洞内渗透注浆在地铁盾构隧道联络通道加固中的应用

何棋

【摘  要】目前国内外地铁盾构隧道联络通道加固主要方式有地表注浆、洞内冷冻法等，但洞内渗透法注浆在工程中应用较少，本文以以色列某地铁项目为例，详细探讨了盾构隧道联络通道洞内渗透法注浆加固工艺。

【关键词】地铁;盾构隧道; 联络通道;渗透法注浆

1.项目背景

以色列某地铁隧道为盾构法施工，设计为双线隧道，隧道管片外径7.2m，厚35cm，宽1.5m，混凝土强度B60。每隔250m设置1联络通道，包含C1-C17 共17个联络通道，其中CP6、CP9、CP14、CP17采用地表旋喷加固，其余12个联络通道因条件限制无法进行地表加固，采用洞内渗透法注浆加固。

根据地勘资料，该项目联络通道地质主要为不良级配普通沙土（SP），淤泥质砂土（SP-SM），不良級配砂粘土（SP-SC），联络通道埋深12m～22m，拱顶水深-3m～6m。

2.施工方法简述

该项目洞内渗透注浆采用自制台架为操作平台，利用气腿式风钻人工钻孔。采用超细水泥单液浆，通过螺杆泵以低压力、小流量方式进行渗透注浆，保证浆液渗透入地层并与其形成均匀加固体。由左右两侧区间盾构隧道相向、错位地进行注浆施工，两侧加固体搭接长度大于2m，以确保加固范围全面覆盖。

本工程采用前进式注浆法，每循环注浆进尺约0.5m，不设置注浆套管;跳孔施工，确保上循环浆液初凝后方能进行下一循环注浆施工。

3.技术要点

3.1加固体范围设计

联络通道开挖尺寸为宽5.04m，高5.6m，根据设计要求，开挖轮廓线外3m以内全部加固（加固体宽度为8环管片）。

3.2特殊管片设计

利用YT-28风钻在强度为B60的管片上开口难度极大，为了提高施工效率，将联络通道加固区范围内管片进行特殊设计。依据钻孔设计图，在管片加工阶段便预留注浆孔，注浆孔深26cm，孔底预留9cm在注浆施工阶段利用风钻贯穿。注浆孔内埋深2寸内接丝口的高强度套管，钻孔前在套管上安装2寸闸阀，作为钻孔施工时的止水闸阀。

3.3注浆浆液配比

本项目联络通道处主要为SP、SP-SM、SP-SC地层，渗透率低，细粒比重大，为了使浆液能充分渗透原有地质并形成均匀加固体，采用比原有地质颗粒更细的Sika 公司spinor A6超细水泥作为注浆材料。

渗透注浆采用单液浆，水灰比1.5，加入0.5%的减水剂，比重在1.30～1.35之间，注浆浆液在洞内采用大功率搅拌设备充分搅拌。浆液应随拌随用，在搅拌罐中不能长时间存放，因为超过30min就会出现初凝沉淀，从而极大的影响注浆质量。

3.4注浆质量控制

渗透注浆是通过渗透的方式将浆液送入地层，挤排出原有地层孔隙间的水和空气，达到加固效果，前提就是小压力、小流量。本项目在施工前进行了注浆试验，确定了质量控制标准：注浆压力不超过8bar，流量不超过7L/min。施工中严格控制注浆压力，避免了因压力过大导致地表隆起、管片开裂等。

单孔单循环注浆量： V=π*浆液扩散半径*浆液扩散半径*单循环注浆进尺*渗透率*损耗系数=3.14*0.5*0.5*0.5*0.5*2=390L

注浆顺序非常重要，应从下往上注浆，使浆液渗透进入地层中层层堆积;不能从上往下，避免因重力作用导致上部浆液下榻，从而降低注浆加固效果。

注浆时要注意观察流量和压力的变化，正常情况下注浆压力和流量基本呈反比，刚刚注浆时流量大压力小，随着时间的推移，压力逐渐增加注浆流量会变小，但特殊情况下会出现异常情况，应按如下标准进行控制：若注浆量已超过设计量，注浆流量长时间维持在较高值，其注浆压力长时间维持在较低值，则说明浆液顺着地层缝隙流失，应先暂停一段时间再继续注浆;若注浆量和注浆流量都非常小，注浆压力已达到8bar，说明地层密实度较高现有浆液无法进行渗透，应先用钢筋或其他工具对钻孔进行反复疏通，注水一段时间后再注浆或将浆液比重调低至1.25;若注浆量与设计量偏差不大，注浆流量由刚开始的正常值变得越来越小，注浆压力由刚开始注浆的0bar逐渐上升至8bar并持续超过5min，则可判断该循环注浆完成，应进入下一注浆循环施工。

3.5注浆效果检查

本项目联络通道注浆效果控制标准如下：28天无侧限抗压强度≥2.0Mpa，加固体渗透系数≤1x10-7m/s。

完成联通通道注浆后，应及时对加固体进行注浆效果检查，本项目每个联络通道分别取芯4个孔进行验证，抗压强度和渗漏系数满足标准则说明加固效果合格，否则应补注浆，直至满足标准为止。

4.结语

经过认真比对，联络通道洞内渗透法注浆加固成本较地表旋喷加固和洞内冷冻法便宜，但需要克服施工工期长，对环境影响大等缺点，在不具备地表加固、工期富余的条件下，不失为一种好的选择。

参考文献

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[2]卓越;饱水砂层渗透注浆加固理论探讨[J];岩土工程技术;2002年05期

[3]郝哲，王介强，刘 斌;岩体渗透注浆的理论研究[J];岩石力学与工程学报;2001年04期

[4]李慎刚;砂性地层渗透注浆试验及工程应用研究[D];东北大学;2010年

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