砂卵石地层深孔帷幕注浆止水施工技术

石国伶 杨永亮 吴 洋

(北京市政建设集团有限责任公司，北京 100176)

砂卵石地层深孔帷幕注浆止水施工技术

石国伶 杨永亮 吴 洋

(北京市政建设集团有限责任公司，北京 100176)

结合北京地铁14号线丰台北路站工程现场卵石粒径大、强度高、成孔困难的地质条件，对基坑降水的难题进行了研究，提出了注浆止水帷幕的处理方式，并阐述了注浆止水的施工工艺及技术要点，达到了预期的止水效果。

注浆止水帷幕，砂卵石地层，地质，钻孔

0 引言

地铁施工中往往会遇到地下水而影响正常施工，传统做法是做降水井通过抽水将地下水位降低，为基础施工创造干作业条件。然而，在场地狭小的情况下无法进行降水井施工操作时，只能通过其他方法来解决这一问题。

本文结合北京地铁14号线丰台北路站的工程应用，研究砂卵石地层深孔帷幕注浆止水施工技术。

1 工程简介

北京地铁14号线丰台北路站位于丰台北路北侧跨万寿路南延线道路(万丰路)，东西向布置，为三层叠落型侧式车站，与地铁9号线丰北路站呈“T”字形零距离换乘。车站主体采用明挖法施工，主体基坑总长279.800 m，标准段总宽度13.800 m，总高23.450 m，顶板覆土2.90 m～3.39 m，为地下3层单跨箱形结构。车站东侧邻近卢沟桥乡政府、丰台区人大常委会；西侧为冠京饭店、公交323总站；结构外边线距万丰桥最近距离12.4 m；距冠京饭店最近距离6.5 m；距卢沟桥乡政府最近距离17.5 m。

车站站位范围内管线众多，沿丰北路东西走向的重大管线有7条：D2 200 mm的污水管、3 200 mm×2 000 mm的雨水方沟、3 000 mm×1 100 mm(D1 600)的雨水方沟(管)、DN1 000给水管、DN159中压液化气管、DN426中压燃气管、DN108(DN209)高压液化气管；车站施工时全部改移至基坑外侧，各管线密贴。

2 工程地质及水文地质条件

本工程车站的土层自上而下依次为人工填土、新近沉积土层、第四纪晚更新世冲洪积地层、第三纪沉积岩层。车站主体位于卵石⑤层、卵石⑦层。场区范围内地下水类型主要为潜水，主要含水层为卵石⑦层，主体基坑深26.52 m，基底标高20.08 m，进入潜水2 m～3 m，地层底部存在不透水层(砾岩层)，含水层厚度约8 m。

工程周边环境较特殊，采用普遍使用的基坑外管井降水存在以下两个困难：

1)车站位于丰台北路，呈东西方向布设，主体基坑南侧现况及改移管线共计9条，各种管线间距近乎密贴，无布设基坑外降水井的位置。

2)地层特殊，上部由力学强度低、透水性弱的土层组成，下部由透水性强的砂、砾、卵石层构成。下部土层的透水性远大于上部土层，而且其水源补给充足。这种土层结构特点，增加了基坑工程降水的难度，很难形成降水漏斗。

因此，为解决这些施工难题需采用非降水技术。综合考虑施工工艺等各种因素，拟采用注浆止水帷幕的方式进行处理。

3 注浆止水帷幕施工工艺

针对现场卵石粒径大、强度高、成孔较为困难的情况，采用旋转冲击式钻机。该设备能够克服现场地层成孔的困难、成孔效率高。注浆设备为进口多功能注浆机、双重管注浆同步拔管系统，其突出特点是：注浆机配备进口流量计，可以实现压力和流量的双控,实时显示各注浆的流量与压力，根据对注浆压力的控制，一方面可以保证地层充分注浆，另一方面可以实时监控不会过量跑浆、漏浆，造成不必要的浪费。

履带式液压钻机见图1。

地层的孔隙率较大，地质复杂不均匀，并且注浆范围长达14 m，属于大范围注浆。全段一次性注浆在注浆段高且大，容易造成塌孔、扩径等现象，不易保证注浆质量。只能选用分段式注浆。分段后退式注浆是最合适的注浆方式，既能保证注浆质量，又能实现注浆工程的高效经济。因此选用双重管后退式注浆施工工艺。

3.1 施工工艺流程

双重管后退式注浆施工工艺流程如图2所示。

3.2 注浆系统布置图

本工程钻孔与注浆分开作业，施工效率提高。注浆作业采用多管同步注浆，可实现一次同时注3个～5个孔。注浆系统连接布置如图3所示。

3.3 注浆孔位布置

本工程采用内外双排注浆孔，孔间距900 mm，两排间距600 mm梅花形交错布设，注浆土体可以相互咬合密实，围护桩与注浆土体形成一体的止水帷幕墙，平面布置见图4。注浆深度为现况水位以上2 m至砾岩层以下0.5 m，形成高度为14 m的止水帷幕墙。施工时先注外排孔，然后注桩间内排孔，实现最优的注浆效果。

3.4 钻孔及安设双重管

钻孔按设计进行，本工程钻孔垂直度控制在3‰范围内，孔位纵横向偏差控制在50 mm范围内。钻孔达到设计深度时，停止钻进，清理后放入双重管，双重管安设完毕，然后封口安装拔管器，如图5，图6所示。

3.5 注浆

3.5.1 注浆加固参数

1)注浆深度与孔深相同，注浆压力为1.5 MPa～2.0 MPa。

2)扩散半径：浆液扩散半径为0.5 m。

3)配合比：水灰比采用1∶1.3，之后的水泥浆液与改性水玻璃浆液按体积比1∶1配合。

4)双重管注浆时，注浆压力达到3.0 MPa时，止浆塞往上提0.1 m后，继续注浆。

3.5.2 材料性能

1)浆液配制。

A液：水泥浆采用普通硅酸盐P.O42.5水泥，配合比为水∶水

泥∶高效分散剂∶无收缩灌浆剂=1∶x∶0.065∶0.065。

B液：水玻璃采用浓度42 Be′，配合比为水玻璃∶明矾∶硫酸铜=1∶0.03∶0.03。

C液：速凝剂，配合比为水∶磷酸=1∶Y。

注浆时先注速凝的化学浆一定量后再注水泥—改性水玻璃双液浆。注浆过程中这两种浆液一直混合注浆，但桩间注浆孔以速凝的化学浆磷酸—水玻璃浆液为主，桩后一排由改性水泥—水玻璃浆液为主。

注浆时根据现场情况是否冒浆(冒浆会通过注浆管冒至地面)，冒浆采用B液与C液，不冒浆选用A液与B液，A液与B液配比1∶1，B液与C液配比为1∶1。

2)注浆参数。

配制双液浆浆液凝胶时间为：A液与B液30 s～90 s ，B液与C液2 s～10 s。水灰比：采用水灰比为1∶1.3的水泥浆，水泥浆中添加一定比例的减水剂和无收缩灌浆剂。

3.5.3 注浆工艺

1)浆液注入。

通过双重管将浆液压入地层中，采用同步注3孔～6孔，一次性整体注浆方式。同时同步注3孔～6孔，可防止浆液流失，还可达到局部一体化。

2)注浆顺序。

注浆时一定要先注桩间一排，然后过24 h以后才可注桩后一排，注桩后一排时需跳孔注浆，然后补中间孔时也得间隔24 h，一定要防止注浆浆液初凝前施工临近的注浆孔。

3.5.4 注浆之后的效果

地铁14号线丰台北路站基坑开挖至基底后，桩间及基底基本无渗水，能够满足施工需求。注浆效果见图7。

4 结语

地铁14号线丰台北路站利用上下分段后退式双液注浆，确保了注浆止水深度范围内的止水效果。通过对基坑内外观测井水位变化可以看出，止水帷幕实现了其止水效果，使基坑内水位下降到了基底以下，满足了基坑内无水作业的要求。

通过对注浆工艺及浆液的改进，使浆液在地层中均匀扩散，提高了浆液结晶体的耐久性，实现了止水的目的，保证了工程的安全顺利实施。

综上所述，注浆止水帷幕可以广泛采用于厚卵石地层及漂石地层，应用前景较好。

[1] 张民庆，汪玉华，郭晓华.广州地铁越秀公园站注浆截水帷幕施工技术[J].施工技术，2002，31(1):31-32.

[2] 祝世平，王伏春，曾夏生.大红山矿帷幕注浆治水工程及其评价[J].金属矿山，2007(9):79-83.

[3] 王 硕,付晓健,史永杰.砂卵石地层注浆止水帷幕施工技术[J].铁道建筑技术，2011(6)：40-41.

On construction technique for grouting waterproof of deep hole curtain at sandy cobble stratum

Shi Guoling Yang Yongliang Wu Yang

(BeijingMunicipalConstructionGroupCo.,Ltd,Beijing100176,China)

Combining with the geological conditions at the Fengtai North Road engineering site along No.14 Beijing Subway including large cobble diameter, high strength, and difficulties in holing, the paper researches the puzzles in the foundation pit dewatering, points out the treatment for the grouting waterproof curtain, and illustrates its construction craft and technical points, so as to achieve the expected waterproof effect.

grouting waterproof curtain, sandy cobble stratum, geology, drilling

2015-05-23

石国伶(1973- ),女，工程师； 杨永亮(1970- )，男，高级工程师； 吴 洋(1980- )，男，工程师

1009-6825(2015)22-0087-03

TU744

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