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摘要：主要研究超细水泥注浆在地铁隧道初期支护渗漏水治理中的应用，以xx地铁隧道初期支护渗漏水治理为例，对超细水泥注浆地铁隧道初期支护渗漏水治理施工工艺进行了讨论。
关键词：超细水泥注浆；地铁隧道；初期支护渗漏水治理
地下工程防渗处理方法主要有普通水泥、快干水泥注浆、化学真溶性浆液灌注以及水泥-水玻璃注浆等集中，超细水泥是一种无机灌浆材料，化学浆液可灌性良好，污染小价格便宜，广泛用于地铁隧道等地下工程的渗漏水治理工程施工，本次研究以xx地铁隧道初期支护渗漏水治理工程为例，对超细水泥注浆在地铁隧道初期支护渗漏水治理中的应用进行了探讨。
一、工程概况
xx地铁隧道水害主要为第四系表土层和基岩裂隙水，隧道施工过程中，围岩以及支护渗漏严重，隧道多区段为全包防水工艺，无排水系统，对施工期防水工作要求很高。
（一）水工环地质条件
现有岩土工程勘察治疗以及当地野外钻探资料显示，地铁建设区域有影响土层包括第四系地层和基岩两部分，其中第四系地层为全新人工填土、统冲洪积层，基岩为燕山晚期侵入花岗岩，部分地区晚期脉状晚期侵入岩在构造作用影响下形成了接触破碎岩带，属于强风化带。区段地下水主要有第四系松散岩体孔隙水、基岩裂隙水两类，粗砂、粗砂砾中-强透水含水层，赋存于强、中风化带，微承压水赋存于断裂带两侧构造影响带，分布不均，部分区段穿过微风化花岗岩基层，双台阶开挖工艺，围岩施工扰动很小，喷射混凝土-钢拱架-系统锚杆初期支护，喷射混凝土50cm，围岩施工期间未定，全包防水设置，无盲沟、排水沟。
（二）渗漏水类型
区段初期支护施工结束，隧道拱部、边墙出现了大面积淋水和股状渗透水，出水点分布分散，无固定出水位置，散状渗水为主，导水通道裂隙开度一般不超过50μm，渗漏水水源为地下水，经花岗岩微裂隙进入隧道内，隧道开挖扰动花岗岩后发展为支护初期渗漏水害。
1、表现形式
（1）滴水
衬砌表面有滴水现象，间隔＞2s，单点水量不足0.01l/min。
（2）线状流水
衬砌表面有明水流动，滴水间隔不足2s，水量≥0.01l/min。
2、储水形态与通道特征
（1）基岩微裂隙渗透水
成岩和构造节理裂隙储水，爆破施工导致裂隙扰动，导水能力增强，引发水害。
（2）强风化裂隙密集区渗水
强风化花岗岩基岩节理裂隙发育，爆破扰动、地下水渗漏带走风化泥质阻水物，渗漏水量增加，引起水害。
（3）强风化破碎区渗水
花岗岩强烈风化，岩体完整性完全破坏，形成储水空间与导水通道，渗透量均比较大。
二、超细水泥注浆渗漏水治理
（一）注浆材料选型
选择注浆材料要综合考虑浆液可注性、堵水效果、耐久性、环保性能以及经济性能，区段地层以中、微风化花岗岩为主，微裂隙渗漏水为水害主要类型，渗漏水通道、孔隙尺寸均比较小，因此浆液可注性是最为关键的因素。一般的水泥浆液都存在着颗粒过大的问题，不能在花岗岩裂隙中形成有效扩散，前期注浆工作普通硅酸盐水泥浆液灌注试验已经证明其不可行，水泥浆液能够注入0.2mm以上列席，但是围岩内广泛存在不足0.2mm微小裂隙，构成隧道渗漏水主要通道，因此无法选择普通硅酸盐水泥作为注浆材料，而水泥-水玻璃以及水泥黏土浆液都存在着后期强度一般的问题，耐久性不佳，不符合施工技术标准要求。化学浆液属于真溶液，可以形成微裂隙岩体中的有效扩散，但是造价昂贵，耐久性也不理想，本工程设计使用寿命100年，对结构耐久性要求非常严格。相比之下，超细水泥颗粒更小，达到了次纳米级，最大粒径不超过18μm，微裂隙岩体中的扩散性能良好，强度与耐久性优于化学浆液，不会造成环境污染，适用于区段初期支护渗漏水治理。
（二）现场试验
1、方法
对不同注浆材料进行初步比选，对800、100、1250目三种超细水泥浆液进行现场灌注施工试验，比较治理效果，选择最佳粒径。
1、钻孔设计
选择2序次注浆钻孔，1序次注浆孔用于水文地质分析验证和注浆，2序孔用于注浆效果检查和补充注浆。1序次钻孔间距2.5x2.5m，孔深4.5m，根据现场实际情况灵活调整，2序次孔在1序次孔基础上穿插布置。
2、水灰比
水灰质量比不足0.8：1，浆液粘稠度偏高，适用于动水渗漏封堵，微孔隙、微裂隙渗漏水可能导致浆液灌注不可控、泵注性较差，浆液水灰质量比超过1.3：1，浆液材料含水量偏高，浆液水化反应结束之后泌水反应增强，体积倒缩，微小裂隙注浆堵水不适用，因此初步确定水灰比1：1，根据实际情况时适当调整，使用密度控制方法调整水灰比。
3、注浆参数
采用初始压力和终止压力双重控制方案，初始压力是指正常注浆后几分钟内的初始压力，初始压力≈裂隙注浆阻力+水压力，终压控制在初压2倍，花岗岩裂隙孔隙率不高，可以适当控制泵送速度，注浆终压一般在2-3MPa左右。
结语：
试验结果表明，不同颗粒细度超细水泥注浆效果无显著差异，考虑成本，选择800目超细水泥即可，可以选择孔口止浆、止浆塞两种工艺封闭孔口，微裂隙注浆扩散和封堵中，浆液扩散路径、存留固化堵水机制等问题有待进一步研究。
参考文献：
[1]刘光程.富水砂卵石地层超细水泥注浆模型试验与工程应用研究[J].重庆科技学院学报（自然科学版），2016（04）.
[2]徐星华，杨嘉怡，杨韶昆.超细水泥材料注浆加固深部极软厚煤层回采巷道试验研究[J].河南理工大学学报（自然科学版），2016（03）.
论文作者:徐贤辉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/1/24
标签：渗漏水论文; 裂隙论文; 浆液论文; 注浆论文; 水泥论文; 隧道论文; 超细论文; 《基层建设》2017年第32期论文;