深孔注浆施工
(一)工艺机理
由于地下工程的地质条件、颗粒粒径、透水性和不同地层之间交互层叠，利用二重管注浆工艺可实现针对性注浆。通过对注浆地层进行分析，在可注性好的地层进行针对性注浆，不同的地层采用不同的注浆材料，可有效地填补地层的空隙，使地层得到有效的加固处理，达到设计要求，使地层特性达到同性化，并可以通过跟踪确定是否进行二次注浆，以确保注浆质量。其主要特点如下:
(1)能有效地按注浆工程的设计要求，确定注浆的位置和范围；
(2)不易产生注浆盲区和薄弱区，适合高风险注浆施工，通过止浆塞停留的时间可以实现空隙的地层多注，密实的地层少注；
(3)注浆的位置可根据实际情况上下调整，灵活变动，通过止浆塞的移动即可实现；
(4)同一注入点可以采用不同的注浆材料进行注浆；
(5)注入后，可根据地层的实际情况非常方便地再次注入，保证注浆质量；
(6)后退式深孔注浆工艺由于其工法特性，该工艺特别适合城市隧道暗挖的超前止水加固施工；改性水玻璃浆液具有渗透性强，凝结时间短，浆液胶凝体强度时序时间长等特点。
(二)钻孔施工
钻孔施工前必须封闭掌子面，喷射混凝土15cm，以防止在注浆时漏浆。施工钻孔在掌子面范围内进行布设。
(1)施工顺序:在钻孔施工过程中，从左到右顺序跳孔钻孔。
(2)施工机械:根据施工要求及现场施工条件限制，使用能够倾斜和偏移角度的GY-50钻机。
(3)钻进成孔:根据设计要求，对准孔位，按不同入射角度钻进。第一个孔施工时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参数。密切观察溢水出水情况，出现大量溢水出水时，应立即停钻，分析原因后再进行施工。每钻进一段，检查一段，及时纠偏，孔底位置应小于30cm。
(三)注浆施工
现场问题论证后，决定采用深孔注浆的施工工艺进行超前土体加固施工，先施作试验段。
(1)施工参数
试验段长度10m一循环，每循环15个注浆孔，环向间距600mm，角度15°，浆液为无收缩WSS浆液，采用隔孔跳注，压力控制在2.5MPa内，扩散半径为0.75m。水灰比:1∶1～1.5∶1，缓凝剂掺量1%～3%；水玻璃35°Bé，水泥浆∶水玻璃浆=1∶1～1∶0.8。
(2)注浆控制原则
采用定量、定压相结合的原则，跳孔注浆，对单号孔进行定量注浆，提高其扩散范围，双号孔进行定压注浆，从而提高注浆加固密实度，保证施工顺利进行。
(3)注浆结束标准
注浆结束标准:①所有注浆孔无漏注；②注浆效果达到设计要求；③单号孔达到设计的注浆量；④双号孔达到设计注浆终压时，注浆速度≤5～10L/min。
(4)注浆效果检查
注浆施工结束后，采用地質雷达进行注浆效果检查，无注浆盲区存在，并通过开挖面的地质状况观察注浆效果。
四、质量控制要点
(一)钻孔质量控制要点
(1)定孔位要求孔位偏差为±3cm，角度允许偏差≤1°。
(2)钻机就位对准孔位后，钻机不得移位，也不得随意起降。
(3)钻进成孔第1个孔施工时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参数。密切观察溢水出水情况，出现大量溢水出水时，应立即停钻，分析原因后再进行施工。每钻进一段，检查一段，及时纠偏，孔底位置应＜30cm。
(4)回抽钻杆严格控制提升幅度，每步≤20～30cm，匀速回抽。
(二)注浆质量控制要点
(1)注浆材料、浆液配合比应符合设计要求；浆液应搅拌均匀，未经搅拌或沉淀的浆液严禁使用。
(2)注浆前应对注浆泵、灰浆搅拌机和注浆管线进行检查，使其处于完好状态；一台泵发生故障时，应尽快恢复注浆，以保证注浆质量。
(3)双液注浆时，必须使用单向阀的浆液混合器，严禁用其他物件代替，以免造成管路及注浆泵堵塞。注浆过程中，应保持注浆管路畅通，防止因管路堵塞而影响注浆结束标准的判断。
(4)注双液浆时，要经常注意观察浆液的吸入比例，测试浆液凝胶时间，确保浆液强度和注浆加固效果；注浆时按设计要求控制好注浆量和注浆压力；注浆时要做好注浆压力、注浆量、注浆时间等记录工作，发现问题及时处理。
(三)监控量测
针对本工程地质条件差、工况复杂、周围环境情况，建立了立体监测系统，整个工程施工过程中，个别指标虽然出现了黄色和橙色预警，但各项指标的监测均处于红色预警值（控制值）以下。
五、注浆异常问题及应对措施
(1)注浆过程中发生串浆时，可采取两孔同时注浆。跑浆时可采取缩短凝胶时间，间歇注浆等。
(2)注浆过程中，时刻注意压力和流量的变化，若吸浆量很大或压力突然下降，注浆压力长时间不上升，应查明原因并进行处理。
(3)注浆过程中压力突然升高，应及时查找原因，进行处理，确因浆液凝胶时间过短，则应停水玻璃泵，只注水泥浆，带泵压恢复正常后再进行双液注浆。注浆过程中，注意泵压力的变化及注浆量，避免大量浆液的流失，若出现压力不变但注浆量持续增大，应停止注浆。
结语
深孔注浆技术作为一种先进的地基处理技术，由于具备有应用又活、高效、快速等特点，在本工程施工中得到了广泛应用，取得了良好效果，减少了地层扰动，有效控制了地下管线的沉降，顺利穿越了各风险源。工程中遇到的问题应总结经验，完善深孔注浆技术，应在今后的应用中不断完善。
参考文献
[1]苏飞.深孔注浆技术在地铁暗挖区间施工中的应用[J].科技传播,2013,06:159-160.
[2]王新强.深孔注浆技术在地铁施工中的应用[J].国防交通工程与技术,2012,S1:128-130.
[3]郭海.水平深孔注浆技术在地铁盾构施工端头加固中的应用[J].隧道建设,2009,S1:57-60.
关键词：深孔注浆技术；地铁施工；暗挖工程
中图分类号： U231 文献标识码： A
一、工程风险源概况
(一)自身风险
某地铁车站覆土厚11.93m~9.22m。车站拱顶位于卵石⑤层，主体位于卵石⑦层，持力层为卵石⑨层，风险等级为一级。
(二)环境风险
车站站址区地面以下市政管线密布，重要的大管线有φ2600、1300×350的雨水管、φ1200污水管、φ500中压燃气管、φ400上水管，均与车站平行，另外还有较多的通讯和电力等管线。
由于地质条件复杂，管线残留水对暗挖施工影响较大。且燃气管线对地表沉降要求严格，隧道暗挖变形超标、塌方等可能引起地层产生较大变形或塌陷，土体平衡发生很大的变化，进而导致临近管线地基变形超标，造成管线破坏。
二、施工方案
根据现场地层情况，考虑周边风险源因素，开原则是先下层导洞后上层导洞，特别是上层导洞开挖，要进行超前预注浆加固地层（深孔注浆）。注浆工艺采用二重管深孔注浆，注浆浆液选用改性水玻璃浆液和普通水泥单液浆。针对含水量丰富的泥质地层选用普通水泥一水玻璃双液浆。加固范围为暗挖斜坡道起拱线以上至拱顶外2m，在隧道开挖轮廓线外形成不小于2m的止水帷幕。注浆孔设计间距0.5m。采用小型机械隧道内成孔。钻孔按照跳孔施工的顺序进行，约10m为一循环。开挖距离小于加固长度1~2m。
地层注浆设计压力根据围岩水文地质条件及孔深合理确定。注浆速率主要取决于地层的吸浆能力(即地层的孔隙率)和注浆设备的动力参数，施工时根据现场试验，确定注浆参数。浆液配比根据现场情况调整。注浆施工后，土体达到一定强度再进行开挖。掌子面的封堵采用钢筋网片锚喷混凝土措施，厚度15cm。为防止隆起现象发生，对注浆区域进行24h不间断沉降观测。注浆钻孔分别采用不同角度，防止出现注浆盲区，若掌子面进人粉细砂层，需对掌子面进行注浆加固。
三、深孔注浆施工
(一)工艺机理
由于地下工程的地质条件、颗粒粒径、透水性和不同地层之间交互层叠，利用二重管注浆工艺可实现针对性注浆。通过对注浆地层进行分析，在可注性好的地层进行针对性注浆，不同的地层采用不同的注浆材料，可有效地填补地层的空隙，使地层得到有效的加固处理，达到设计要求，使地层特性达到同性化，并可以通过跟踪确定是否进行二次注浆，以确保注浆质量。其主要特点如下:
(1)能有效地按注浆工程的设计要求，确定注浆的位置和范围；
(2)不易产生注浆盲区和薄弱区，适合高风险注浆施工，通过止浆塞停留的时间可以实现空隙的地层多注，密实的地层少注；
(3)注浆的位置可根据实际情况上下调整，灵活变动，通过止浆塞的移动即可实现；
(4)同一注入点可以采用不同的注浆材料进行注浆；
(5)注入后，可根据地层的实际情况非常方便地再次注入，保证注浆质量；
(6)后退式深孔注浆工艺由于其工法特性，该工艺特别适合城市隧道暗挖的超前止水加固施工；改性水玻璃浆液具有渗透性强，凝结时间短，浆液胶凝体强度时序时间长等特点。
(二)钻孔施工
钻孔施工前必须封闭掌子面，喷射混凝土15cm，以防止在注浆时漏浆。施工钻孔在掌子面范围内进行布设。
(1)施工顺序:在钻孔施工过程中，从左到右顺序跳孔钻孔。
(2)施工机械:根据施工要求及现场施工条件限制，使用能够倾斜和偏移角度的GY-50钻机。
(3)钻进成孔:根据设计要求，对准孔位，按不同入射角度钻进。第一个孔施工时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参数。密切观察溢水出水情况，出现大量溢水出水时，应立即停钻，分析原因后再进行施工。每钻进一段，检查一段，及时纠偏，孔底位置应小于30cm。
(三)注浆施工
现场问题论证后，决定采用深孔注浆的施工工艺进行超前土体加固施工，先施作试验段。
(1)施工参数
试验段长度10m一循环，每循环15个注浆孔，环向间距600mm，角度15°，浆液为无收缩WSS浆液，采用隔孔跳注，压力控制在2.5MPa内，扩散半径为0.75m。水灰比:1∶1～1.5∶1，缓凝剂掺量1%～3%；水玻璃35°Bé，水泥浆∶水玻璃浆=1∶1～1∶0.8。
(2)注浆控制原则
采用定量、定压相结合的原则，跳孔注浆，对单号孔进行定量注浆，提高其扩散范围，双号孔进行定压注浆，从而提高注浆加固密实度，保证施工顺利进行。
(3)注浆结束标准
注浆结束标准:①所有注浆孔无漏注；②注浆效果达到设计要求；③单号孔达到设计的注浆量；④双号孔达到设计注浆终压时，注浆速度≤5～10L/min。
(4)注浆效果检查
注浆施工结束后，采用地質雷达进行注浆效果检查，无注浆盲区存在，并通过开挖面的地质状况观察注浆效果。
四、质量控制要点
(一)钻孔质量控制要点
(1)定孔位要求孔位偏差为±3cm，角度允许偏差≤1°。
(2)钻机就位对准孔位后，钻机不得移位，也不得随意起降。
(3)钻进成孔第1个孔施工时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参数。密切观察溢水出水情况，出现大量溢水出水时，应立即停钻，分析原因后再进行施工。每钻进一段，检查一段，及时纠偏，孔底位置应＜30cm。
(4)回抽钻杆严格控制提升幅度，每步≤20～30cm，匀速回抽。
(二)注浆质量控制要点
(1)注浆材料、浆液配合比应符合设计要求；浆液应搅拌均匀，未经搅拌或沉淀的浆液严禁使用。
(2)注浆前应对注浆泵、灰浆搅拌机和注浆管线进行检查，使其处于完好状态；一台泵发生故障时，应尽快恢复注浆，以保证注浆质量。
(3)双液注浆时，必须使用单向阀的浆液混合器，严禁用其他物件代替，以免造成管路及注浆泵堵塞。注浆过程中，应保持注浆管路畅通，防止因管路堵塞而影响注浆结束标准的判断。
(4)注双液浆时，要经常注意观察浆液的吸入比例，测试浆液凝胶时间，确保浆液强度和注浆加固效果；注浆时按设计要求控制好注浆量和注浆压力；注浆时要做好注浆压力、注浆量、注浆时间等记录工作，发现问题及时处理。
(三)监控量测
针对本工程地质条件差、工况复杂、周围环境情况，建立了立体监测系统，整个工程施工过程中，个别指标虽然出现了黄色和橙色预警，但各项指标的监测均处于红色预警值（控制值）以下。
五、注浆异常问题及应对措施
(1)注浆过程中发生串浆时，可采取两孔同时注浆。跑浆时可采取缩短凝胶时间，间歇注浆等。
(2)注浆过程中，时刻注意压力和流量的变化，若吸浆量很大或压力突然下降，注浆压力长时间不上升，应查明原因并进行处理。
(3)注浆过程中压力突然升高，应及时查找原因，进行处理，确因浆液凝胶时间过短，则应停水玻璃泵，只注水泥浆，带泵压恢复正常后再进行双液注浆。注浆过程中，注意泵压力的变化及注浆量，避免大量浆液的流失，若出现压力不变但注浆量持续增大，应停止注浆。
结语
深孔注浆技术作为一种先进的地基处理技术，由于具备有应用又活、高效、快速等特点，在本工程施工中得到了广泛应用，取得了良好效果，减少了地层扰动，有效控制了地下管线的沉降，顺利穿越了各风险源。工程中遇到的问题应总结经验，完善深孔注浆技术，应在今后的应用中不断完善。
参考文献
[1]苏飞.深孔注浆技术在地铁暗挖区间施工中的应用[J].科技传播,2013,06:159-160.
[2]王新强.深孔注浆技术在地铁施工中的应用[J].国防交通工程与技术,2012,S1:128-130.
[3]郭海.水平深孔注浆技术在地铁盾构施工端头加固中的应用[J].隧道建设,2009,S1:57-60.