陳程，邱濤

（中國水利水電第七工程局成都水電建設(shè)工程有限公司，成都 611130）

1 引言

隨著我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，近些年四川地區(qū)大力發(fā)展地鐵事業(yè)，隧道工程數(shù)量不斷增加，在軟弱、松散、富水地層中修建隧道工程，超前預加固輔助工法得到了行業(yè)的廣泛認可。超前預加固技術(shù)主要包括大管棚、小導管、水平旋噴樁、水平攪拌樁、超前小導管預注漿等。不同工法選擇要結(jié)合工程實際的地質(zhì)、水文、環(huán)境等方面進行考慮，還需要重點關(guān)注技術(shù)使用的安全性、經(jīng)濟性、適用性，采用動態(tài)分析、動態(tài)設(shè)計方法。而水平旋噴攪拌技術(shù)在實際應(yīng)用中更加廣泛，在四川地區(qū)地鐵工程建設(shè)中發(fā)揮著極大的效用，值得進一步推廣。

2 水平旋噴攪拌術(shù)簡介

水平旋噴注漿法是在初期導管注漿技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一項技術(shù)，主要是通過高壓旋噴形式對水泥漿液進行壓注，從而在隧道開挖輪廓外構(gòu)成一道拱形預襯砌的支護方法。水平旋噴攪拌技術(shù)是超前預加固輔助工法的一種，主要采用泵作為動力源，采用水平鉆機鉆桿、噴嘴等設(shè)備，將已經(jīng)制作好的漿液噴射到土體當中，噴射流的能量可以將土體射穿，噴嘴會不斷旋轉(zhuǎn)、進退實現(xiàn)土體切割，使土顆粒和漿液進行混合，等到漿液凝固之后，即可形成水平圓柱形狀的水泥固體，也就是水平旋噴樁。

3 工程概況

某地鐵工程為雙線8車道，路基寬度為60m、輔道為20m，隧道設(shè)計上采用了兩條單線隧道形式，凈距離為2.5m、暗挖區(qū)間長度為80m、深埋度為5m。該工程地段地形較為平緩，是典型的砂巖基層，深埋度大（大約在20m），上覆土依次為：雜填土、淤泥質(zhì)土、粉砂、粗砂，厚度分別為：3.3m、2.2m、5.5m、7.2m。工程地下水資源豐富，水位大約為2.8m。本工程的主要特點為：

3.1 地質(zhì)條件差、水文條件復雜

工程暗挖隧道所處地層是雜填土、淤泥質(zhì)粉砂、淤泥質(zhì)土、砂礫地層，并且地下水十分豐富，升降較為明顯，具有豐富的補給，整體缺乏穩(wěn)定性。隧道要穿越淤泥質(zhì)粉砂、砂礫地層，由于隧道土體穩(wěn)定性差、含水量大、地下水位高、容易補給，所以可能出現(xiàn)涌水、滲流等問題，對工程穩(wěn)定以及開挖工作十分不利。

3.2 隧道埋深淺，地表沉降控制難

隧道拱頂深埋度為5m，地面上有鐵路干線。在施工過程中要求地表沉降不能影響干線正常運營，因此，對水平旋噴攪拌樁、洞室開挖要求更高。

3.3 相鄰隧道間距小，洞室開挖難度大

本工程兩個隧道之間的距離只有2.5m，所以在開挖施工中對隧道結(jié)構(gòu)整體影響較大。

4 水平旋噴攪拌技術(shù)在地鐵工程中的應(yīng)用

4.1 應(yīng)用范圍以及技術(shù)措施

由于工程要穿越粗砂層、粉砂層，并且該地區(qū)的水資源十分豐富，在應(yīng)用礦山法暗挖施工方案時，需要重點解決地下水豐富的問題，不可在開挖工程中產(chǎn)生漏水、漏砂等問題。這就突出了水平攪拌樁技術(shù)的優(yōu)勢，其可以實現(xiàn)加固地層、止水帷幕等。

在實際應(yīng)用中，采用全封閉水平旋噴攪拌樁技術(shù)進行支護，攪拌樁間距控制在350mm、咬合為150mm。采用環(huán)向樁間咬合搭接方法，從而構(gòu)建帷幕實現(xiàn)止水作用，避免產(chǎn)生流砂、流水等問題。在鉆孔當中，要以長水平旋噴攪拌樁支護技術(shù)為主。通過采用水平鉆孔高壓旋噴在隧道上方構(gòu)建拱棚，相連旋噴體之間能夠相互搭接，搭接圓周交點需要結(jié)合拱棚預定最小厚度，這就要求鉆孔工作能夠達到指定要求。為了能夠保障水平旋噴攪拌樁精度達到設(shè)計標準，要采用垂球定位、水平尺確定進入圍巖角度，采用全站儀確定隧道的中心線，明確攪拌樁的具體走向。鉆桿上增設(shè)導向管，保證鉆井的水平度。施工中做好測量工作，在能夠不損壞地下建筑的情況下，要糾正鉆孔位置，保證鉆入精度[1]。

地面隆起與地面沉降問題一樣，會直接影響地下管網(wǎng)安全性以及地上交通安全。通過分析可知，在攪拌過程中由于孔內(nèi)形成靜壓導致地面隆起，地面隆起與覆土深度、孔內(nèi)靜壓有著直接關(guān)系。在施工當中，要時刻關(guān)注鉆孔內(nèi)部出漿情況，應(yīng)用抽桿將孔壁冒漿通道打通，避免內(nèi)部生成靜壓或控制靜壓達標，這樣即可避免地面隆起。還需要時刻關(guān)注地面沉降性，根據(jù)實際沉降情況采取下一步措施。

4.2 施工參數(shù)選擇

在采用水平旋噴攪拌樁施工當中，需要配合全站儀放線測距，按照隧道中心線向兩側(cè)放線。本工程水平旋噴攪拌樁每端鉆進長度為40m，為了避免在鉆進時產(chǎn)生侵限問題，可以在隧道拱部、邊墻外放300mm?？紤]到預留變形問題以及施工偏差，還需要將隧道外放60mm，總共外放長度為360mm。同時，隧道下部外放60mm。為了避免在實際施工當中產(chǎn)生鉆頭下墜，造成隧道輪廓線被侵入，可以將拱部鉆進角度稍稍上揚（1.5°），邊墻鉆進角度稍稍外斜1°，仰拱鉆進角度不需要調(diào)整。在施工中建議先進行下部施工，之后再開展上部施工，這樣在上部施工過程中，可以使上部泥漿溢出將下部孔洞填補，提高水泥漿利用率。本工程的旋噴參數(shù)為：壓力20MPa、水灰比為0.75:1、水泥量為每米100kg、鉆進速度為每分鐘500mm。

在鉆孔與旋噴長度方面。通常旋噴要比鉆孔長度低1m，也就是距離孔洞出口1m的位置停止旋噴，避免對旋噴工作面造成損壞。旋噴長度越長，其性能越高。但是增加旋噴長度，可能無法保證鉆孔精度，固結(jié)體端部搭接工作困難。為了保證鉆孔精度，要保證旋噴前樁體間咬合度，在施工當中提高對鉆孔角度、深孔的監(jiān)測工作。先進行鉆孔長度的測量，確定孔深，之后采用水平尺、垂球定位對其上揚角度確定。采用全站儀將隧道中線測量并標定，明確旋噴樁具體走向。導向管要在每8m鉆桿位置設(shè)置一個，這樣可以保證鉆進的水平性，提高鉆孔精度[2]。

4.3 施工技術(shù)要點

在準備期間，需要正確選擇旋噴攪拌機，通常根據(jù)孔洞高度確定攪拌機高度。按照工程標準開挖高程工作面，對工作平臺進行整平處理，預留好各個孔洞灌漿的機械位置。在旋噴工作面上確定隧道中線、輪廓線，并將拱頂開挖線最高點標注。在工作面上鋪設(shè)2.5m長、25×25cm斷面的枕木，如果枕木高度無法控制，則需要采用鋼絲綁扎或采用扒釘連接。在枕木上鋪設(shè)軌道，在道頂將軌道固定連接，這樣采用鉆孔機才會更加穩(wěn)定。

漿液配置過程中，需要確保攪拌時間大于2min。之后按照鉆孔順序，從上到下進行鉆孔旋噴作業(yè)。要把鉆機穩(wěn)固，之后結(jié)合設(shè)計中計算好的機上控制點高程以及偏角，對鉆機上鉆桿角度進行調(diào)整，保證鉆機定位的精確度。在鉆機進入到指定深度時即可進行旋噴。為了確保旋噴質(zhì)量，要先預噴30s再正式施工。采用3次復噴形式，一邊旋噴一邊后退。待到一個孔洞旋噴完畢之后，采用清水將高壓泵、輸漿管路進行清洗，直到管路流出清水為止。再者，需要在工作平臺前段、中央挖一條排漿溝，讓漿液集中流入集水坑當中，沉淀之后排水，將漿液統(tǒng)一處理。

5 結(jié)語

綜上所述，為了推動四川地區(qū)地鐵事業(yè)的發(fā)展，必須要保證地鐵隧道工程施工質(zhì)量，這也決定了地鐵行駛的安全性，這就需要全面加強對地鐵工程實際情況的分析，合理應(yīng)用水平旋噴攪拌樁技術(shù)，提高隧道整體剛性。在施工中，要加強技術(shù)控制、正確選擇施工參數(shù)、掌握施工要點，從而完成隧道工程建設(shè)。