地铁隧道注浆试验及效果检验方法研究

地铁隧道注浆试验及效果检验方法研究

张小军

中铁一局集团第四工程有限公司陕西咸阳玉泉712000

摘要：文章以某地铁隧道工程施工为例，分析此工程的注浆试验方案，以及具体的注浆作业过程，对注浆试验结果进行分析来检验地铁隧道工程注浆试验的效果，以供参考。

关键词：地铁隧道；注浆试验；效果检验方法

1工程概况

郑州市市政控制性节点（地下交通）工程土建施工11标段位于郑州市二七区，主要为7号线一期医学院站及10号线医学院站、郑州火车站站（含站后区间暗挖段）的土建及预留预埋部分施工、专项工作等。针对此地铁隧道施工中存在的埋深比较浅、围岩比较弱以及承载力和稳定性都比较差等特点，需要通过相应的注浆工作来针对上述问题进行地层承载力和稳定性的加强，避免出现地下工程变形以及地层沉降等问题，实现建筑物纠偏以及结构补强等要求。这就需要在此过程中对地铁隧道注浆试验检验工作进行应用和控制，通过全面检查来获取准确的注浆施工参数，作为后续工程建设施工的数据依据。

2工程试验方案分析

2.1类型方面

针对本工程中地铁隧道土体特征，此次注浆施工采用的是固结注浆预加固的施工方式，为了实现对地铁隧道注浆实际效果的检验，就需要在隧道开挖表面的中部偏下位置来进行试验区域的设置，并且对隧道施工顶部所要开展的试验数量要尽量进行减少和控制。

2.2材料和比例方面

根据本工程的具体情况，本次试验主要选择如表2.1中的注浆材料作为主要试验对象，其名称和主要形成也在表2.1中进行说明。

表2.1注浆材料的主要指标一览表

注浆材料配比流动度mm凝胶时间min凝结时间min灌注压力MPa抗压强度MPa扩散半径cm

普通水泥0.8:1≥250

在本次试验中对注浆扩散半径和孔距进行确定时，不仅按照相关工程经验，而且根据相关标准与规范，最终确定扩散半径为30cm，孔距为扩散半径的1.6倍也就是48cm。在对注浆孔进行设置时需要按照两排进行设置，排距为孔距的0.87倍也就是40cm。如果是在粘土层进行注浆试验，需要确定最终的孔距与排距分别为50cm和40cm。

此外在对注浆压力进行确定时，不仅需要在进行劈裂注浆的过程中随着注浆进程的深入而不断提高注浆压力，而且需要控制其注浆压力在地层抬升压力以下以及在劈裂临界注浆压力以上。本次试验中根据经验确定注浆终压值为3MPa。

3地铁隧道工程注浆工作

3.1注浆施工基本要求

在本工程中的注浆试验中需要采用隔孔注浆的方式来避免出现浆液流失问题，而且首先需要对孔底部进行注浆来实现注浆管提升5cm的要求，而且在注浆过程中经过6min之后还要再次进行注浆管提升5cm的操作，此过程一直持续到注浆作业完成。此外还对两次注浆部位的搭接长度有着明确规定，需要确保在10cm以上，并且要满足注浆时间在6min以上，在满足注浆压力之后要稳定2~3min再继续提升，还要在注浆试验中要对地面情况进行观察俩避免出现溢浆以及地面隆起等问题。

3.2试验技术与质量要求

在应用注浆试验时为了确保试验结果的准确性需要满足以下技术和质量要求：首先是要在注浆试验之前对开孔深度进行检查，并对孔底和孔壁进行清理，还要对堵孔器的就位情况以及安装牢固情况进行检查。其次就是在进行注浆液的配制时要确保按照配比通知单上的参数进行配制和记录，而且要在对超细浆液进行配制时需要使用转速为1200的高速搅拌机来进行搅拌并避免出现离析问题，还需要控制搅拌时间在20min左右，且至少在5min以上，但是不应超过60min。最后就是在注浆过程中发现溢浆或者是压力表读数异常问题时就需要停止注浆，而且在单孔注浆量满足设计要求或者注浆压力超出设计压力时就需要终止注浆。

4隧道工程注浆试验效果检验方法

4.1开挖取样检验

此种检验方式就是通过土工开挖取芯的方式来对注浆前后土体的各项性能指标进行检验，通过检验结果来对注浆试验结果进行检验。在本工程中按照上述方法进行检验的结果如表4.1所示。

表4.1注浆试验效果检验结果表

注浆材料干密度g/cm3孔隙率含水率渗透系数×10-6cm/s压缩模量MPa粘聚力kPa内摩擦角°锤击数

原状土1.710.3723.261.512.2524.021618

普通水泥1.750.3321.321.3316.4633.251326

普通水泥+水玻璃1.770.3322.419.1516.6927.91724

超细水泥1.710.2822.410.2520.227.211828

TGRM特种水泥1.760.3522.723.6521.2328.981733

4.2动力触探试验

此方法主要分为轻型、重型以及超重型三种，本工程中使用轻型的方案，所用的重锤质量为10kg，自由下落高度为0.5m，规定打入深度为0.3m。通过对10处不同位置的试验点进行试验得出在注浆作业之后，土层的动力触探值有了显著的提高，如表4.1所示。

4.3现场检测

在注浆现场注浆作业结束之后直接逐层挖开来对浆液的流动情况和固结情况进行观察，主要目的就是对不同参数条件下的注浆加固效果进行获取。本工程中经过现场检测试验可知，浆液在粘土层中的渗透系数比较低，因此就需要通过劈裂的方式进入地下并留下树枝状的浆脉，此浆脉以水平或者稍微倾斜的方向向土体中传入。从现场检测结果可以得出浆液的作用机理主要有以下几个方面：一是浆脉会对周围的土体产生挤密压实来改变土体的渗透性能以及土体强度。而且经过上述试验也得出劈裂注浆后的土体强度有了显著的增加而且土体的渗透性能有所降低。证明此种方式可以对土体的工程地质特性起到改善的作用。二是在浆脉硬化的过程中也会与周围的土体构成复合体结构来对土体的强度起到改善作用。三是浆液会进入土体中的松散部位并在压力达到一定强度之后沿着土体中的脆弱部分进入其他部位，这就会通过增强土体中的薄弱结构部分来实现整体强度的提高。

5结语

在本地铁隧道工程施工中进行注浆试验之后，根据试验结果证明浆液向不同的土层中流入可以对土体结构以及性能起到改善作用，并且主要是以劈裂式挤密方式来对土体的结构强度进行增强以及对土体的渗透系数进行降低。但是此种试验对地基的改善效果也比较有限，需要在地铁隧道施工中采取综合对地层强度增强措施来满足施工对地层强度的要求。

参考文献：

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[2]程功琛.浅谈地铁隧道注浆试验及其效果检验[J].中外企业家,2016(12).

[3]邓指军,王如路.地铁隧道高压喷射注浆技术试验研究[J].地下空间与工程学报,2015,11(3):564-567.