紧邻地铁复杂条件下构造破碎带基岩灌浆施工技术的研究与应用

曹亦斌梁 森李松晏陈 锐尹志强

1. 中建四局第一建筑工程有限公司 广东 广州 510800；2. 中国建筑第四工程局有限公司 广东 广州 510000

1 研究思路

邻近地铁超深基坑底部基岩破碎带灌浆施工有着诸多的缺陷和技术难题。本文通过理论分析与工程案例实践相结合，对基岩破碎带灌浆施工技术进行创新研究。

1）通过走访调研、查阅标准和地方规范以及SCI、EI、核心期刊等资料文献，研究国内外现状，了解超深基坑紧邻地铁复杂条件下基岩破碎带灌浆施工工艺的技术现状。

2）通过对压水试验检测报告以及现场施工过程的研究分析，结合目前项目施工现场地质条件，提出一种针对超深基坑紧邻地铁复杂条件下基岩破碎带灌浆施工的创新技术，可为同类施工条件的工程提供指导。

2 研究内容

1）本施工技术以“一次成孔法”原则进行灌浆孔钻进成孔。基坑上部开挖土层使用套管直径为127 mm的跟管钻机进行灌浆孔成孔。当跟管钻机钻至中风化岩层时，更换钻机，使用地质钻钻进。基坑底以下10 m位置为成孔最终深度。终孔验收后再进行基岩灌浆。以分段灌浆为原则，基岩破碎带下部完整基岩自下而上采用水泥浆灌浆。基岩构造破碎带灌浆孔相邻孔采用水玻璃＋水泥浆交替式双液灌浆[1-2]。

2）采用花管双液灌浆，完成从完整基岩面至基坑坑底标高范围的灌浆。花管埋设位置为从完整基岩面至基坑坑底标高。施工时，直径127 mm的跟管内预放直径50 mm的花管，直径50 mm的实壁套管接至地面注浆孔，上拔直径127 mm跟管出灌浆孔并对实壁套管进行水泥浆预埋，通过预放的直径50 mm注浆花管进行灌浆，有效地解决了浆液注入量小、难以满足构造破碎带裂隙较大的岩层吸浆量的问题，极大地提高了基坑底水平帷幕灌浆的质量。

3）采用可调节式帷幕灌浆压力释放孔及时排气，严格控制基岩灌浆施工过程的注浆压力，有效地减少对地铁一侧土体抬动变形的影响。同时，采用基岩注浆抬动监测技术自动监测地铁一侧土体抬动情况。

4）将全自动全天候地铁隧道监测技术应用于构造破碎带基岩灌浆施工，监测地铁隧道结构设施绝对沉降量及水平位移，将监测数据传输至智慧建造平台以及移动客户端，以方便实时查询变形。当监测数据出现异常情况或超预警值时，及时调整灌浆压力值，有效地解决了地铁绝对沉降量及水平位移变形需控制在10 mm以内的难题。

3 施工流程及要点

3.1施工工艺流程

构造破碎带下部基岩分段注浆→预放φ89 mm注浆花管→φ89 mm注浆花管接实壁套管至孔口→构造破碎带双液交替注浆（水玻璃注浆、水泥浆注浆）→间歇保压30 min→注浆压力释放

3.2施工要点

3.2.1 破碎带下部分段钻孔灌浆

基坑底部岩面灌浆孔以下采用无套管QYS-1型钻机钻进，基坑底部岩面水平帷幕灌浆孔以上采用直径127 mm全套管钻机钻进。灌浆孔钻至设计标高后，检查孔底沉积厚度≤200 mm，然后分别进行裂隙冲洗和压水试验。岩石裂隙分段冲洗时，首段选用最大灌浆压力的80%，第2段以下采用1 MPa，冲洗时使用大流量清水，敞开孔口进行冲洗，确保每一段灌浆段冲洗干净至回水清净为止。压水试验开始前，孔口管下放止水塞至灌浆段，每压完一段提一次压水钻杆及止水塞，止水塞气密性应保持良好，不得漏水，试验压力跟冲洗压力相同。基坑底部构造破碎带下部基岩由下至上采用水泥浆按5.0 m分段注浆到基岩面。同时，保持灌浆段最大压力值，注入速率≤1 L/min后，稳压灌注持续0.5 h后停止注浆。

3.2.2 下放灌浆花管

基坑底部构造破碎带完整基岩由下至上分段灌浆后，由地质钻机下放直径50 mm灌浆花管，用麻绳将灌浆花管堵孔封闭，直径50 mm实壁套管接至地面灌浆孔，上拔跟管，并对直径50 mm预放套管进行水泥浆预埋。

3.2.3 破碎带灌浆方式

灌浆前，孔口管下放止水塞至注浆段上部并加压，使气囊膨胀，确保灌浆封孔的密闭性，检查无误后开始进行灌浆。采用相邻注浆孔交叉同步进行水泥浆＋水玻璃双液注浆。根据灌浆结束标准停止灌浆。

3.2.4 灌浆结束标准

在灌浆最大设计压力3 MPa下，注入速率≤1 L/min后，注浆间歇保压≥0.5 h，可使注浆浆液充满岩层裂隙，保证基岩灌浆止水效果。同时，根据土体抬动监测变形值，实时调整构造破碎带基岩灌浆的最大灌浆压力值。

3.2.5 灌浆抬动监测

基坑北侧紧邻地铁隧道，在基岩破碎带灌浆过程中，采用基岩灌浆抬动监测技术实时对地铁隧道结构绝对沉降及水平位移、轨道与轨道相对变形、地层抬动、孔压等参数进行监测，并汇总分析监测结果，指导现场灌浆施工。

在灌浆过程中，在采用基岩灌浆抬动监测技术监测地铁一侧土体抬动情况的同时，采用全自动全天候地铁隧道监测技术对地铁结构绝对沉降量及水平位移进行监测，实现了自动监测、自动报警的功能。同时，所有监测数据可在智慧建造平台网页端及客户端实时查询，达到了监测全过程智能化，节省了劳动力，起到了降本增效的效果，有效解决了地铁隧道变形需控制在10 mm内的难题。

4 效益分析

4.1社会效益

紧邻地铁复杂条件下构造破碎带灌浆施工技术有效地解决了基岩灌浆技术难题，较传统方法简单高效，保证了基岩水平帷幕灌后的止水效果以及地铁隧道的安全。

4.2经济效益

紧邻地铁复杂条件下构造破碎带基岩灌浆采用水玻璃＋水泥浆双灌浆孔同步交叉式灌浆，工艺简单高效，有效避免了串孔、水泥浆流失严重、冒浆等问题，节约了工期，达到了降本增效的目的。以深圳市恒大中心基坑项目为例，其基坑深度42.35 m，基坑支护距离地铁最近仅3 m，基坑底部有1条横跨东西方向的构造破碎带。基坑基岩灌浆孔数496个，平均10 m/孔，灌浆共4 960 m。采用本施工方法，减少了停浆待凝次数，平均节约4 d/孔，8台地质钻机交叉作业，共节约78 d工期，节省成本468万元。

5 结语

深圳恒大中心项目采用了紧邻地铁基岩注浆施工技术，有效地解决了单一水泥浆灌浆料灌浆效果有限，灌浆根管管径小，灌浆浆液流失严重、易串孔，且未与地铁隧道监测技术结合等缺陷，同时，有效地保证了地铁隧道的安全，节省了成本，为类似紧邻地铁超深基坑构造破碎带基岩注浆施工提供了施工经验，具有广泛的应用前景。