深孔注浆技术在地铁暗挖隧道施工中的应用

刘海涛

摘 要 随着城市化建设进程的不断加快，城市人口数量以及车辆均不断增加，地铁规划建设数量越来越多。地铁能够有效缓解城市交通压力，但是暗挖隧道施工难度较大，可采用深孔注浆技术，提升地铁暗挖隧道施工效率。对此，本文首先对深孔注浆技术原理进行介绍，然后以某地铁暗挖隧道作为研究对象，对深孔注浆技术的应用要点进行详细探究，以期为类似工程提供参考。

关键词 深孔注浆;原理;施工

引言

在地铁工程暗挖隧道施工中，必须重点考虑地下水因素影响，并采取有效的施工处理措施。在隧道挖掘施工中，地表沉降、浆液扩散难度较大等问题比较常见，而通过应用深孔注浆施工技术，能够有效解决上述问题，保证后续施工的顺利进行，提升施工效率，控制施工成本，并且可满足环保施工要求。因此，亟須对深孔注浆技术在地铁暗挖隧道施工中的应用方式进行深入探究。

1深孔注浆施工技术原理

在注浆加固施工中，通过应用压力设备以及相关辅助设备，将水泥浆液关注至周围岩层以及土体中，随着水泥浆液的渗透、充填以及压密扩展，即可形成浆脉，进而有效控制隧道开挖施工中的地表沉降问题，提升地表结构承载能力。在实际施工中，气压、电化学压以及液压均比较常见，其中，气压以及液压的应用范围广泛。

在深孔注浆施工中，可结合施工现场实际情况选用水泥基特种灌浆施工材料，其具有良好的耐久性特征，另外还可将无机硫酸岩水泥与特种外加剂联合应用于浆液拌和中，能够有效提升浆液加固效果，因此，通过应用深孔注浆施工技术，可有效控制地表下沉问题。水泥浆液具有微膨胀性，当浆液进入地层后固化，膨胀率较高，能够有效弥补土体扰动所造成的地表沉降。随着施工技术水平的不断提升，现代材料发展迅速，在地铁暗挖隧道施工中，在开挖施工中可同步治理地下水问题，减少资源浪费，提高隧道工程施工效率[1]。

2工程概况

在某地铁隧道工程开挖施工中，在明挖区间施工中，采用台阶法预留核心土开挖技术方案，对于上下台阶，需错开3m～5m之间，并坚持“管超前，严注浆;短进尺，强支护;早封闭，勤量测”的施工原则。在该隧道工程开挖施工中，下穿污水管道，污水管道为混凝土结构，容易发生变形、渗漏等问题，因此施工现场存在安全风险，允许变形量有限，在隧道开挖施工中，容易造成污水管道泄漏，进而对隧道周边土体结构稳定性造成不良影响，甚至引发严重的安全事故。对此，在实际施工中，对于拱部以及掌子面细砂层、粉砂，需采用超前深孔注浆施工技术进行加固处理[2]。

3深孔注浆施工控制要点

3.1 分段前进式超前深孔注浆施工工艺

在该地铁隧道施工前，首先对施工区域地层状况进行现场勘察，对于每循环钻孔注浆长度，可分为多个段落，每段长度为1.0m左右。在孔口管位置，需安装注浆配套设备，在施工现场制作水泥基特种注浆施工材料，充分搅拌均匀，通过注浆泵注入地层中，当浆液土体达到一定结构强度后，即可拆除注浆法兰盘配套设备，然后再利用孔口管进行第二段钻进施工。通过循环上述施工环节，即可达到设计孔深位置，最后完成注浆施工。在所有注浆孔施工完成后，即可拆除止浆墙。

3.2 准备工作

在隧道工程开挖施工前，对于现有隧道至施工段，要求做好初衬砌结构以及背后注浆施工，对于掌子面应用混凝土喷射施工方式做好封闭处理，同时对于表面还需做30cm厚喷浆处理，进而形成直立掌子面，将其作为深孔注浆施工中的混凝土止浆墙，如图1所示。为了保证钻孔施工的顺利进行，要求在隧道上台阶上采用脚手架搭设作业平台，并铺设木板[3]。

3.3 布孔设计

沿隧道工程上半断面全断面设置注浆孔，注浆孔外仰角在5°～10°之间，共25个，注浆孔间距为0.6m，并采用正三角形布置形式，每段注浆管的长度为10m，注浆孔布置形式如图2所示。

3.4 孔口管埋设方法

选用水平钻机进行钻进施工，当钻入深度达0.5～1.0m后，在孔口位置安装70cm长导向管，导向管外径为φ80，壁厚为3.5mm。对于导向管一端，需焊接外径为φ80的法兰盘，而对于另一端，则需植入掌子面中，深度为30cm，在止浆墙施工后埋入深度30cm，最终外露部分为10cm。孔口管能够起到导向作用，在钻孔安装完成后，需对外插角度进行调整控制[4]。

3.5 钻孔

在本工程钻孔施工中，确定止浆墙上导向管的埋设位置，然后据此进行钻孔施工，成孔直径为Φ42。在钻杆顶进过程中，要求对管口加强安全防护，避免发生变形或者损坏，确保能够与注浆管路进行连接。根据孔位以及钻孔方向进行钻进施工，在钻孔施工过程中，首先进行拱顶部位钻孔，然后再进行底部位置钻孔，最后进行隔桩钻孔。在钻孔施工初期，应采用低压、慢转钻进施工方式，对钻孔方向进行有效控制，然后再逐渐提高钻速，并加强钻进压力控制。在钻进施工过程中，采用清水护壁，定期取出取芯管和岩芯。在即将成孔时，用清水冲洗出钻孔中的悬浮物、石渣以及泥浆，保证孔身顺直，并达到设计深度要求。在成孔后，在注浆管口位置，需焊接带眼钢板，并将其与注浆管进行焊接，保证注浆管与孔口管连接效果，避免出现渗漏问题[5]。

3.6 注浆

在注浆施工中，根据本工程注浆孔间距，对于浆液扩散半径，需控制在2m～3m以上。浆液采用水泥-水玻璃双液浆，水泥浆水灰比为0.5∶1，水玻璃模数在2.6～2.9之间，水泥浆与水玻璃的体积比为1∶0.3。注浆压力控制在0.3MPa～0.5MPa之间，注浆终压为2～3MPa。

在注浆施工中，施工顺序为上部、两边以及中下部，首先对无水孔进行注浆，然后再对有水孔进行注浆。在注浆施工中，如果发生跑浆或者窜浆问题，则应间隔一个或多个注浆孔，然后再进行灌注施工，并注意采用低压力中流量注浆施工方式。在注浆过程中，压力不断提升，同时流量不断减少，当达到注浆终压力时，还需持续注浆5min，最后完成注浆施工。在注浆施工完成后，可利用止浆阀保证孔内压力稳定，确保浆液能够达到凝固状态[6]。

4结束语

综上所述，本文主要结合实例，对地铁暗挖隧道施工中深孔注浆施工技术的应用方式进行了详细探究。地铁隧道工程建设数量不断增多，在隧道开挖施工中，作业环境比较复杂，并且可能受到各类管路影响，如果控制不当，则会发生地表沉降。对此，可采用深孔注浆施工技术，对各类风险源进行有效控制，将路面沉降以及管线沉降控制在2mm以内，避免对路面行人、行车安全造成不良影响，同时还可保证隧道施工的顺利进行。

参考文献

[1] 夏俊杰.地铁隧道暗挖施工中深孔注浆技术的应用[J].建筑安全，2019，34（5）：72-74.

[2] 王杨.深孔注浆技术在北京地铁暗挖隧道富水砂卵石地层止水施工中的应用[J].建筑技术，2020，51（7）：776-778.

[3] 彭佳.全断面深孔注浆技术在下穿既有建筑物地铁区间隧道的应用[J].湖北理工学院学报，2019，35（2）：35-38，51.

[4] 金磊.袖阀管深孔注浆技术在地铁隧道暗挖施工中的应用[J].工程与建设，2015，29（6）：853-854，863.

[5] 孙旭东.暗挖隧道密贴下穿既有线车站施工关键技术[J].隧道建设，2013，33（5）：412-418.

[6] 李宏安，陆琰.富水砂卵石地层浅埋暗挖法超前深孔注浆加固技术[J].市政技术，2014，32（5）：83-86.

作者简介

刘海涛（1992-），男，陕西蒲城人;学历：本科，职称：助理工程师，现就职单位：中国水利水电第八工程局有限公司，研究方向：地铁施工。