地铁暗挖隧道工程中的深孔注浆施工技术

姚元新

（广东珠三角城际轨道交通有限公司，广东广州 510220）

0 引言

在地铁施工时，有许多技术上棘手的难题，特别是暗挖隧道时地下水资源的解决措施，倘若不能有效管控水资源，就会对工程质量造成影响，还会引发一系列安全隐患。随着经济科技的发展，为地铁施工提供更多的技术手段，其中深孔注浆技术就占据重要位置，它因为能够科学合理地解决暗挖隧道施工中水资源的难题，所以近年来被大范围投入使用在地铁工程中。相对于以前传统施工工艺，深孔注浆技术可以提高工程施工进度，减少施工时间，并且可以有效处理施工过程中可能出现的地面沉降问题，达到施工标准，从而既节省了人力物力财力，又缩减了施工使用材料，因此在地铁施工中占据主导地位。

1 深孔注浆工艺概述

1.1 深孔注浆在地铁暗挖隧道中的体现

我国建筑施工水平随着经济的发展不断精进，对地铁暗挖隧道工程也不断深入研究，运用现今发达的科技工艺，不断完善提升传统注浆方式，保障暗挖隧道的施工质量。在对隧道进行深孔注浆时，务必坚持科学合理的施工程序，做好施工准备，提高施工工作人员的整体素质，增强协同配合的能力，这样地铁隧道的施工才能安全有效进行，为后续工程提供安全保证。

1.2 深孔注浆工艺简介

周围地质环境对地铁工程施工影响极大，因此需要仔细勘探并综合分析各区域地质条件。暗挖隧道时，若无法有效管控科学规划地下水资源，则会造成地表塌陷、地面沉降和浆液无法注入等问题，给地铁工程带来安全隐患。而采用深孔注浆技术则可以解决此问题，缩减成本，提高地铁施工质量，保障工程高效率进行。所以，很有必要对深孔注浆技术进行深层次探讨和完善。

1.3 深孔注浆工艺原理

在对地铁工程注浆时，需要仔细分析各种地域地层环境，对症下药，不同地质需要根据其特殊构造选取相应施工材料。将由水泥和水玻璃构成的双液浆材料注入土层中不久后能够产生化学反应，生成悬浮凝胶物质，形成与土层融为一体的凝固的浆液，填补原始土层中的缝隙。此举可以硬化土层，降低土体含水量和疏松度，加固土体，提高土层抗压能力，大大加强施工安全性，防止施工时造成地表塌陷。而注浆的浆体强度和注浆时间对于深孔注浆后期呈现的效果至关重要，因此要定期检查监测双浆液的反应程度和吸收能力，还要记录浆液注入的时间及其反应所需耗用的时间，这才能保障施工成果达到预期。所以在土层中注入双浆液时，为了减少不必要的浪费和保障优质工程，要随时根据注浆进程认真无误地记载各种参数，及时解决出现的施工弊端。在暗挖隧道时使用深孔注浆技术时，通常有个必不可少的环节。施工现场地质条件复杂，土层类型多样，所以为了达到符合预期的施工效果，就要将规定量的双浆液材料注入要施工的土层中，使浆液慢慢渗进土壤，然后孔内浆液会发生反应往周围挤压扩展，填补原始土层中的缝隙。

2 深孔注浆施工技术

2.1 准备工作

①钻孔施工：钻孔前，为了有条不紊的进行注浆操作，要根据施工布置图设置孔位，在钻机定位时务必要小心谨慎，不可出错。在开孔的过程中，要调整钻杆垂度，钻杆垂直度偏差要≤1°，钻头点位与布孔点距离偏差要控制在3cm 之内；②原材料配比：为了不让双浆液过快地凝固沉淀，工程工作者大都会随时搅拌浆液，另外也会严格甄选材料来完成浆液配比，通过分析和实验选出最科学合适的施工材料来配置水泥浆液，种种步骤细节都是为了保证工程顺利进行。施工地质的不同会导致水压的变化，所以要事先调查好这些数据，水压要比注射浆液的压力至少大三倍。然后采用专业的度量器械，根据图纸布局的设计参数科学合理按照比例进行材料配比，一般来说从小到大增加浆液使用量和浓度；③加工导管和设置孔洞。一般会选择长短相同且达到规定管壁厚度的无缝钢管，在设置孔洞时，要根据设计图纸中的相隔距离并结合循环原则进行；④注射浆液：在注浆施工过程中注浆的设备器械选择也尤为重要，注浆器械的优劣直接影响注浆效果和工程质量，所以在注浆施工前就应当对注浆器械进行缜密的检查和试用，确定施工时可以顺利运行，万一在进行注浆时器械出现问题和差错，都会对工程安全和进度造成影响，增加损失。注浆应当严谨按照施工步骤，部署专业人士来操作注浆工序，认真仔细把握注浆力度。如若因施压不当而造成浆液外溢，应立马暂停注浆工程，根据工程设计所需控制注浆量，确保符合施工方案所规定的量。

2.2 注浆施工

①测量放线。首先分析注浆孔，并按照注浆孔来铺设测量线，为了减小误差，需在注浆孔工作面上操作；②建立工作平台。创建平台需要选取合适的材料，科学精准计算各种参数，搭建平台的材料为十字扣件和直径48mm 的钢管。但要做好平台搭设的准备工作，要先分析出支架的承压能力和性能强度，在满足实际搭建条件后再进行施工，平台建设成功后，需在平台顶层铺满走道板，并且用钢丝材料固定好每段走道板；③钻孔及管安装。首先要勘察孔洞的各类信息，例如深度及其分布地点。然后根据施工地域不同地质特情况选择各种型号的钻孔设备。因为难以预测地质情况，若因碰到破碎岩石而发生卡钻现象，需立马停止作业，然后清理完碎石再继续。在操作进行到一定深度时，孔内碎石要再次清空，在保证孔内无碎石后，填埋注浆管。一般来说安装三根，以胶带捆绑固定；④封孔。用麻线绑住空口管的孔壁，缠至0.5~0.8m 的纺锤菱形为宜。用专门的水泥基锚固剂使其稳定牢固，另外可用双块水泥填补以防止浆液外溢，后期要定期检测修复；⑤注浆实验。注浆施工需要联动各个部门，例如设计团队、施工工程人员、业主等。先检验参数是否准确无误，然后根据方案规定的参数测试注浆压力，若有差池则再次合理调配；⑥注浆。在制定好科学合理的注浆方法后开始施工注浆。按照以往原则先对单号深孔注浆然后由外圈到内圈依次操作。由于难以预测变化多端的复杂地形，应根据当时情形改变注浆配比比例；⑦施工检验。设置施工专用孔洞检测深挖隧道上半部分的断面，再以抽芯的方式慢慢钻进去打空隧道岩层来取得图层中的岩石样本，以此得知要施工的地质情况，然后在孔洞安装阀门监测出水情况。在结束首次注浆时，需再次查看出水情况以此得知注浆工程质量的优劣，然后判定是否符合预期效果再进行隧道施工。

2.3 施工效果检查

施工完成后，再次查看分析周围地质环境和地铁隧道，可发现注浆后的变化情况，即有效缓解地表塌陷以及暗挖隧道拱顶的问题，而未进行深孔注浆施工前，这些问题都不能得到有效解决。对注浆施工的地域进行重力触探实验，发现已经注浆的地方触探锤击水量明显升高。再通过检测对比各种施工参数和注浆配比量，都证实了深孔注浆技术在地铁施工暗挖隧道过程中有效的加固和抗渗效能，不仅节约了时间和材料成本，提高了施工效率，而且还保障了工程的安全性，如图1 所示。

图1 地表注浆后开挖掌子面效果

3 结论

总的来说，对于地铁施工暗挖隧道中难以预测的地质情况和无法有效控制的含水土层的技术困难，深孔注浆技术随着科技的进步一直在日益完善，现在能够有效加固地层和控制土壤渗水，防止出现地面沉降的问题，很好地解决暗挖隧道施工中的难处，为地铁施工提供极大的便利，保障工程安全，提高地铁暗挖隧道施工效率。而且深孔注浆技术相对于传统施工技术，能够缩减施工等待时间，减少施工成本，进一步提高了地铁施工的经济效益。随着日益增长的经济水平和科学技术，城市化进程越来越快，所以要抓紧缓解交通出行压力，建立具有现代化特点的便携快速式交通工具，因此深孔注浆技术未来的需求会更多，应该在地铁施工中应尽快普及，同时随着现代化科学技术水平不断提高，深孔注浆技术也会随着一次次的应用不断改善，最终服务于越来越高端化现代化的地铁工程建设中。