地铁暗挖区间湿陷性黄土地层渗漏注浆施工技术

姚念军（西安市地下铁道有限责任公司，陕西　　西安　710018）

地铁暗挖区间湿陷性黄土地层渗漏注浆施工技术

姚念军
（西安市地下铁道有限责任公司，陕西西安710018）

摘要：通过对西安地铁三爻～凤栖原区间污水管道渗漏水WSS注浆处理，阐明了渗漏水穿越老黄土，土体自稳性变差，加大了土体对隧道结构的局部压力。在隧道湿陷性黄土地层中注浆试验证明，注浆技术不仅适用于软弱地层和砂层的注浆止水工程，同样适用于黄土地层中，能够达到封闭止水、固结土层的效果。

关键词：地铁；暗挖区间；渗漏；注浆

1　工程概述

西安地铁三爻～凤栖原区间工程，在开挖掌子面进至某段里程时，隧道拱部出现了几种水线漏水的情况，而且在开挖过程中有土块塌落情况的出现。除此之外，掌子面处核心土坍塌以及已完成部分出现渗水漏水情况。为确保掌子面稳定，暂时停止施工作业，同时对施工掌子面临时进行网喷混凝土封闭。考虑到结构稳定和施工安全，需要对其进行渗漏水注浆处理。

2　施工中注浆方案的确定

2.1分析渗漏水出现的原因

通过实地勘察以及相关资料的查询，结合施工地周围管线、水源调查结果分析，出现渗水漏水的部位周边情况为污水管道、华美学院内部的化粪池以及排水管道支管等，除此之外，并无其他情况发现。通过统计晴雨天不同时段渗水情况，判断天气下雨是否影响隧道内部渗水，最后得出没有影响。因此判断渗漏水是由污水管漏水引起的，隧道线路原有土体长期处于浸泡状态，开挖时土体软弱失稳进而出现坍塌情况。

2.2选择合适的注浆方案

（1）地面注浆

地面注浆方案有着自己明显的优势，可以将渗漏水的线路更改，让其偏离隧道上方土体，同事也不会对隧道初至作业的进度产生影响；但该施工地点处于交通十字地段，地面交通繁忙，采用地面注浆直接影响交通。地面有自来水以及天然气管道，施工过程中不能采用有效的控制手段。办理审批文件需要较长的时间，直接影响施工进度。

（2）洞内注浆

相比于地面注浆，洞内注浆可以对隧道上方的土体进行有效加固，很好的实现止水的目的。同时因为是在地下施工，不会对地面交通产生大的影响，也省去了申请占道手续的时间，施工周期短，最主要的是工程花销较低；其缺点就是影响前方初支施工进度。

经过比较分析，洞内注浆干扰少、周期短、见效快、费用低，所以确定注浆采用洞内注浆。

2.3注浆参数的设计及确定

（1）布置注浆孔以及注浆顺序

首先需要考虑一个问题，就是该隧道属于复线隧道，为了避免左线隧道拱部止水之后，造成右线隧洞出现渗漏水。那就需要从左线隧道西侧拱顶漏水位置开始打孔以及注浆，这些注浆孔深10m彼此间相距1m，向西偏15°，以保证注浆液可以形成完整的帷幕。在拱顶西侧的注浆孔总共有六排，第一排注浆孔15个，顺着第一排方向向东1.5m设置第二排注浆孔，注浆孔向西偏7.5°，共有14个孔，孔深8m，以此类推，其中两端位置的孔深为6m。注浆施工时，需要按照由南向北，先西后东的顺序进行。

（2）注浆孔的主要技术参数

如图1所示，其为注浆孔的立面布置图，其中注浆孔直径为4.2cm，注浆中扩散半径为100cm～150cm。注浆液凝结需要时间为20s～1800s，注浆过程中需要将注浆压力保持在300kPa～500kPa。

2.4注浆施工过程需要注意的问题

本工程采用的注浆法师双液化学注浆法，其工作原理是根据工程的要求以及底层的实际情况，预先配置好所需要的化学浆液，将这些浆液放在不通的容器里面。当钻进机具将钻杆推送至预先设计好的深度时，利用注浆泵通过二重管将注浆液喷入到地层内部，最终达到止水的目的。

（1）工艺流程

第一阶段：AC浆液注浆止水，注浆过程中应该采用直径2.5cm的钢管，沿着隧道法线方向打入围岩，其深度不得低于1.5m，不得高于2m。

第二阶段：采用AB+AC浆液注浆加固，注浆管采用直径4.2cm的钢管，在施工时主要采用垂直钻杆回抽注浆法和扩散式倾斜钻杆回抽注浆法注浆。

（2）施工方法

施工开始前需要做好调查地下管线的工作，避免施工过程中出现意外，方便施工中调整注浆压力、注浆量，避免压力过大造成浆液进入既有管线，影响人们正常生活；注浆孔按间距不大于1.5m交联等边三角形布置；接着需要做好钻机定位工作，特别是上拱位置。钻机需要安放在操作平台上面，为了确保钻机可以正常工作，对于操作平台的高度需要仔细计算后才能确定，这样才能确保钻孔角度处于最佳状态。开钻的时候确保钻杆倾斜度不超过1.5°，同时布控点和钻头点位之间存在的误差不超过8cm。

钻孔过程中，钻杆角度要精确计算，并且及时观察钻孔进度，当发现坍塌情况出现的时候，需要立刻停止钻孔，接着回抽注浆加固，确保加固效果达到标准之后，就可以停止注浆了，这时需要调整孔位，在临近孔位继续钻孔施工；选择注浆液的时候，需要结合施工现场具体的地质情况，同时选用的计量工具要准确按照既定配方配料施工，第一循环一般作为试验段施工，根据注浆效果及时调整浆液配合比及悬浊液和溶液注入比例，确定最佳的浆液配合比及浆液注入比例。

注浆施工过程采用的是分段回抽注浆法，通常情况下回抽步距为0.3m，施工顺序先外围后中心。通过结合此项工程的实际情况，经过严格计算认为，总浆液中有70%为溶液型浆液，其余30%为悬浊液，这样的比例分配可以很好的确保施工质量，达到预期的加固效果。同时注浆过程中为了保证施工的顺利进行，注浆压力应该维持在300kPa，同时要有专业的技术人员进行操作。注浆过程中如果出现压力突然变化时，应该第一时间停止注浆。

图1　注浆孔立面布置图（单位：mm）

3　注浆过程施工质量及安全控制要点

3.1注浆质量控制要点

钻孔施工过程中，需要严格按照施工布置图进行，同时孔位也要布置精确，最重要的就是做好钻机的定位工作；为了确保配料的质量符合相关标准，需要严格按照设计配方进行排料；注浆施工过程中，应该按照顺序分步进行。当注浆过程中发现压力突然变化的时候，应该在第一时间停止注浆。严格按照设计进行注浆量的确定，当实际施工中出现跑浆情况时，应该采取一定的措施以保证注浆量符合设计要求；施工过程中每道施工程序应该安排专人负责操作记录；注浆施工过程中，需要注意地面是否出现隆起、注浆液溢出等情况，同时需要加强施工地段的沉降观测。

3.2注浆过程安全控制

钻机注浆泵和高压管路在安装好之后，必须进行调试运行，以确保机械性能以及压力表等装置运行良好，做好相关的试运行之后，才能正式开始施工。每次注浆开始前，对于安全阀以及压力表的灵敏度都需要认真检查，确保性能良好之后将其调整到规定的注浆压力位置；安装高压管路以及泵头各部件的时候，仔细检查各丝扣之间的联系是否紧密，在确保联接紧密之后，方能开始注浆，注浆施工过程中，为了防止密封胶冲式阀门出现破裂伤害到工作人员，要禁止施工人员出现在注浆孔附近；注浆施工中不能随意停水、电，当遇到停水以及停电情况的时候，需要提前通知相关人员，相应的人员在确保注浆以及冲洗完成后，才能停水停电。施工过程中施工人员需要做好相应的防护处理，带好安全帽、防护眼镜、手套等用品。

图2　隧道双重管注浆工艺流程

结语

注浆前，隧道两侧边墙与掌子面渗水点多，渗水量大，尤其是边墙和拱顶处出现涌水，发生多次坍塌，施工开挖难度较大。注浆加固后，已完初支部分和掌子面土体无渗水，开挖后，浆液与土体固结为一体，浆脉延伸较完整，土体基本挤密，达到了预期的加固、止水目的。通过在隧道湿陷性黄土地层中注浆试验证明，WSS注浆技术不仅适用于软弱地层和砂层的注浆止水工程，同样适用于黄土地层中，能够达到固结土层，封闭地下水的显著作用，解决了普通注浆方法在黄土地层中注浆浆液扩散不理想，浆液固结土层缓慢而造成浆液流失的缺点。

参考文献

[1]关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京：人民交通出版社，2003.

[2]张民庆，彭峰.地下工程注浆技术[M].北京：地质出版社，2008.

中图分类号：U45

文献标识码：A