浅谈城市隧道全断面注浆加固施工

黄树林

黄树林

深圳市铁汉生态环境股份有限公司518000;身份证号码：430105198XXXX56614

摘要：为增强地铁隧道施工的稳定性和安全性，在城市暗挖隧道施工过程中采用全断面注浆加固技术目前已经是一种较为普遍的方式。本文探讨了全断面注浆加固技术的应用效果。

关键词：全断面注浆；暗挖隧道；地铁施工

1概述

在地下水丰富的地区进行施工，对地层处理不到位会造成大流的水土流失，严重时会产生塌方。对该种地层加固可采用冻结法、水平旋喷和注浆三种。本文只考虑采用注浆法进行地层加固。在全、强风化花岗岩中进行注浆改良需满足以下条件，方能达到施工要求：⑴由于全、强风化花岗岩地层的可注性很高，因此一次注浆的区域不应太大，浆液凝胶时间、注浆量、注浆压力都要可控，减少浆液用量。⑵开挖轮廓线外注浆的目的是增强它的承载力和初支共同承载，开挖轮廓线内注浆的目的是保障开挖安全，因此要根据具体的位置来进行注浆，有多有少。⑶一次性注浆长度要和注浆周期有最佳的时间匹配优势。

2注浆方案

二重管钻机双液注浆工艺的作用是改良土壤，它不仅能够有效的止水，还能够提高土体强度。具有以下特点：⑴采用二重管钻机施工，钻杆有着双液注浆以及成孔的作用，能够迅速、持续不断地注浆和钻孔；在二重管钻机的端头混合器中浆液已经经过充分的混合，然后再横向喷射，因此它有着较强的可控性和可靠性。⑵能够一次、二次注入切换，贿赂变换装置容易实现，可以实施符复合多频次注入。⑶二次注入材料为浸透性注浆液，它具有凝胶周期长、粘性低的特点，因此能够通过压力来将其喷至均匀的土质颗粒间，因为这种方式能够有效地降低对于周边建筑物的影响。⑷因为一次注入与二次注入分别为限制注浆与为渗透注浆，浆液无法流到所浇注的区域之外，这样就能够确保地下环境不受到破坏，对场地污染小、对周边环境影响小。⑸不需要注浆管、便于操作、设备简易、成本低、施工高效、轻便、具有经济性

3注浆材料及注浆参数

由于地层为透水性较强，注浆的目的是降低土体中水的含量，增强土体强度，常用注浆材料性能对比见表1。采用普通水泥+水玻璃+外加剂注浆材料可以起到改善、加固地层的效果。

表一

3.1浆液配比

采用PO32.5以上普通硅酸盐水泥，40Be°以上水玻璃。其中，水泥浆水灰比控制在（0.8～1.2）：1，外加剂掺量占水泥用量的5%，水玻璃与水泥浆的体积比为1：1。

3.2注浆参数

（1）注浆范围：考虑通道周边承载及开挖安全，依据勘测报告，设计推荐地层的加固强度为1.2Mpa，加固范围为隧道及周边外3m以内。

（2）注入率：它是浇注到预订土层区域里的内浆液量Q（m3）和预定浇筑区域地层总体积V（m3）的比值。从实践经验可知，淤泥质土壤的注入率应控制在百分之三十到百分之五十之间才能获得比较良好的注入效果。

（3）注入速度：通常而言，速度控制8～20L/min的范围。

（4）注入压力：注入压力是注浆施工效果好坏的关键。通过对试验所注入的数据进行分析之后得到的注入压力是：补注P=1.0～1.5Mpa；预注P=0.3～1.0Mpa。

（5）注浆孔布置：依据注入范围得出全面加固的注入目的，由此选择出合适的注入孔的布设方式及其间隔。依据设计孔位、角度设置注浆孔，钻孔设置呈圆形，孔位从工作面向开挖方向呈辐射状。

（6）注入量：依据Q=λ×V的公式计算注入量，其中λ=n×a（1+β），Q表示的是注入量（L），V表示的是加固土的体积（L），β、a、λ分别表示的是损失系数、填充率以及注入率。一般而言，a（1+β）的值处于0.8至0.95的范围内，β会由于土质因素的差异而发生变化，一般而言它的值处于0.1至1的范围内。

4施工过程控制

二重管钻机采取的是二重管与特殊的端头混合器注入方式。

4.1钻孔

在钻孔之前，务必要依据施工布置图确定孔位，确保钻杆角度与钻机定位的精准性。自不同的角度进行钻入，确保孔位偏差不超过2cm，入射角度偏差不超过1°。在钻孔之前，必须要将钻杆的角度调节好，并且把孔位对准，确保钻机不会出现随意起降、移位问题。

4.2注浆

首先使用清水将注浆混合室的端点传输出来，保障通畅度，然后关闭端点实施横喷射切换，通常喷射的速度应控制在8-20L/min。必须严守设计要求确定每段注浆量，在跑浆时，使用间歇注浆、封堵等对策，保障注浆量符合设计规定。在实施阶梯回抽喷射的过程中，通常后退分段长度应控制在0.3至0.5m的范围内。

4.3封堵

当喷射完全部阶梯后，应当使用纱布或者止浆塞等。

4.4动态调整与监控

结合观测到的具体内容，在沉降超出了警戒值的情况下，应当在此部位进行动态注浆，结合实际需求在0～90°范围内调整钻孔方向。

5小结

二重管无收缩浆液加固技术在全、强风化花岗岩中成功应用，可以证明该工艺是改良该地层的有效手段。（1）通过加固处理之后，能有效确保开挖面土体的稳定程度与紧固性，大大提升地层的物理力学指标，使土体变形的问题得到高效管控。（2）可调节注浆材料的凝结时间，减少强度上升期，待注浆结束后再进行开挖，发挥止水功效。（3）用到的设备体积小，需占用的空间较小，可灵活的在洞中使用，可依据实际情况对注入角度进行调整，但必须处于0～90°的范围中。此外，可伸缩钻杆，实现多频次、多角度注浆。

参考文献:

[1]陈轲.应用钻孔雷爆技术破坏深孔注浆套管[J].安徽冶金科技职业学院学报.2011（04

[2]翁明月.主立井井筒壁后深孔注浆技术应用[J].煤炭工程.2014（05）

[3]张永.综采工作面过断层超前深孔注浆技术应用研究[J].安徽理工大学学报（自然科学版）.2013（03）