胡 醒

（中鐵十六局集團(tuán)地鐵工程有限公司，北京 101149）

1 工程概況

本文以粉質(zhì)黏土層地質(zhì)條件下的地鐵隧道施工項(xiàng)目作為研究對(duì)象，解放橋站～建設(shè)街站區(qū)間采用盾構(gòu)法和暗挖法施工，在區(qū)間里程K29+104.746處設(shè)置豎井兼盾構(gòu)接收井1座，其中，解放橋站～區(qū)間豎井采用的是暗挖法施工，西起解放橋站，下穿國(guó)鐵、輕軌三號(hào)線、西解放立交橋，沿解放大路東至區(qū)間豎井。暗挖隧道段的起止里程為：左線的起止里程為：K29+15.745～K29+94.453，開(kāi)挖總長(zhǎng)度為78.708m；右線的起止里程為：K29+15.743～K29+96.945，開(kāi)挖總長(zhǎng)度為81.202m。

隧道開(kāi)挖的斷面形式設(shè)計(jì)為馬蹄形。隧道的開(kāi)挖斷面尺寸設(shè)計(jì)為：6300mm×6600mm；超前支護(hù)選擇使用雙排小導(dǎo)管進(jìn)行施工，在隧道拱頂部位150°范圍進(jìn)行超前支護(hù)，外側(cè)小導(dǎo)管的規(guī)格為Φ32×3.25@300mm，小導(dǎo)管的插入角度保持在20°~25°之間，單根小導(dǎo)管的長(zhǎng)度為3m，每?jī)砷蛟O(shè)一環(huán)。內(nèi)側(cè)小導(dǎo)管的規(guī)格為Φ32×3.25@300mm，插入的角度控制在10°~15°之間，單根小導(dǎo)管長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為1.8m，每一榀打設(shè)一環(huán)。

2 施工準(zhǔn)備工作

正式施工之前，施工人員必須要明確施工的影響范圍，并且詳細(xì)地排查出影響范圍內(nèi)哪些建筑物、構(gòu)筑物需要采取保護(hù)處理措施。此外，還需要兼顧影響范圍內(nèi)的市政管線保護(hù)問(wèn)題，并做好詳細(xì)的記錄。明確不同建筑物、構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)形式、外形，對(duì)施工過(guò)程中建筑物、構(gòu)筑物的沉降量進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，并做好保護(hù)措施。

3 雙重管深孔注漿施工技術(shù)

在對(duì)砂層進(jìn)行暗挖過(guò)程中，使用雙重管深孔注漿方式進(jìn)行加固，對(duì)掌子面部位進(jìn)行加固，提高掌子面的穩(wěn)定性，可以避免塌方現(xiàn)象，提高施工過(guò)程中施工人員的安全性；有效縮短施工工期，提升施工效率；因注漿效果具備可控性，能夠有效地控制地面、隧道、管線的沉降量，在最大程度上降低對(duì)周?chē)h(huán)境的影響。

3.1 加固孔位布置

為有效保證施工時(shí)地面沉降量保持在可控范圍以?xún)?nèi)，施工單位選擇使用二重管進(jìn)行注漿作業(yè)，注漿工藝選擇使用全斷面注漿工藝。注漿孔的布設(shè)應(yīng)該滿足經(jīng)濟(jì)性、合理性要求。止水注漿區(qū)域內(nèi)的注漿孔布設(shè)為梅花狀，注漿孔的平面間距設(shè)計(jì)為70cm，排距設(shè)計(jì)為70cm，加固范圍設(shè)計(jì)為：開(kāi)挖斷面的輪廓線以外2m處至開(kāi)挖斷面1m處；隧道區(qū)間加固范圍為：左線的加固起止樁號(hào)為K29+19.072～K29+63.072，該路段的總長(zhǎng)度為44m，右線的加固起止樁號(hào)為K29+18.548～K29+62.548段，該路段的總長(zhǎng)度為44m。單次注漿的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為13m，單次開(kāi)挖長(zhǎng)度確定為10m，預(yù)留3m作為止?jié){巖盤(pán)，每環(huán)需要設(shè)置60cm長(zhǎng)的止?jié){墻，止?jié){墻的結(jié)構(gòu)為混凝土結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖1。注漿孔具體的加固位置見(jiàn)圖2。

圖1 深孔注漿范圍橫剖示意圖（單位：mm）

圖2 下穿既有國(guó)鐵及輕軌3號(hào)線區(qū)域深孔注漿孔位布置圖（單位：mm）

3.2 參數(shù)設(shè)置

外側(cè)注漿孔的數(shù)量為40個(gè)，編號(hào)為S1~S40，注漿孔的間距設(shè)計(jì)為0.7m×0.7m，注漿孔的技術(shù)參數(shù)設(shè)置見(jiàn)表1。

表1 外圍注漿孔參數(shù)

實(shí)際注漿量按以下公式進(jìn)行計(jì)算：

式中：

Q——注漿量；

A——有效范圍內(nèi)的巖層體積，取值為88.5×88=7788；

η——圍巖孔隙率，取值為0.75；

α——漿液填充系數(shù)，取值為40%；

β——注漿材料損耗系數(shù)。

為確保注漿質(zhì)量，在每段設(shè)置3～4孔作為檢查孔，利用檢查孔來(lái)確定注漿效果。當(dāng)注漿作業(yè)完成以后，每個(gè)注漿孔的涌水量不得超過(guò)0.2L/（min·m），隧道開(kāi)挖完成以后，標(biāo)準(zhǔn)滲水量不得超過(guò)2.4L/（min·m）。若注漿作業(yè)完成以后并未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，再次開(kāi)始補(bǔ)漿作業(yè)。

嚴(yán)格按照現(xiàn)行規(guī)范要求展開(kāi)施工，結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范要求及標(biāo)準(zhǔn)流程，合理把控每一道施工工序，結(jié)合施工過(guò)程中的實(shí)際情況不斷對(duì)施工技術(shù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，委派專(zhuān)人對(duì)每一道工序進(jìn)行檢查，并做好詳細(xì)的檢查記錄[1-2]，如表2所示。

表2 參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3.3 施工工藝流程

具體的施工流程為：對(duì)注漿孔進(jìn)行測(cè)量、定位→鉆進(jìn)準(zhǔn)備就緒→開(kāi)始鉆進(jìn)作業(yè)→開(kāi)始注漿作業(yè)→提升導(dǎo)管→移動(dòng)鉆機(jī)→重復(fù)以上流程，直至作業(yè)結(jié)束。

施工單位的技術(shù)負(fù)責(zé)人在施工前需要先編制施工組織設(shè)計(jì)，并將施工組織設(shè)計(jì)提交給監(jiān)理單位，開(kāi)工前技術(shù)員需提前對(duì)施工班組進(jìn)行技術(shù)交底，確保施工人員掌握施工難點(diǎn)及施工關(guān)鍵點(diǎn)，實(shí)際施工工程中按照分部、分項(xiàng)工程進(jìn)行驗(yàn)收。當(dāng)上一道施工工序驗(yàn)收合格以后，才可以對(duì)下一道工序進(jìn)行施工。

3.3.1 鉆機(jī)就位

技術(shù)員嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行測(cè)量放線，保證樁位的偏差不超過(guò)2cm；正式施工之前，施工人員需設(shè)置作業(yè)平臺(tái)，便于材料轉(zhuǎn)運(yùn)及施工；開(kāi)工前、技術(shù)員需提前對(duì)施工班組進(jìn)行技術(shù)交底，確保施工人員掌握施工難點(diǎn)及施工關(guān)鍵點(diǎn)。

3.3.2 鉆孔

鉆機(jī)的作業(yè)部位確定為斷面處，鉆進(jìn)安放位置應(yīng)該便于注漿作業(yè)。

施工單位在經(jīng)過(guò)全面的考慮以后，決定使用型號(hào)為T(mén)XU-75A型鉆機(jī)，利用雙管驅(qū)動(dòng)完成鉆孔作業(yè)。當(dāng)鉆機(jī)準(zhǔn)備就緒以后，施工人員手動(dòng)將鉆桿與鉆孔對(duì)齊，保證鉆機(jī)足夠的牢固，鉆進(jìn)作業(yè)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)行。當(dāng)成孔以后，技術(shù)員需要對(duì)鉆孔位置、深度進(jìn)行檢查。

在預(yù)先放設(shè)的鉆孔部位，使用鉆具開(kāi)始鉆孔作業(yè)。鉆孔過(guò)程中，保證鉆桿與孔位的路徑保持一致，鉆桿鉆進(jìn)過(guò)程中的偏差控制在1.5%以?xún)?nèi)，以保證成孔質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。假若鉆進(jìn)過(guò)程中遇到障礙物，施工人員則應(yīng)該立即停止鉆進(jìn)作業(yè)，查明障礙物的具體情況以后，才可以繼續(xù)開(kāi)始進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)，確保地下構(gòu)筑物不會(huì)受到損壞[3]。

3.3.3 提拔與沖洗高壓管

鉆進(jìn)過(guò)程中，合理把控回抽幅度，確?；爻榈姆炔怀^(guò)20cm，回抽速度保持均勻，同時(shí)需要兼顧鉆機(jī)的技術(shù)參數(shù)波動(dòng)。

3.3.4 移位

將鉆具移動(dòng)至下一個(gè)鉆孔部位進(jìn)行作業(yè)，重復(fù)以上作業(yè)流程。

3.3.5 后退式注漿

當(dāng)鉆桿鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度以后，開(kāi)始后退式注漿作業(yè)，具體的注漿流程為：

（1）當(dāng)鉆桿鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度以后，開(kāi)始后退式注漿作業(yè)，漿液使用預(yù)先配備的雙重漿液；

（2）實(shí)際注漿時(shí)，先向孔內(nèi)注入水玻璃漿液，利用漿液的流動(dòng)性對(duì)鉆孔進(jìn)行潤(rùn)滑，避免注漿過(guò)程中出現(xiàn)抱桿、塌孔現(xiàn)象；

（3）當(dāng)水玻璃漿液全部注入以后，采用后退式注漿法將水泥-水玻璃漿液注入孔內(nèi)，注漿應(yīng)分段進(jìn)行施工，分段的高度為1m，直至整個(gè)鉆孔全部充滿漿液為止；

（4）注漿過(guò)程中，適當(dāng)注入少量清水，避免出現(xiàn)管路堵塞、抱桿現(xiàn)象[4]。

注漿過(guò)程中，施工人員應(yīng)該結(jié)合底層狀況合理控制注漿速度，當(dāng)小導(dǎo)管提升至特定部位以后，開(kāi)始做封孔處理，可以借助漿液自身的特性完成封孔，促使?jié){液完全滲入土層中[5]。在注漿作業(yè)時(shí)，施工人員經(jīng)常會(huì)面臨各種意想不到的突發(fā)狀況，促使注漿作業(yè)中斷，在這種情況下，需要做搭接處理，搭接的長(zhǎng)度至少為20cm。當(dāng)成孔注漿質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求以后，則可以將鉆具移動(dòng)至下一個(gè)鉆孔部位進(jìn)行作業(yè)。

3.4 注漿效果評(píng)定

在評(píng)定注漿質(zhì)量時(shí)，應(yīng)兼顧以下幾方面內(nèi)容：

（1）確定注漿作業(yè)的結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行注漿作業(yè)之前，應(yīng)先確定漿液注入的總量，若在注漿過(guò)程中發(fā)現(xiàn)注漿量無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，則應(yīng)該立即作補(bǔ)漿處理，直至滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）注漿效果檢測(cè)。采用隨機(jī)抽樣鉆探方式檢測(cè)注漿質(zhì)量，檢測(cè)過(guò)程中保證不會(huì)使用現(xiàn)有注漿孔，應(yīng)該在注漿范圍內(nèi)抽取成孔進(jìn)行檢測(cè)。取出的芯樣抗壓強(qiáng)度不得低于0.4MPa，否則即視為不合格。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在對(duì)粉質(zhì)黏土層進(jìn)行暗挖施工過(guò)程中，使用雙重管深孔注漿方式進(jìn)行加固，加固效果比較顯著，可使整個(gè)施工任務(wù)處于可控狀態(tài)，加強(qiáng)對(duì)地層及周邊區(qū)域的掌控力度，避免地層或是隧道出現(xiàn)坍塌事故，因此該施工工藝在類(lèi)似地鐵工程項(xiàng)目中值得推廣應(yīng)用。