《后退式深孔注浆技术在地铁穿越施工中的应用》

《后退式深孔注浆技术在地铁穿越施工中的应用》

顾云龙

摘 要：简单介绍了深孔注浆技术工艺原理及适用性，并结合北京地铁 19号线一期工程地铁穿越管线工程项目中后退式深孔注浆技术应用实例，分析了后退式深孔注浆技术实际应用取得的效果，在以后类似条件下地铁施工提供借鉴和参考。

关键词： 注浆 地铁 穿越 管线

中图分类号： 文献标识码：

Application learning of backward deep hole grouting technology in subway

crossing construction

GuYunLong

(China railway 23rd bureau group sixth engineering co., ltd Beijing 100079 )

Abstract: This paper briefly introduces the principle and applicability of deep hole grouting technology, and combined with the backward deep hole grouting technology application in the metro line 1 project of Beijing metro line 19 project, the effect of the backward deep hole grouting technology is analyzed, and the reference and reference for the subway construction in the similar conditions in the future.

Key words: slip casting Subway Pass through Pipeline

前言

在城市地铁施工中，施工暗挖区间经常穿越各种市政管线，由于城市地铁大多埋深浅，地址条件差，围岩自稳能力差，如果不进行有效处理，开挖变形较难控制，从而影响范围内管线正常安全使用，甚至破坏，为了克服此问题，一个行之有效的技术措施尤为重要。随着深孔注浆技术在地铁穿越施工中的应用，通过深孔注浆改善围岩自稳能力，提高了隧道开挖稳定，控制了围岩的变形，保证了影响范围内管线的安全稳定。本文也是结合工程实例，对深孔注浆技术在地铁穿越施工中应用进一步总结分析，为指导今后类似工程条件下穿越施工积累经验。

1 深孔注浆工艺原理及适用条件

1.1 工艺原理

深孔注浆原理：深孔注浆技术是指采用确定的钻孔方式成孔，并根据具体工程条件，包括地质、水文及周边环境等要求，采用合理的成孔方法、注浆参数、浆液选择及配比，对隧道围岩土体进行加固，使围岩土体胶结凝固，从而改善围岩土体自身力学性能，使其具备一定自稳能力及止水性能，达到自身开挖稳定，变形符合要求的效果。

1.2 工艺适用条件

1）隧道下穿既有建（构）筑物、市政管线等；

2）隧道开挖土体无自稳能力，且常规超前注浆效果无法满要求；

3）隧道处于砂层地质，且富水，开挖易发生管涌、流砂等事故，从而导致大面积坍塌；

2 注浆浆液的选择

浆液选择及配比主要依据具体工程条件，地质、水文及加固预期效果要求确定，合理选择浆液类型。

3 工程实例

3.1 工程概况

暗挖区间段为单洞单线，采用CRD法施工，埋深6-10m，断面尺寸8.9mx9.09m，区间垂直穿越4根燃气管线，其中三根为高压，一根为中压，燃气管线底距开挖线顶7.9米。暗挖区间段地质主要为粉细砂、圆砾及卵石层，圆砾粒径为0.5cm，最大粒径4cm。整个区间无地下水。

3.2 注浆加固范围确定

深孔注浆加固范围为拱顶外2m。下穿管线深孔注浆范围为隧道上方范围内整个管线长度及前后各5m，横向范围为管线两侧各2m，由于管线在平面上走向是变化的，深孔注浆水平范围随着管线走向的改变而相应改变，以保证管线下方土体得到加固。

3.3 后退式注浆工艺

3.3.1 工艺流程

工艺流程如图1

图1 单管后退式注浆工艺流程图

3.3.2 注浆参数：

注浆参数如表1。

表1注浆加固参数

3.3.3 深孔注浆布孔

考虑加固范围及注浆半径等因素，合理布置孔位。一次注浆长度12m，开挖10m，布孔间距约0.5m，分三个角度钻孔，既4°孔深12m，9°孔深12m，15°孔深8m。

3.3.4 施工止浆墙

钻孔施工前，在隧道掌子面施做止浆墙，止浆墙厚度300mm，采用C20喷混，布置双层钢筋网Φ6@150x150。

3.3.5 钻孔

钻孔按照布设孔位及角度要求钻进实施，采用SH-300履带式液压钻机引流钻孔，高强合金钻头与二重管通过丝扣连接，钻头直径为60mm，钻孔速度约5min/m。钻杆每节长度1m，钻进过程中每根管通过丝扣连接。钻孔按照布设孔位及角度要求钻进施工。钻孔顺序为先外后内，即先钻大角度后钻小角度。并考虑水钻成孔会对已加固土体产生冲击破坏，钻孔及注浆均采用跳孔方式实施（隔二钻一）。

3.3.6 注浆

（1）浆液选择

注浆加固范围地层主要为砂卵石层，可采用水泥-水玻璃双液浆与化学浆的混合液。

单液水泥浆加固强度高，但凝结时间长，且砂卵石地层孔隙率较大，易造成浆液流失，土体加固不均匀。针对此情况，现场采用水泥-水玻璃双液浆与化学浆的混合液先对上排孔位注浆加固最外层土体形成保护层，而后下排孔位注浆采用单液水泥浆。

A液：水泥浆采用普通硅酸盐P.O42.5水泥, 配合比为水：水泥：=1:1。

B液：水玻璃采用浓度42Be’，稀释成体积比为1：1。

C液：速凝剂。（35KG固化剂能配置1方浆液）

（2）注浆压力：注浆终压为0.8～1.0Mpa。

（3）注浆量确定：

如下关系式：

式中Q 为总土体加固注浆量m3；

式中V 为要加固的总土体方量m3；

式中η为地层孔隙率（根据地勘报告，卵石⑤层孔隙率为0.31）；

式中α为浆液在地层中的有效充填系数0.7～0.9；（本方案取0.8）

式中β为浆液损耗量，取1.0～1.2，；（本方案取1.2）

（4）浆液注入

成孔后，进行后分段回抽后退钻杆注浆。每回抽后退1m钻杆随即拆除1根注浆管。

注浆液喷射量一般控制在20L/min，当注浆终压达到0.8～1.0Mpa时，通过后退回抽钻杆进行新一轮注浆，回抽钻杆（注浆管）长度控制在0.3～0.5m范围内。严格控制回抽幅度，做到匀速回抽。

（5）压力、注浆量控制

注浆过程中通过压力表实时察看注浆压力，检查注浆量与压力变化情况。注浆过程中主要采用压力控制，注浆压力达到0.8～1.0Mpa时，回抽钻杆0.3m后继续注浆。

3.3.7 注浆不利影响分析

注浆过程中要严格控制注浆量、注浆压力及钻孔角度。防止对管线造成扰动破坏。对管线距离拱顶较近时，在布孔时应适当降低钻孔水平角度，对该部位钻孔角度加强控制，在成孔过程中加强对钻孔角度及钻进长度的检查，并对钻机的状态密切关注，一旦发现钻杆前进困难，立即停止钻进，分析管线与钻杆的位置关系。

3.3.8 注浆效果检查

通过对注浆记录进行整理分析，检查注浆量及压力情况，通过注浆压力及注浆量双指标确认是否达到注浆标准。开挖过程中，对开挖面的浆液扩散情况、有无漏水和流砂现象进行观察验证。

开挖过程中，若隧道监测预警，立即对监测数据和开挖面土体加固效果进行分析，必要时对开挖面前方土体进行补充深孔注浆，并严格控制注浆各项参数，保证土体加固效果。

3.4 后退式深孔注浆技术控制要点

3.4.1 注浆孔

布孔数量、孔位、成孔角度、深度等参数对注浆范围控制起关键作用，施工过程中应严格把控，按预定成孔角度、深度成孔。

3.4.2 浆液配比

根据实际地层条件，凝胶时间及强度等因素，选择合适的浆液配比，凝胶时间短，浆液渗透范围受限，凝胶时间长，容易造成浆液流失，且注浆均匀性差，影响注浆效果。

3.4.3 注浆压力

注浆压力对浆液渗透半径既加固范围起决定性作用，注浆压力过小，注浆半径小，加固范围不符合要求，注浆压力过大，浆液流失，且容易影响管线安全使用。

4 结论

针对后退式深孔注浆技术施工中的实际应用，土体加固效果良好，通过制定合理的施工方法及注浆参数，使加固土体范围，土体胶结强度及止水性能均满足施工要求，隧道开挖过程中变形量能够控制在规定范围之内，保证了开挖安全及管线正常安全使用，并在以后类似条件下地铁施工提供借鉴和参考。

参考文献

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通,2013（03）：3

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