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摘要：在城市地铁暗挖隧道施工中水的治理一直贯穿始终，水不仅危及施工过程中人员、设备的安全，也影响后续隧道运营的质量，同样也影响周边建（构）筑物的安全。一般地铁事故70%以上都和水有关，比如开挖过程中涌水、或是基础泡软拱顶沉降侵限、周边建筑物沉降开裂、管线拉裂等等，都和水密切相关。可以说水治理成功了，整个隧道的安全、质量就有保证了。深孔注浆技术在隧道施工的过程中起着主导地位，作为城市建设隧道施工的新型技术被广泛运用，从而为城市的地铁隧道建设施工提供了有利的手段，不仅可以为城市地铁隧道建设人群提出有效、全面、科学的加固注浆参照，并且能减少隧道施工中大部分安全事故的发生。 地铁作为缓解城市交通压力、承载更多客流的主要交通方式，已经成了诸多城市发展中必要的基础建设项目之一；而且伴随着地铁的建设，也可以更好的拉动一个城市的经济发展，提高其客运能力，增加每天的流通量，这样也是使城市的活跃度得到提升的一个重要途径，也就是说关键因在于地铁的速度、运力。
关键词：地铁隧道；暗挖施工；深孔注浆技术；应用
1加固注浆形成的基本概念
作为浆脉现象形成的重要环节，在地铁隧道的施工过程中加固注浆程序显得尤为重要。加固注浆一般包含2部分程序作业。（1）渗透。由于施工现场的底层中岩层地质分部都不是很均匀，为了更好地完成水泥浆液逐步渗透到周围土体的过程，需要将一定量的水泥浆液加入到钻孔的岩层里。（2）压密和填充。填充和挤压一般指水泥浆液灌注钻孔岩层的过程中，注浆孔会发生向外扩张的现象，对岩层周围形成挤压和填充。与此同时，浆液灌注时走向不一定相同，一般情况下会互相交错，一般是由于岩层裂缝及浆液渗透作用的影响。
2深孔注浆原理
在进行深孔注浆作业时，需要使用到双液浆材料，由水泥与水玻璃构成，通过注浆孔将其均匀地注入土体结构中，通过填充与挤密等方式替代原本土体间隙中的水分。由于双液浆的性质特殊，会在土体中发生一系列的水解与水化反应，生成悬浮胶体物质，经过一段时间后便会硬化，将会与土体凝结为一个整体，并提升整体的强度与抗渗水平。此外，由于双液浆可以在短时间内发生胶凝现象，因此对于渗透系数偏大的砂卵层用注浆法，可以在短时间内起到加固的效果。当土体产生硬化现象后，将会显著降低孔隙率以及含水量，此时结构密度加大，加之浆液对土体的挤压作用，此时土体结构的完整性、抗变形能力都有增强，可以有效避免掌子面土体坍塌事故，并控制了地面沉降现象，为施工创造了更为安全的环境。双浆液遵循水灰比1∶1进行生产，经过2h后其强度便可迅速上升至2MPa，22h后则可以达到10MPa。总体来说，浆液的凝固时间较短，可以提升施工效率。
3地铁暗挖施工流程及地铁暗挖隧道施工的基本情况
（1）以某地铁暗挖隧道施工为例，项目主要负责175m山体挖掘。了解现场情况得到此项目处于多个隧道交界交通的方位，现场情况管线及实际交通要比一般线路多并且非常复杂。在项目施工过程中周边还有各种因素的干扰，其中包含一条直径2m的钢管给水管道，这对于施工质量有着很大的影响。此给水管道距离施工暗挖隧道非常近，如果供水管道出现问题，直接会导致停水等很多问题。与此同时，给水管道破裂还会造成暗挖隧道施工现场被水淹没，形成重大工程事故。针对这样的现场情况，施工方技术人员对现场及周边环境进行了分析及细致的勘察，同时分析了隧道不同部位的现场情况，提出了合理并科学的设计方案，为了保证施工质量，施工单位通过科学的深孔注浆技术完成暗挖隧道工程。（2）深孔注浆技术在地铁暗挖隧道工程施工应用流程。在建筑行业不断进步及持续发展的过程中，建筑业的发展水平也在持续提高，通过在不断发展中的深入研究，对传统的深孔注浆技术进行了有效的改造，并结合目前的技术水平，对传统的深孔注浆技术进行了改进，以保证工人和工作人员的素质。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在深孔注浆技术的应用中，必须遵循科学的施工过程，确保施工的合理性和科学性，为隧道工程的稳定性和质量的提高提供重要保证。首先，深孔注浆技术的应用必须根据施工的实际情况做好必要的准备，为有效应用该技术做好重要的前提；基础施工准备完成后，进行基础测量，设置水平线，搭建平台；然后钻开钻孔，安装管道；封孔后进行注浆试验，并测试注浆效果。如图1所示为施工通道注浆孔位布置图。
4深孔注浆施工技术要点
4.1施工准备
（1）钻孔施工：开钻前，按照施工布置图，布好孔位。钻机定位要准确，开钻前的钻头点位与布孔点偏差不大于3cm，钻杆垂直度偏差不大于1°。（2）配料：采用准确的计量工具，严格按照设计配方配料施工。（3）注浆：注浆一定要按程序施工，每段进浆要准确，注浆压力一定要严格控制，专人操作。当压力突然上升或从孔壁溢浆，应立即停止注浆，每段注浆量应严格按设计进行，跑浆时，应采取措施确保注浆量满足设计要求。（4）注浆完成后，应采取措施保证注入的浆不溢浆跑浆。每道工序均要安排专人，负责作好每道工序的操作记录。
4.2深孔注浆施工要点
1隧道支护施工，对隧道初支外1.5m、初支内0.5m注浆，形成2m厚注浆带，拱部180°范围环向布设注浆孔，采用WSS注浆工艺，注浆压力控制在0.8～1.0MPa，注浆扩散半径为0.5m，注浆管环向间距为0.866m。2封闭开挖面施工，为防止注浆过程中工作面漏浆，注浆前应用喷射混凝土封闭开挖工作面。设计厚度0.3m，喷射混凝土强度等级为C25，喷混凝土封闭范围为上半断面部分。止浆墙采用挂网喷射混凝土，钢筋网片为准6@150×150，网片固定在掌子面打设的钢筋锚杆上，钢筋的规格为准22，间距为500mm×500mm，长度为1.5m。3深孔注浆浆液，深孔注浆浆液主要为水泥-水玻璃，可根据地层条件添加外加剂以控制注浆范围和可注性。注浆工艺、注浆的浆液配合比、注浆压力等参数应根据现场注浆实验情况并报设计单位认可后，方可确定。注浆完成后，应通过取岩芯及其他物探等办法检查注浆效果，观察分析地层及浆液充填情况，并检查测量孔内涌水量及测算加固体的渗透系数。加固后的土体28d无侧限抗压强度不小于0.5MPa。加固体的渗透系数应小于10-6cm/s。当注浆效果不能满足上述要求时，应查明原因后，再调整注浆参数或进行补注浆，直到达到设计要求后方可进行正常施工。对出入口暗挖通道采用深孔注浆，注浆分2个循环，第一次注浆长度为7.85m，第二次注浆长度至主体结构围护桩。
4.3注浆施工
（1）测量放线。对注浆孔的布设进行分析，在此基础上进行测量放线作业。（2）平台搭设。平台搭建主要使用到两种材料，即规格为准48.3mm厚3.6mm的钢管以及十字扣件。在进行平台搭建作业前需要对地基的承载力进行测定，并计算出支架所具备的刚度以及强度性能，确保各项指标均符合工程标准。对钻孔高度进行分析，以此为参考，设计出合理的搭建高度，当完成平台搭建后，需要在其上满铺走道板，用钢丝固定。（3）钻孔及管安装。将定位孔设置在掌子面；选用钢管进行加工，其规格为准108mm、δ=5mm，加工成孔口管。用潜孔钻机完成钻孔作业，施工后所得孔应达到准90mm，单次钻进的深度宜控制在3～4m范围内。在开孔作业时，允许钻杆稍稍上扬，基于此操作，也可将钻杆下垂度控制在合理范围内。钻孔作业应遵循先单号后双号的原则，并确保各孔的对称性。由于地质条件较为复杂，钻进时不可避免会遇到破碎岩层，此时极容易引发卡钻现象。对此，应对孔内的碎石进行清理，而后再进行钻进作业。当达到设计深度后还需要清理一次，在确保孔内足够清洁后便可安装注浆管。埋设数量以3根为宜，并将其中一根开设出梅花形注浆孔，其与另外2根注浆管同时进行封堵处理，此处可采用透明胶带缠绕。（4）封孔。选用麻丝对孔口管套外壁进行缠绕，当缠绕至50～80cm时纺锤形即可，用水泥基锚固剂进行固定处理，使用双快水泥可以实现对注浆管的封堵，并在此基础上进行为期3d的养护。（5）试注浆。为了后续注浆的持续进行，应事先进行注浆试验，由此确定合适的注浆配比以及持续时间等参数。（6）注浆。在确定好合适的注浆工艺方法后便可进行正式注浆施工。此过程应遵循先外环后内环的原则，同时应优先对单号孔进行注浆。伴随着地质条件的改变，综合考虑压力因素，适当地调整注浆参数。（7）施工检测。由于上半断面结构的特殊性，因此需要在其上部以及两侧位置设置监测孔，通过抽芯钻进的方式穿透隧道获得岩样，在此基础上进行地质超前预探。此外还需要在孔口位置增设一个阀门，此结构可以实现对出水量的监测。当完成首次注浆后，需要再次对出水量进行测量。
5结论
综上所述，深孔注浆技术被广泛运用于地铁隧道暗挖施工过程中，可以有效控制渗水量，应用于富水地层具有高可行性，能够营造出更安全的开挖环境。相比于前进式注浆而言，深孔注浆技术可以节约高达20%的成本。整体来说，深孔注浆技术具有高度的可行性，其未来的推广前景极为广阔。
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论文作者:马嘉
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/19
标签：注浆论文; 隧道论文; 浆液论文; 地铁论文; 作业论文; 技术论文; 岩层论文; 《防护工程》2019年10期论文;