深孔注浆技术在地铁暗挖仰挖施工中的应用

摘要：本文对北京地铁7号线珠市口站附属结构4号出入口暗挖仰挖段粉细砂层进行了分析，根据现场实际情况和勘测的水文地质特征，提出了采用WSS工法对仰挖拱墙进行深孔注浆的方法；并介绍了在该施工过程中，采用深孔注浆的实例，从注浆效果看，达到了对粉细砂层加固的目的，解决了粉细砂层中进行浅埋暗挖隧道施工的难题，为今后类似工程提供参考。

关键词：深孔注浆；地铁暗挖仰挖；地层加固；

中图分类号：O434文献标识码： A

正文

一 引言

在城市地铁浅埋暗挖施工中，控制开挖工程中的地表沉降量是浅埋暗挖隧道施工的关键，向拱顶地层中注入水泥-水玻璃混合浆液，使土体凝固，提高土体的自稳能力，同时在周边土体中形成了一圈止水帷幕，又降低土层的透水性，是暗挖隧道通过粉细砂层有效的办法。

二 工程概况

北京地铁7号线珠市口站附属结构4号出入口仰挖全长13.583m，角度呈27°，采用6导洞形式CRD法施工，各导洞采用上下台阶法预留核心土的施工方法，拱部多穿于粉细砂层，掌子面大部分为砂层，并且下穿A500污水管和A600上水管。

三 施工范围

为确保开挖面施工安全，需采取的注浆范围：拱顶至拱脚范围内开挖轮廓线1.5m至内0.5m间(A区)采用深孔注浆进行超前支护，边墙范围内开挖轮廓线外1.5m至开挖轮廓线间采用深孔注浆进行超前支护，上导洞开挖轮廓线内0.5m以内的掌子面(B区)采用深孔注浆进行土体加固，B区填充系数是A区的50%，同时应保证注浆加固体连续均匀。如下图：

图1 暗挖仰挖深孔注浆图

图2 深孔注浆范围剖面图

四 施工工艺

（一）设计参数

深孔注浆循环施作12m，自起拱线环向布设6个孔位，掌子面中心布设1个孔位。开挖循环施作10m，保证至少2.0m有效注浆搭接长度。

注浆材料：水泥-水玻璃双浆液

注浆压力：0.8~1MPa

注浆速度：10~20L/min

（二）深孔注浆施工工艺流程

图3 深孔注浆工艺流程图

五 施工方法

（一）施工准备

平整掌子面，规范核心土，缩短下台阶长度（2m），搭设注浆平台，注浆机、注浆管、护壁泥浆池、水泥水玻璃双液浆就位。要求上台阶核心土预留长0.5m，宽2m，高0.5m，上台阶其余掌子面修整垂直平整，下台阶长度2m，下台阶掌子面也修整垂直平整。

（二）掌子面注浆孔测量定位

按施工设计图纸要求定位出注浆孔的位置，测量放线采用全站仪坐标法定位，定桩位后，做好标示，并注意保护。

（三）预埋定位套管

在已定位的注浆孔的位置预埋0.5m长Φ80的钻孔定位套管，埋入土体0.4m，管口用棉纱封堵。

（四）封闭掌子面

预埋好注浆管后，需在掌子面设置止浆墙，厚度为300mm，采用C20喷射混凝土，并设单层A6@150×150钢筋网，同时设置A22锚筋，长1.5m，间距500×500mm，锚筋应与钢筋网连接牢固。

（五）定位钻机钻孔

利用手拉滑轮进行钻机定位，调整好钻机的钻进角度，安装二重管钻杆，插入预埋好的定位套管中，利用泥浆护壁进行钻进，慢速运转，随着钻孔深入接长钻杆。根据现场地质条件调节膨润土泥浆的配合比，使泥浆护壁效果最佳，防止钻进中塌孔或出砂量过大，影响钻孔质量。

（六）钻孔注浆

（1）钻孔

当钻孔深度达到设计值（12m）时，停止钻进，开始注浆。

（2）注浆材料

浆液采用改性水玻璃。改性水玻璃浆液的配制：

采用98%浓硫酸和35Be'水玻璃，配合比为1:8~1:10。主要适用于细砂、粉砂、粉土层及含水的砂层。

水玻璃的稀释，先算出加水量，然后加入水均匀搅拌；

硫酸的稀释，先算出所需浓硫酸量和加水量，然后将浓硫酸缓慢倒入水中，搅拌均匀，严禁将水倒入浓硫酸中；

改性水玻璃的配制，在高速搅拌的情况下，将水玻璃缓慢地倒入稀硫酸中。

（3）注浆参数

注浆终压：0.8~1MPa，管线下方适当减少注浆压力，浆液扩散半径0.5m。

凝固时间：1~2min，为速凝注浆。

注浆速度：与地层孔隙及连通情况、地层密实度有关，因此注浆速度参考值20 L～30L。

注浆结束标准：注浆量和注浆压力双控注浆，单管注入设计浆液量，压力达到设计终压，即可结束注浆。压力持续不上升，流量不减少，采用间歇注浆。

施工时，若注浆压力不足，就达不到填充的目的；若压力过高，就可能引起地面受损或隆起。所以，在注浆时要严格控制浆液注入的压力，注浆压力0.3~0.6Mpa。

每一注浆孔完成后，拔出注浆管，封堵注浆孔。

（七）退钻

当注浆完成后，逐节退出钻杆。退出的钻杆要用清水冲洗干净，确保钻孔中无浆液或泥砂残留堵塞管孔。

（八）跳2孔钻下一孔，循环操作

当上一孔注浆的同时，隔2孔再次进行钻机定位，钻孔操作，依次循环。当隔孔均注浆完成，土体加固强度达到设计值后，才能进行隔孔间的钻孔注浆操作，直至注浆完成。（9）注浆完成

保养注浆机，拆除注浆平台。

（九）注浆结束标准

单孔注浆结束标准：注浆终压达到1MPa，持续20min，吸浆量很少或不吸浆时，可结束本孔注浆。

循环注浆结束标准：该循环所有孔位均达到结束标准，即该循环注浆结束。

六 结语

通过WSS深孔注浆工艺在本施工中的实践，较好地解决了城市浅埋暗挖安全施工问题。附属结构4号出入口仰挖通过深孔注浆，不仅施工进度大大提高，而且从来未出现一次涌水塌方事故，并顺利通过了污水管和上水管，周边建（构）筑物沉降也在设计允许范围之内。WSS浆液所具有的特点， 可以较好地解决隧道开挖通过后地表持续下沉、注浆液体固化收缩引起的沉降、地下水位偏高时浆液无法扩散等问题；同时注浆后无需等强即可开挖作业，加快了施工进度。与明挖法、冻结法相比，在粉细砂层中采取WSS浆液注浆法施工，可以减少对环境的污染，同时可降低施工成本。

参考文献：

[1]《北京地铁7号线工程 施工设计 车站土建工程 珠市口站 车站结构 4号出入口结构》中铁工程设计咨询集团有限公司，2013年6月.

[2]《北京地铁七号线工程珠市口站岩土工程勘察报告》（2009-099-12）（北京市地质工程勘察院）（2009.10）.

[3]《地铁设计规范》（GB50157-2003）.

[4]《地铁暗挖隧道注浆施工技术规程》（DBJ01-96-2004）.

作者简介：高瑞军（1986~ ），男，助理工程师，从事地铁工程技术，2010年毕业于太原科技大学，工学学士。