卵石地區(qū)地下水位下隧道注漿新技術(shù)

1、卵石地區(qū)地下水位下隧道注漿新技術(shù)王寧 王君紅 龔劍玄(中國(guó)建筑西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司)摘要：結(jié)合成都地鐵1號(hào)線隧道的施工情況，詳細(xì)介紹了一種新型的卵石地區(qū)地下水位下注漿的新技術(shù)。文章詳細(xì)的介紹了該技術(shù)的設(shè)計(jì)及施工藝，同時(shí)總結(jié)了注漿的質(zhì)量保證措施。指出注漿技術(shù)作為一種處理不良地質(zhì)狀況及地質(zhì)災(zāi)害的技術(shù)手段在隧適及地下工程得到了廣泛的應(yīng)用。此項(xiàng)技術(shù)的成功運(yùn)用，給其它的給同類工程提供了參考。關(guān)鍵詞： 卵石地區(qū) 隧道注漿 新技術(shù)1、 工程概況成都地鐵1號(hào)線盾構(gòu)施工通過(guò)站東小區(qū)一建筑物外側(cè)地面塌陷，經(jīng)檢測(cè)結(jié)論及建議為“為確保建筑物結(jié)構(gòu)安全性，保證地基土承載力，減少既有建筑物可能發(fā)生的后續(xù)沉降變形量，最

2、大限度減少其沉降差異，建議采用注漿方式對(duì)建筑物基礎(chǔ)下方地基土層進(jìn)行加固處理”。但由于小區(qū)內(nèi)無(wú)施工作業(yè)面，經(jīng)研究決定采用隧道內(nèi)自下而上施工方法對(duì)隧道頂部的地基土進(jìn)行注漿加固。該房屋建成年代為95年，住宅層高2800mm，總高度20800mm。房屋基礎(chǔ)型式為獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深為3.3m或3.6m，持力層為粉質(zhì)粘土層，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為200kPa。通過(guò)該建筑物的隧道頂位于地面下13.0m左右。2、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件（1）場(chǎng)地土構(gòu)成及特征人工填筑土層：以雜填土為主，褐灰、灰褐等雜色，松散稍密，稍濕潮濕。由卵石、砂土、磚瓦碎塊等建筑垃圾組成，其間充填粘粒，表層0.30.7m多為混凝土。段內(nèi)分布于地

3、表，層厚2.0m該層均一性差，多為欠壓密土，結(jié)構(gòu)疏松，具強(qiáng)度較低、壓縮性高、荷重易變形等特點(diǎn)。粉質(zhì)粘土：深灰色、灰黃色，可塑硬塑含鐵、錳質(zhì)及鈣質(zhì)結(jié)核。呈透鏡體狀分布于卵石土（<3-7>層）上部，頂板埋深2.05.0m，層厚2.1m。卵石土：褐黃、黃色，以中密密實(shí)為主，飽和。卵石成份主要為中等風(fēng)化的巖漿巖灰、變質(zhì)巖、砂巖等硬質(zhì)巖組成。磨圓度較好，以亞圓形為主，少量圓形，分選性差，卵石含量7080，粒徑以2080mm為主，據(jù)鉆探揭示，最大粒徑180mm，夾零星飄石，充填物為砂及礫石，具弱泥質(zhì)膠結(jié)或微鈣質(zhì)膠結(jié)。層厚19.40m。（2）水文地質(zhì)條件根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料及已有勘察成果，擬建場(chǎng)

4、地內(nèi)地下水類型主要為孔隙型潛水和基巖裂隙水。第四系孔隙水主要賦存于第四系上更新統(tǒng)（Q3）以及中更新統(tǒng)（Q2）的砂、卵石土中，兩層砂卵石層富水性好，形成一個(gè)整體含水層。滲透系數(shù)K12.94m/d，為強(qiáng)透水層。本區(qū)間隧道基本位于該層砂、卵石土中，受地下水影響較大?；鶐r裂隙水主要賦存于基巖裂隙中，基巖巖性為泥巖，透水性、富水性較差，水量較小。3、本工程需克服的技術(shù)難題（1）由于隧道頂部為砂卵石地層，地下水豐富，在隧道內(nèi)施工首先應(yīng)解決防止地下水滲漏問(wèn)題，因?yàn)橐坏┧淼理敳康乃疂B入隧道，將帶走隧道頂部砂卵石層中的砂，以至于造成二次地面塌陷，影響上部建筑物的安全，同時(shí)將影響隧道內(nèi)施工作業(yè)人員的安全。（2）采

5、用隧道內(nèi)注漿，應(yīng)嚴(yán)格控制注漿壓力，防止注漿壓力影響隧道頂部環(huán)片的結(jié)構(gòu)安全，同時(shí)應(yīng)防止注漿壓力過(guò)大造成地面隆起。（3）隧道內(nèi)注漿完成后，要即時(shí)的恢復(fù)管片的原有強(qiáng)度和防水性能。4、采取的技術(shù)措施 (1) 止水措施a. 管片開孔：管片開孔分兩步進(jìn)行，先在隧道正上部首先用取芯機(jī)打設(shè)一個(gè)外徑為130mm 、深度為100mm的孔，此位置位于兩個(gè)手孔中間；其次在同一圓心處打設(shè)外徑75mm。深度為160mm。詳見圖1：打孔位置平面圖。圖1 隧道內(nèi)打孔位置平面圖b. 安裝止水裝置：將事先做好的止水裝置安裝在開好的孔中。止水裝置結(jié)構(gòu)形式見圖2：止水裝置剖面圖。圖2 止水裝置剖面圖 c.安裝球閥裝置：注漿管從安裝好

6、的止水裝置法輪盤進(jìn)口中打入到設(shè)計(jì)深度后，在注漿管上焊接上止水球閥，并關(guān)閉球閥止水。注漿時(shí)打開球閥便可注漿。 (2) 壓力控制措施 注漿壓力是注漿的主要參數(shù)，對(duì)漿液的擴(kuò)散、裂隙充填、注漿效果的好壞，起著決定性的作用。因此必須有足夠的壓力克服靜水壓力和地層阻力將漿液壓入巖層中，以達(dá)到帷幕體加固圈的厚度，但也要避免壓力過(guò)大漿液滲透過(guò)遠(yuǎn)，浪費(fèi)材料和時(shí)間。注漿壓力與圍巖的裂隙發(fā)育程度、涌水壓力、漿液材料及凝膠時(shí)間有關(guān)。借鑒以往資料，注漿壓力公式主要有兩種，一是P=(23)P0；二是P= (24)MPa+P0，式中P為注漿終壓，P0為涌水壓力(MPa)。通過(guò)本隧道施工實(shí)踐，認(rèn)為公式二比較合理、可靠，施工時(shí)

7、取用計(jì)算公式的上限值。 (3) 封口措施a、漿液達(dá)到7天強(qiáng)度之后，拆除法蘭盤。b、部分割除止水鋼管（管片內(nèi)弧以內(nèi)50mm）及注漿錨桿。c、止水鋼板用蓋板密封。d、空隙部分用快干水泥抹平。 圖3 封口措施剖面圖(4) 質(zhì)量保證措施1)應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行鉆孔。打孔之前要排摸好小區(qū)內(nèi)的管線情況，打孔時(shí)錨桿機(jī)上注漿管要位置準(zhǔn)確，防止注漿管子偏心斷裂。2)注漿材料應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)禁使用過(guò)期結(jié)塊的水泥，必要時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)。3)漿液配比應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，配漿時(shí)最人誤差為不超過(guò)5% 。4)漿液攪拌應(yīng)均勻，一般水泥漿攪拌時(shí)間為3min5min,但不得超過(guò)30 min。未攪拌均勻或沉淀的漿液嚴(yán)禁使用。5) 注漿過(guò)

8、程中要對(duì)房屋進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。注漿過(guò)程中，時(shí)刻注意泵壓、和流量的變化，若吸漿量很大或壓力突然下降，注漿壓力長(zhǎng)時(shí)間不上升，應(yīng)查明原因；如工作面漏漿，可采取封堵措施；如跑漿可通過(guò)調(diào)換漿液、調(diào)整漿液配比，縮短漿液凝膠時(shí)間，進(jìn)行大泵量，低壓力注漿，必要時(shí)采用間歇注漿，以達(dá)到控域注漿的目的。6)嚴(yán)格按照前進(jìn)式注漿設(shè)計(jì)的段長(zhǎng)進(jìn)行分段注漿，不得任意延長(zhǎng)分段民度，必要時(shí)可進(jìn)行重復(fù)注漿，以確保注漿質(zhì)量。嚴(yán)格進(jìn)行注漿效果檢查評(píng)定，符合要求時(shí)才能結(jié)束注漿作業(yè)。7）施工過(guò)程中要嚴(yán)格遵守施工作業(yè)要求，注意空壓機(jī)高壓作業(yè)安全。5、結(jié)論 在穿越既有建筑群的地下隧道工程中，必須保證既有建筑物的安全，這就必須控制地面上建筑物的結(jié)構(gòu)

9、沉降和差異沉降。當(dāng)沉降超過(guò)一定限度時(shí)，必須進(jìn)行恢復(fù)。注漿提升地基承載力是恢復(fù)地面建筑物高程的一種有效手段。本文對(duì)既有建筑群的地基承載力進(jìn)行分析，并結(jié)合成都地鐵1號(hào)線穿越東站小區(qū)既有建筑群的情況，得出一些有意義的結(jié)論：注漿加固在地鐵隧道建設(shè)過(guò)程中，提高既有建筑群的地基承載力，恢復(fù)建筑物的地面高程，是一種簡(jiǎn)單有效的方法。先通過(guò)常規(guī)的測(cè)量確定地基的弱化位置，再通過(guò)對(duì)既有建筑群結(jié)構(gòu)注漿抬升彈性進(jìn)行比較分析，說(shuō)明軟弱處注漿能及時(shí)有效的減少既有建筑沉降。對(duì)該項(xiàng)穿越工程中既有建筑物的注漿抬升效果進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)地面高程最大回升25mm左右，達(dá)到了預(yù)期的效果。該項(xiàng)目的注漿抬升不僅使建筑物高程損失得到一定的恢復(fù)，為恢復(fù)既有地鐵線路正常施工提供必要條件，同時(shí)也為類似工程的沉降控制和恢復(fù)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。參考文獻(xiàn)：1 關(guān)寶樹. 巖質(zhì)隧道的圍巖壓注比水技術(shù)M. 北京：中國(guó)鐵道出版社，2001.2 李治國(guó). 隧道巖溶處理技術(shù)J. 鐵道工程學(xué)報(bào)，2002（4）：61-6