深孔注浆技术在地铁暗挖隧道施工中的应用

徐杨 满奕

摘 要：地下水对当前地铁暗挖隧道建设的影响，是一个无法忽视的问题，为了保障地铁暗挖隧道的施工质量和安全，对地下水的渗水量、渗漏方式和来源等进行分析，总结出合理的施工工艺进行处理。在初支背后注浆无法解决地下水造成的问题时，可采用深孔注浆解决隧道涌水、明流水等问题。相比其他工法采用该工法注浆效果明显，工期短，大大缩短整体项目工期，同时该工法成本可控，经济效益高，从而使工程项目的整体经济效益得到提升。对后续地铁暗挖隧道施工有参考价值。

关键词：深孔注浆;地铁;暗挖隧道

一、地铁暗挖隧道施工工程简介

（一）暗挖法概述

隧道是由围岩及支护结构共同构成的复杂体系，其在开挖过程中会受到地质情况和周边环境等多种因素影响。隧道若采用新奥法施工，制约于当前技术，施工条件和环境较差，同时施工作业面狭小，无法采用大型机械，大大增加了施工难度及进度。暗挖隧道埋置的深度决定其对地面及周边建筑物的影响大小，若埋置深度不足，易引起地表沉降、威胁周边建筑物安全，需加强支护措施。为响应当前城市文明建设，需妥善处理好开挖所产生的废土及碎石，合理安排出渣，做好文明施工。应用暗挖法要先开挖初支，在初支结构上进行二次衬砌。初支及二次衬砌的支护参数依据隧道穿越地质、周边环境等条件进行选择，在各影响因素中隧道埋置深度对其影响最大。

（二）工程简介

青岛地铁R3线井嘉暗挖区间管段内主要为为滨海堆积区，地形略有起伏，地面高程3.72～6.93m，沿线两侧多为人工改造形成的陆地，区间隧道穿越的地质条件复杂，其中部分区段所穿越的围岩为局部发育节理密集带和砂构造碎裂岩，对隧道造成较大的渗漏水影响。

本区间渗漏水范围主要沿唐岛湾海岸线一侧，其中离海边最近处只有17m，区段内围岩主要以Ⅳ级围岩为主，同时有少量Ⅲ级围岩区域，根据地勘报告揭示，渗水区域围岩主要为微风化粗粒花岗岩，同时节理裂隙较发育，通过水质检测分析，该渗漏水范围内地下水与海水相联通。通过施工现场勘察判断，该区域渗水、涌水主要为基岩裂隙水，因部分裂隙与上部海水联通，导致水量很大。该工程处于人工改造的陆地，地质条件极其复杂，施工难度较大。在实际施工时，若未及时处理好渗漏水，可能会导致隧道灌水、影响周边建筑物安全等问题，严重时甚至会导致隧道及周边道路等坍塌，对工程造成不可挽回的损失。

二、深孔注浆技术在地铁暗挖隧道施工中的应用

（一）应用流程

近几年来，我国城市轨道交通行业飞速发展，国内相关领域也开展了大量的研究工作，相关的技术也日臻成熟。在施工过程中结合现代技术对深孔注浆技术进行不断的完善和提升，为暗挖隧道施工质量和安全提供了有力保障。在实际施工过程中，要严把质量关，严格遵守操作规范，同时根据现场施工条件，合理规划工艺流程。其具体施工流程图如下：

（二）技术要点

1、施工准备

合理设计注浆参数，为了保证浆料配比的合理和实用性，需对施工过程中的各项参数进行严格检验测试，确保配比满足施工要求。深孔注浆一般采用硅酸盐水泥浆和水玻璃浆组成的双液浆，水泥浆水灰比一般控制在0.6：1～1：1之间，水泥浆与水玻璃浆为1：1，施工过程中可根据实际情况对其进行适当调整。为保证浆液配比的科学性，需对注浆工作进行分段试验。根据现场渗水情况，确保注浆压力大于水压力。为保证注浆效果，通常采用水压力的2～3倍为注浆压力。水泥选用普通硅酸盐水泥（当水量较大时可采用硫铝酸盐水泥或超细水泥），同时采用波美度为35的水玻璃，其模数在2.4～3.4之间。

测试注浆参数，在开挖过程中，水压会随着隧道的不断掘进而产生变化，因此要对施工各阶段的地下水水压做好勘察记录工作。在试验段施工过程中，可先调配不同配比的浆液，对试验段进行注浆工作，其水灰比分别为0.6：1、0.8：1、1：1。优先选择浆液浓度低的进行注浆工作，然后使用浓度高的浆液进行注浆，根据注浆量与水压力的变化对浆液浓度进行适当调整，如压力无明显变化，则提高浆液配比同时提升注浆速率，反之则选用低配比浆液。注浆堵漏工作完成后，通过对各阶段合理水灰比的记录对比分析发现其浆液配比一致，从而得出符合设计要求的配合比。在后续施工过程中，可根据实际施工情况对配合比进行适当调整。

注浆管加工和注浆孔位布置，注浆管采用壁厚度为5mm、直径为42mm的无缝钢管，长度为3.7m。为保证注浆效果，对需要注浆区域进行区段划分，注浆顺序按照间隔注浆，布设注浆孔洞时，根据施工情况布设，每循环12m，循环间距3m，每循环布置6孔，共计24个孔，每孔深3.5m。

2、施工过程

测量放线，测量员根据孔位布置图对注浆孔进行放线，放线完成后需对孔位进行二次复核，确保其准确性。

数据采集和设计，建立工作平台。为保障数据采集及施工作业工作的顺利进行，需对所搭设的施工平台安全稳定性进行计算驗证。作业平台采用直径为48mm的钢管和十字扣件进行搭设，其结果符合各项要求。

钻孔及注浆管安装，根据注浆孔洞的位置、角度和深度以选择钻孔设备。开孔距离要控制在距离岩面1.2m左右。可以选用风钻进行开孔，孔径50mm。钻孔施工的操作要点有轻加压、速度慢、给水足等，同时需严格做好钻孔记录：包括孔号、进尺、起止时间、岩石裂隙发育情况、涌水位置、涌水量、涌水压力等。钻孔结束后安装注浆管，注浆管采用φ42mm、壁厚5mm的无缝钢管，钢管长度为3.7m。钻孔深度达到3.5m时，要对孔内杂物进行清理，然后将注浆管插到孔洞中，外部露出的长度约为15-20cm。在开孔的过程中，要对钻杆进行上扬调整，从而与钻杆下垂度进行抵消。采用先单号后双号的钻孔顺序，要保持左右对称，并与邻近施工区域的纵向错开。如果钻孔过程中遇到破碎岩石层，并因此出现卡钻情况，要停止钻孔，对孔洞进行注浆扫孔，然后继续。到达预计深度之后，要再次进行扫孔，其后安装好注浆管。

封孔，首先使用铅丝、木楔等材料填塞注浆孔间隙，然后采用水泥基锚固锚剂进行加固，确保空口管的牢固性，避免漏浆问题。内封堵可以采用双快水泥，封孔结束之后至少要养护3天，然后再进行注浆。

施工监测，在对上半断面进行注浆之前，要设置专门的检测孔，通常位于隧道的上部和两侧。利用抽芯钻进行检测孔的钻取，并取出岩样，对其进行分析和检验，进而判断地质情况。安装阀门并测量出水量。首次注浆完成之后，要测量出水量，判定新钻地质探孔的注浆效果，确保其预期的加固止水效果相符后再进行后续的隧道挖掘工作，从而确保隧道挖掘的质量和安全。

3、效果检查

检验深孔注浆技术的应用效果，并对其进行评价分析，结果如下：通过对技术应用前后效果的对比，可知注浆后，渗漏水区段被有效封堵，隧道表面无明流水，深孔注浆前初支背后注浆无法封堵涌水、明流水。注浆前后对比，注浆效果非常显著。深孔注浆技术在井嘉区间得到了良好的止水堵漏应用效果，对工程质量的改善有很大的帮助，可推广到类似的近海复杂地层地铁项目。

三、结语

综上所述，随着地铁工程数量的增加，地铁工程施工技术日臻成熟。深孔注浆技术能够改善暗挖隧道的施工质量，降低暗挖隧道的施工难度，进而提升整个工程的施工效率，减少成本的投入，使地铁工程的修建效益进一步提升，并且有效缓解我国城市交通压力。

参考文献：

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