浅谈深孔注浆技术在地铁隧道施工中的应用

近年来，由于我国交通事业取得了较大的进步，进而推动了城市地铁的发展。地铁作为城市现代化发展的新标志、新形象，在一定程度上不仅缓解了交通的拥挤，还为城市的发展奠下了有效的基础。地铁工程建设数量的不断增加，就需要对地铁隧道的施工安全进行主要的控制，因所施工的地质条件以及周围的环境等都较为复杂，对地铁隧道的施工具有重要的影响，为了使地面的沉降量得到减少，就必须要对周围环境进行全面的了解和分析。为了提高地铁隧道施工的安全性以及稳定性，采取深孔注浆技术已经成为了地铁施工的重要方式。
1注浆加固的原理
就注浆加固而言，则是对周围的岩层以及土体进行水泥浆液的渗透、充填以及压密作业，这样一来就可以形成浆脉现象。对于地层中岩层中存在的不均匀现象，则可以对钻孔的岩层注入适量的水灰浆液，灌浆孔经过向外扩张的作用后，就会致使圆柱状浆体的形成，然后钻孔周围存在的岩层就会被挤压以及充填。另外，在灌浆施工过程中，由于岩层裂缝以及浆液渗透的作用，在地层中浆液的方向就会有所不同，并且纵模相互交错，浆脉的片状、条状以及团块状的厚薄也不一样，然后浆脉通过凝结就会形成硬化现象，就可以较少沉降量的发生，还可以确保其承载能力。
2注浆质量的控制要点
第一，在进行注浆施工的过程中，注浆的材料以及浆液的配合比必须要符合施工方案的标准。对浆液的搅拌还应该要求均匀地进行，若不经过搅拌浆液就会产生沉淀，就需要禁止使用。
第二，在进行注浆施工前，还必须要检查注浆泵、注浆管线以及灰浆搅拌机是否能具备完好状态。若其中一台注浆泵出现问题，就会对整体的注浆施工产生重要的影响，所以就需要及时的修复，使注浆尽快地恢复，为确保对注浆的质量提供有利的根据。
第三，对于双液注浆作业来说，则浆液混合器的使用必须是单向阀的形式，要求禁止使用其他仪器来取代，这样一来就可以避免管路、注浆泵堵塞问题的出现。在进行注浆的过程中，必须要确保注浆管路的畅通，避免因注浆管路堵塞因素对注浆结束标准的判断产生影响。
第四，在双液注浆过程中，还要对浆液的吸入比例进行经常性的检查，对浆液凝胶的时间进行测试，这样就能够提高注浆加固的效果，并且还可以确保浆液强度。另外，注浆量以及注浆压力还要按照施工前方案的标准进行合理的控制，还要对注浆的压力、注浆的时间等做好记录，以便及时地发现问题，并且能够及时地进行处理。
3地铁工程深孔注浆的具体施工
3.1地铁工程的地质以及水文地质的概况
3.1.1地铁施工工程的地质。对于整个地铁区间来说，由于地质条件十分复杂，有些地铁工程的原河床底部位置属于上软下硬地层，并且存在拱顶在富水砾砂层、中砂层中进行穿越。还有些注浆的掌子面大多属于富水砂层，并且某些地铁部分的全断面一般都是砂层，区间还多次较近距离地在重要建构筑物及较为重要的管线中穿越。
有些地铁工程施工的中砂层以及砾砂层成分主要是以石英石为主，并且含有大量的黏粒。有时还可以看见卵石，通过饱和，就可以达到稍密至中密的效果，这样一来级配就会较好，但是分选性较差。因此，要是在动水的作用下，就会很容易使流塑状得到软化，进而导致坍塌的出现，并且不具有稳定性。
3.1.2地铁施工水文地质。就有些地铁区间范围地下水而言，若地下水的水位是21～30.5米，就需要以孔隙潜水为主，区间局部的地段具有较小的承压能力，主要因素是通过大气的降水作用给予的，并且水量极其丰富，水质很容易产生污染现象。由于岩层裂隙水的发育较快，主要分布在花岗岩的构造节理裂隙密集带以及强风带中。由于富水性的基岩裂隙的发育程度以及贯通度会随着地表水源连通性的变化而变化，主要是通过大气降水以及孔隙潜水补给的形式进行，并且局部地段具有一定的承压能力。
3.2深孔注浆之前技术的准备
3.2.1要对该工程施工的对象以及特点进行了解和分析。主要内容有：工程的地质特征，这对工程所使用的材料以及工艺具有影响。水文地质特征，对材料、设备以及工艺有着影响。周边环境特点影响着材料、工艺。造价以及工期要求影响着设备以及劳动力的组织。
3.2.2要对浆液注入地层的方法进行了解。主要内容有：对于中粗砂层来说，就需要通过超细水泥水玻璃双液浆注浆固结来完成渗透扩散。动水粉细砂层溶洞需要通过六种混材料来完成注浆固结的劈裂扩散。另外，对于断层破碎带来说，需要通过普通水泥水玻璃双液浆进行注浆加固裂隙的填充。对于粉细砂层中局部空洞而言，就需要通过普通水泥单液浆来进行挤压填充作业。
3.3浆液注入地层的方式
3.3.1渗透扩散产生在中粗砂层，就需要采用超细水泥-水玻璃双液浆注浆固结。
3.3.2劈裂扩散产生在动水粉细砂层溶洞，就需要采用六种共混材料注浆固结。
3.3.3裂隙填充产生在断层破碎带，就需要采用普通水泥-水玻璃双液浆注浆加固。
3.3.4挤压填充产生在粉细砂层中局部空洞，就需要采用普通水泥单液浆挤压填充。
3.4深孔注浆参数
3.4.1浆液凝胶时间：双液浆凝胶时间为30sec～3min，单液浆不宜超过8h。
3.4.2单孔单段注浆量：根据公式计算。
3.4.3注浆分段长度：前进式分段注浆每环15m。
3.4.4注浆终压：0.1～0.3MPa。
3.4.5注浆速度：砂层、粉质黏性土为20～40L/min，砂砾石为40～60L/min，断层破碎带为60～120L/min。
因此，注浆参数则是按照地层的实际情况进行检验确认的，并且还需要在施工现场进行不断地完善以及调整工作。另外，在注浆的施工过程中，还根据注浆压力的变化对注浆参数进行调整。所以，本次施工工程要根据砂层和粉质黏土特性进行施工，注浆参数的设定如下：TGRM深孔注浆扩散半径为0.65～0.8m；注浆终压为0.2～0.3MPa；注浆速度为10～100L/min；前进式分段注浆长度为2～3m；TGRM浆液水灰比W∶C=0.8∶1～1∶1。
3.5深孔注浆工艺
对于TGRM前进式分段深孔注浆工艺而言，则具体注浆过程是：对水平地质需要采取钻机进行成孔作业，然后还要对孔口进行孔口管的安装，再对孔口管内进行钻注施工。另外，要对各个循环进尺严格控制在2～3m之间。等到成孔完成后还要将钻杆退出，然后通过法兰盘、注浆管的安装来进行注浆施工，法兰盘的拆除要等到浆液凝固完成后进行，再次实施钻孔，不断进行循环，直到钻孔的深度符合施工标准的要求才可以停止。如图1所示：

图1

3.6注浆孔间排距
控制好注浆孔间的排距，可以实现浆液扩散范围的相互重叠，不易产生漏注区现象。在本工程应用过程中，需要根据现场施工的实际情况对钻孔进行设置，则注浆孔的设置是从工作面向开挖的方向进行的，就会呈现辐射状。另外，钻孔的设置还要均匀地进行，成圆圈形式，这样就可以确保注浆量的充分使用。
3.7深孔注浆效果的检验
在深孔注浆完成之后，进行地铁隧道开挖之前，就必须要对钻芯取样的抗压强度进行检测，土体在注浆加固后强度就需要保持在1.5MPa以上。若没有达到要求值，还需要再次进行注浆加固。另外，等到注浆加固完成后，其掌子面就可以通过检测看到有没有渗漏水问题的出现，这样就可以增加土体的强度。
4结语
目前，随着城市地铁的快速发展，深孔注浆技术在地铁隧道的应用越来越广泛，对隧道存在的安全问题进行有力的解决。由于深孔注浆施工技术具有较多的优点，通过采取此措施，不仅可以提高地表的沉降量，还能够降低环境的污染。与此同时，还确保了地铁施工的安全性，降低了地铁施工的成本，使地铁更好地为社会服务。

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