袖阀管深孔注浆在地铁隧道暗挖施工中的应用

黄相锋 张立波 张心灵

(中国建筑第八工程局有限公司，北京 100069)

0 引言

隧道施工中经常要穿越滞水层，由于隔水层的起伏不定，地面降水工艺无法完全疏干上层滞水，洞内降水又由于场地狭小等环境因素施作较为困难。而带水开挖易造成掌子面失稳、涌水、坍塌等问题，因此在施工中，如何治理上层滞水，做到无水开挖是暗挖工程的关键技术之一。

袖阀管注浆工法是由法国Soletanche基础工程公司开发研究的一种注浆工法，该工法是目前被国内外公认的最可靠的注浆工法，该工法先后在上海、广州地铁等工程中得到推广应用。

1 工程概况

北京地铁14号线是在建的一条地铁线路，全长47.7 km，线路起于北京西南部的张郭庄站，途经丽泽商务区、永定门、大望路、朝阳公园、望京等地，终止于北京东北部的善各庄站，贯穿北京南部和东部。

本标段为地铁14号线土建施工08合同段，含一站一区间，区间隧道埋深为12 m～15 m;穿越地层为粉质粘土层、细砂层、卵石层，其中拱顶为粉质粘土层，厚度为0 cm～50 cm，上层为砂卵石层，滞水丰富;由于拱顶上粉质粘土层较薄，如开挖中破坏了粘土封水层，就会出现大量滞水渗流、局部小塌方，给施工带来一定的安全隐患。

此外，隧道正上方有20世纪90年代建成平房区，多数已成危房。隧道下穿过程中对地表沉降有严格要求，为此设计提出采用袖阀管深孔注浆技术进行超前预加固地层以确保施工安全及减少地表沉降量。

2 施工技术

2.1 袖阀管深孔注浆施工工艺流程图

袖阀管深孔注浆施工工艺流程见图1。

2.2 关键施工工艺

2.2.1 封闭掌子面

每个循环须进行掌子面封堵，掌子面止浆封堵采用C20挂网喷射混凝土，厚度200 mm，钢筋网采用φ6.5@150×150 mm。

图1 袖阀管深孔注浆施工工艺流程图

2.2.2 放样定位

先用全站仪在掌子面标出隧道中心线，起拱线上1.5 m线作为定位布点坐标，再通过这些坐标点，采用拉线和卷尺量测的方法定出钻孔孔位，深孔注浆点位布置见图2。

图2 深孔注浆点位布置图

2.2.3 钻孔

1)袖阀管后退式深孔注浆每循环计划施作长度为12 m，开挖10 m，留2 m作为下一循环施工的止浆岩盘。

2)利用地质钻机钻孔，由上至下角度分别为 25°，20°，15°，10°，8°，钻孔长度分别为6 m ～12 m，见图3。

3)钻机就位后，应使钻机平台平整稳固，在开钻前利用水准仪定出钻孔角度，并在钻进2 m时及以后每加一节钻杆均需对钻机调平校正。

4)圆砾、卵石层采用套管跟进钻孔，钻孔完成，安设注浆管后，将套管拔出。

图3 深孔注浆加固纵剖图

2.2.4 安设袖阀管

在钻孔结束后立即插入袖阀管，管由每节3 m通过螺纹的接头连接，管端加闷盖封闭，管接头密封可靠。袖阀管每节连接好后，依次下放到钻孔中，直到孔底。

2.2.5 清孔

袖阀管安装好堵头，对管中注入清水，根据现场溢浆孔长度(30 cm/段)，分段检查袖阀管泄浆孔是否畅通。

2.2.6 注浆施工

注浆材料选择1∶1水泥—水玻璃双液浆。采用KBY-50/70双液注浆泵进行注浆作业。注浆方式采用后退式分段注浆，即在注浆管内由孔端向外分段进行注浆，每次注浆段长0.4 m～0.5 m，注完此段后，再后退注下一段，直至全孔注浆完成。

注浆中应密切注意注浆压力的变化。注浆压力达到2.0 MPa时，并维持30 s，将注浆内管外拔进行下一段注浆。注浆顺序采用间隔跳孔钻孔和注浆。

每次注浆完成后，立即进行孔内清洗，将冲洗管插入袖阀管的底部，压入清水，直至孔口放回的水基本干净，在冲洗过程中要反复上下移动水管，将管内的水泥浆冲洗干净后，便于后续注浆进行。

根据注浆效果检查情况，需进行二次注浆的，可按照首次注浆方式进行二次补偿注浆。

注浆结束标准和注浆效果要求:

单孔注浆结束标准为注浆孔达到设计终压30 s，或注浆量达到设计注浆量的80%。注浆效果要求注浆后浆土结实粘结力不小于80 kPa。

2.2.7 二次注浆

根据钻芯试验，如第一次注浆试验结果满足设计要求，不采取二次注浆，直接进行初支开挖。如试验结果不满足设计要求，应采取袖阀管内二级注浆，以确保深孔注浆达到设计效果。

2.2.8 施工后效果

经过注浆后，上层滞水得到了有效治理，拱顶无渗流水，不再出现涌水、涌泥现象，注浆后掌子面效果见图4，从而确保了隧道土方开挖施工的顺利进行。

图4 注浆后掌子面效果

此外，注浆后地面沉降量控制较好，没有出现超过设计值的预警点，建筑物沉降值见表1，下穿的平房区没有出现裂缝、倾斜现象。

表1 建筑物沉降观测表

3 结语

本文对地铁隧道暗挖工程采用袖阀管深孔注浆施工技术进行了介绍，可得到以下结论:

1)本工法的成功应用解决了地铁隧道暗挖中上层滞水治理的施工难题，为暗挖工程做到无水开挖提供了有力保障。

2)本工法做到注浆与开挖专业分离，易于质量控制，且注浆与开挖交替进行，打孔注浆时已将前方不利地质情况探明，节约了工期。

3)采用本工法后可取消部分地面降水设施，节约了工程造价。

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