1.徐州市城市轨道交通有限责任公司 徐州 221006；
2.中建八局轨道交通建设有限公司 南京 210000；
3.中建八局轨道交通建设有限公司 南京 210000
摘要：随着城市地下空间开发的发展，地基基础加固成为越来越突出的问题，常规的施工工艺工法已无法满足科技的进步，本文提出一种双液和单液分区域水平后退式分段综合注浆地层加固施工工法，该工法适用于富水软弱地层的加固，具有施工工艺简单、施工造价较低、施工速度快的特点，在徐州市轨道交通建设中得到广泛利用，取得了较好的社会效益和经济效益。
关键词：地层加固；分区域注浆；水平后退注浆
1.前言
随着经济社会的迅速发展和城市化进程的加快，城市的人口、资源、环境、交通压力日益增大。地上空间发展逐渐饱和，城市地下空间的开发与利用成为世界性的发展趋势。我国城市地下空间主要体现在城市轨道交通及地下停车场等。在地下空间开发过程中，软弱地层加固是不可或缺的环节。目前地层加固的施工工艺主要有搅拌桩加固、旋喷桩加固、冻结法加固、洞内注浆等多种方法。
本文中提出一种双液和单液分区域水平后退式分段综合注浆地层加固施工工法，从工法特点、适用范围、工法原理、施工工艺流程及操作要点、应用实例等方面进行展开论述。
2.工法特点
2.1 采取洞内地层加固方式，成功解决了搅拌桩加固、高压旋喷桩桩加固等施工工法对周边环境和交通的影响，具有节约施工用地、对周边环境影响小的特点；
2.2 针对地层加固区域所起的作用，对加固区域进行分区，分别采用单液注浆和双液注浆相结合的综合注浆施工方法，既起到了地层加固效果，又节约了双液注浆的工程量，与常规注浆工法相比，具有注浆效果良好、工程投资低的特点；
2.3 采用洞内小型机械施工，在隧道掘进通过联络通道位置后，可与隧道掘进施工同步作业，解决了洞内冻结法施工操作设备繁多、必须待隧道贯通后再次施工的难题，具有节约工期的特点。
3.适用范围
本工法主要适用于富含地下水的的砂砾地层、砂层、砂质粉土地层（渗透系数10-2cm/s～10-4cm/s）的市政、铁路、水利、电力隧道的地层加固等。其他地层可根据要求选用。
4.工法原理
4.1采用水平后退式注浆对富水地层进行加固，浆液在富水软弱地层通过渗透扩散，会在压力作用下逐渐扩散不断充填空隙，能对周围土体产生挤压并劈人土体的薄弱部位，形成交叉网状凝固体，增强了土的密实度和压缩模量，扩大了应力场，提高了承载能力。
4.2采用后退式分段注浆，针对地层特性调整注浆压力和注浆量，提高土层加固效果。
4.3首先采用凝结速度快的水泥-水玻璃双液浆对加固外围土层进行加固，减少单液浆注浆的损失，形成封闭注浆隔离层；在注浆隔离区的保护下对内部地层采用水泥浆液进行加固，预防浆液无效扩散，降低工程投资。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1 施工工艺流程
双液和单液分区域水平后退式分段综合注浆地层加固施工工法流程详见图5-1《施工工艺流程图》。
5.2操作要点
5.2.1加固区掌子面处理
根据为后续施工提供的条件不同，需提前对加固区掌子面进行不同的处理，保证为注浆提供止浆隔墙，防止浆液外溢和地层的稳定。
5.2.2注浆区域划分和参数确定
（1）注浆区域划分
根据工程地质水文条件和工程特点对注浆区域进行划分，外围加固区为双液注浆隔离区，利用水泥-水玻璃双液注浆快速凝结、扩散半斤小的特点通过注浆不透水、土层自稳性号的隔离带，防止内部核心区采用单液注浆时因浆液凝结速度慢、扩散半径大造成的浆液流失，隔离区加固厚度一般为1.5~3.0m；隔离区内的注浆核心区域采用水泥单液注浆，利用单液浆工程造价低、凝结后强度高的特点对加固区进行加固，起到止水加固的效果。同时根据地层的水文地质条件，初步确定注浆参数：浆液的配合比、注浆压力、注浆量、浆液扩散半径等。注浆区域的划分事宜图详见图5-2。
图5-2 注浆区域划分示意图
（2）注浆参数设定
双液浆配合比：注浆双液采用水泥-水玻璃双液浆，水泥采用Po42.5普通硅酸盐水泥，水泥浆配合比一般为1：1；水玻璃波美度一般为35-40波美度，现场根据需达到的扩散半径、地下水流速等综合确定，通过调整水玻璃波美度达到调整双液浆凝结速度的目的；水泥浆与水玻璃溶液的比例为1：1。
注浆量：注浆量一般以下公式估算，并根据现场情况进行调整：
注浆压力：注浆压力根据土层中的地下水压力确定，一般针对浅埋地层取土层中地下水压力的1.1-1.2倍，确保注浆压力大约地下水压力，浆液可以将土层孔隙中的水量挤出并进行填充，达到止水加固的效果。
5.2.3 浆液拌制
水泥净浆的拌制：将500Kg水加入搅拌罐中，启动搅拌设施，同时根据配合比投入水泥，投入过程中边投入边搅拌，搅拌120s后，静置5~10s，观察水泥净浆均匀性和稳定性，防止固体颗粒分离和沉淀。拌制号的水泥净浆转至储浆罐，并保持储浆罐搅拌设施持续缓慢搅拌。
水玻璃溶液的拌制：将500Kg水玻璃加入搅拌罐中，启动搅拌设施，按照一定比例加入水，一般调整后的水玻璃容易波美度在30-35度。
水泥-水玻璃双液浆的调配：采用量筒将等量的水泥净浆和水玻璃溶液混合，记录双液浆的凝结时间，一般凝结时间在15-20s左右。如凝结时间过长或过短，可以通过调整水玻璃溶液的波美度调整粘结时间。
5.2.4 隔离区钻进成孔
根据方案在加固区钻孔位置放样，安放钻机、调整钻机角度，采用钻注一体化的小型二重管设备进行钻进成孔。钻进时水泵供水要及时，防止塌孔，边钻边压水。钻孔时，密切观察溢水出水情况，如出现大量溢水喷水，可注入少量的双液浆进行孔壁加固。每钻进一段，检查一段，及时纠偏。
质量标准：孔位偏差为±3cm，角度偏差不大于1°
5.2.4 双液后退式注浆加固
钻进至设计深度后，钻注一体化钻孔开始进行水泥-水玻璃双液注浆对隔离区域进行加固。将水泥净浆进浆管和水玻璃溶液进浆管分别放入储浆罐和水玻璃溶液罐中，启动注浆，观测和记录注浆压力和注浆量。注浆采用注浆压力和注浆量双控指标，以注浆压力为注、注浆量为辅。完成该段注浆后，提升钻杆，再次注浆，如此反复直至注浆至孔口下1.0m位置。注浆过程注意观测孔口反浆量，如反浆量过大需分析原因并制定对策。
首个孔位注浆完成后，依次循环直至完成全部隔离区的注浆加固。
5.2.4 隔离区加固效果
隔离区完成全部注浆加固后，静置24小时后采用钻孔取芯观测渗水量法检测加固效果。检测孔位一般选择在两个钻孔的中部和加固区内部边缘，且不宜少于3个、深度不宜小于3.0m，检测孔孔位布置示意详见图5.2-3。渗水量检测指标：不大于0.02L/（min•m）。
图5-3 隔离区注浆效果检测孔孔位示意图
5.2.5 核心区注浆加固及效果检查
隔离区注浆加固效果满足要求后，采取相同工艺进行单液浆核心区注浆加固，加固完成后采用钻孔取芯法检测加固效果。
6.应用效果
徐州市城市轨道交通1号线苏堤北路站~西安路站、人民广场站~苏堤北路站、韩山站~工农北路站盾构区间联络通道位于淮海西路下方，拱顶埋深约13.2m，采用全断面注浆加固+矿山法施工。联络通道及泵房位于（5）3-4黏土层（富集砂姜石），联络通道上方分布的主要管线有雨污合流管、煤气管、给水管及通信管。由于上方管道错综复杂并且在主干路下方，不适合路面注浆加固，故采用本工法进行洞内加固，使用本工法施工，既保证了工程质量，又极高的节约了施工成本。
参考文献：
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[3]侯宝利，张显宇.深孔注浆在暗挖过河段的应用[J].城市建设理论研究，2013.
[4]潘振学.WSS工法双液注浆技术在市政工程中应用[J].创新技术，2014，
论文作者:李琭琪1,周永生2,禹鹏飞3
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/1/7
标签：注浆论文; 地层论文; 水玻璃论文; 浆液论文; 工法论文; 水泥论文; 区域论文; 《基层建设》2018年第35期论文;