深孔注漿技術(shù)在地鐵隧道施工中的應(yīng)用論文
近年來，由于我國交通事業(yè)取得了較大的進(jìn)步，進(jìn)而推動(dòng)了城市地鐵的發(fā)展。地鐵作為城市現(xiàn)代化發(fā)展的新標(biāo)志、新形象，在一定程度上不僅緩解了交通的擁擠，還為城市的發(fā)展奠下了有效的基礎(chǔ)。地鐵工程建設(shè)數(shù)量的不斷增加，就需要對(duì)地鐵隧道的施工安全進(jìn)行主要的控制，因所施工的地質(zhì)條件以及周圍的環(huán)境等都較為復(fù)雜，對(duì)地鐵隧道的施工具有重要的影響，為了使地面的沉降量得到減少，就必須要對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行全面的了解和分析。為了提高地鐵隧道施工的安全性以及穩(wěn)定性，采取深孔注漿技術(shù)已經(jīng)成為了地鐵施工的重要方式。
1 注漿加固的原理
就注漿加固而言，則是對(duì)周圍的巖層以及土體進(jìn)行水泥漿液的滲透、充填以及壓密作業(yè)，這樣一來就可以形成漿脈現(xiàn)象。對(duì)于地層中巖層中存在的不均勻現(xiàn)象，則可以對(duì)鉆孔的巖層注入適量的水灰漿液，灌漿孔經(jīng)過向外擴(kuò)張的作用后，就會(huì)致使圓柱狀漿體的形成，然后鉆孔周圍存在的巖層就會(huì)被擠壓以及充填。另外，在灌漿施工過程中，由于巖層裂縫以及漿液滲透的作用，在地層中漿液的方向就會(huì)有所不同，并且縱模相互交錯(cuò)，漿脈的片狀、條狀以及團(tuán)塊狀的厚薄也不一樣，然后漿脈通過凝結(jié)就會(huì)形成硬化現(xiàn)象，就可以較少沉降量的發(fā)生，還可以確保其承載能力。
2 注漿質(zhì)量的控制要點(diǎn)
第一，在進(jìn)行注漿施工的過程中，注漿的材料以及漿液的配合比必須要符合施工方案的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)漿液的攪拌還應(yīng)該要求均勻地進(jìn)行，若不經(jīng)過攪拌漿液就會(huì)產(chǎn)生沉淀，就需要禁止使用。
第二，在進(jìn)行注漿施工前，還必須要檢查注漿泵、注漿管線以及灰漿攪拌機(jī)是否能具備完好狀態(tài)。若其中一臺(tái)注漿泵出現(xiàn)問題，就會(huì)對(duì)整體的注漿施工產(chǎn)生重要的影響，所以就需要及時(shí)的修復(fù)，使注漿盡快地恢復(fù)，為確保對(duì)注漿的質(zhì)量提供有利的根據(jù)。
第三，對(duì)于雙液注漿作業(yè)來說，則漿液混合器的使用必須是單向閥的形式，要求禁止使用其他儀器來取代，這樣一來就可以避免管路、注漿泵堵塞問題的出現(xiàn)。在進(jìn)行注漿的過程中，必須要確保注漿管路的暢通，避免因注漿管路堵塞因素對(duì)注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)的判斷產(chǎn)生影響。
第四，在雙液注漿過程中，還要對(duì)漿液的吸入比例進(jìn)行經(jīng)常性的檢查，對(duì)漿液凝膠的時(shí)間進(jìn)行測(cè)試，這樣就能夠提高注漿加固的效果，并且還可以確保漿液強(qiáng)度。另外，注漿量以及注漿壓力還要按照施工前方案的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理的控制，還要對(duì)注漿的壓力、注漿的時(shí)間等做好記錄，以便及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問題，并且能夠及時(shí)地進(jìn)行處理。
3 地鐵工程深孔注漿的具體施工
3.1 地鐵工程的地質(zhì)以及水文地質(zhì)的概況
3.1.1 地鐵施工工程的地質(zhì)。對(duì)于整個(gè)地鐵區(qū)間來說，由于地質(zhì)條件十分復(fù)雜，有些地鐵工程的原河床底部位置屬于上軟下硬地層，并且存在拱頂在富水礫砂層、中砂層中進(jìn)行穿越。還有些注漿的掌子面大多屬于富水砂層，并且某些地鐵部分的全斷面一般都是砂層，區(qū)間還多次較近距離地在重要建構(gòu)筑物及較為重要的管線中穿越。
有些地鐵工程施工的中砂層以及礫砂層成分主要是以石英石為主，并且含有大量的黏粒。有時(shí)還可以看見卵石，通過飽和，就可以達(dá)到稍密至中密的效果，這樣一來級(jí)配就會(huì)較好，但是分選性較差。因此，要是在動(dòng)水的作用下，就會(huì)很容易使流塑狀得到軟化，進(jìn)而導(dǎo)致坍塌的出現(xiàn)，并且不具有穩(wěn)定性。
3.1.2 地鐵施工水文地質(zhì)。就有些地鐵區(qū)間范圍地下水而言，若地下水的水位是21～30.5米，就需要以孔隙潛水為主，區(qū)間局部的地段具有較小的承壓能力，主要因素是通過大氣的降水作用給予的，并且水量極其豐富，水質(zhì)很容易產(chǎn)生污染現(xiàn)象。由于巖層裂隙水的發(fā)育較快，主要分布在花崗巖的構(gòu)造節(jié)理裂隙密集帶以及強(qiáng)風(fēng)帶中。由于富水性的基巖裂隙的發(fā)育程度以及貫通度會(huì)隨著地表水源連通性的變化而變化，主要是通過大氣降水以及孔隙潛水補(bǔ)給的形式進(jìn)行，并且局部地段具有一定的承壓能力。
3.2 深孔注漿之前技術(shù)的準(zhǔn)備
3.2.1 要對(duì)該工程施工的對(duì)象以及特點(diǎn)進(jìn)行了解和分析。主要內(nèi)容有：工程的地質(zhì)特征，這對(duì)工程所使用的材料以及工藝具有影響。水文地質(zhì)特征，對(duì)材料、設(shè)備以及工藝有著影響。周邊環(huán)境特點(diǎn)影響著材料、工藝。造價(jià)以及工期要求影響著設(shè)備以及勞動(dòng)力的組織。
3.2.2 要對(duì)漿液注入地層的方法進(jìn)行了解。主要內(nèi)容有：對(duì)于中粗砂層來說，就需要通過超細(xì)水泥水玻璃雙液漿注漿固結(jié)來完成滲透擴(kuò)散。動(dòng)水粉細(xì)砂層溶洞需要通過六種混材料來完成注漿固結(jié)的劈裂擴(kuò)散。另外，對(duì)于斷層破碎帶來說，需要通過普通水泥水玻璃雙液漿進(jìn)行注漿加固裂隙的填充。對(duì)于粉細(xì)砂層中局部空洞而言，就需要通過普通水泥單液漿來進(jìn)行擠壓填充作業(yè)。
3.3 漿液注入地層的方式
3.3.1 滲透擴(kuò)散產(chǎn)生在中粗砂層，就需要采用超細(xì)水泥-水玻璃雙液漿注漿固結(jié)。
3.3.2 劈裂擴(kuò)散產(chǎn)生在動(dòng)水粉細(xì)砂層溶洞，就需要采用六種共混材料注漿固結(jié)。
3.3.3 裂隙填充產(chǎn)生在斷層破碎帶，就需要采用普通水泥-水玻璃雙液漿注漿加固。
3.3.4 擠壓填充產(chǎn)生在粉細(xì)砂層中局部空洞，就需要采用普通水泥單液漿擠壓填充。
3.4 深孔注漿參數(shù)
3.4.1 漿液凝膠時(shí)間：雙液漿凝膠時(shí)間為30sec～3min，單液漿不宜超過8h。
3.4.2 單孔單段注漿量：根據(jù)公式計(jì)算。
3.4.3 注漿分段長度：前進(jìn)式分段注漿每環(huán)15m。
3.4.4 注漿終壓：0.1～0.3MPa。
3.4.5 注漿速度：砂層、粉質(zhì)黏性土為20～40L/min，砂礫石為40～60L/min，斷層破碎帶為60～120L/min。因此，注漿參數(shù)則是按照地層的實(shí)際情況進(jìn)行檢驗(yàn)確認(rèn)的，并且還需要在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行不斷地完善以及調(diào)整工作。另外，在注漿的施工過程中，還根據(jù)注漿壓力的變化對(duì)注漿參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。所以，本次施工工程要根據(jù)砂層和粉質(zhì)黏土特性進(jìn)行施工，注漿參數(shù)的設(shè)定如下：TGRM深孔注漿擴(kuò)散半徑為0.65～0.8m;注漿終壓為0.2～0.3MPa;注漿速度為10～100L/min;前進(jìn)式分段注漿長度為2～3m;TGRM漿液水灰比W∶C=0.8∶1～1∶1。
3.5 深孔注漿工藝
對(duì)于TGRM前進(jìn)式分段深孔注漿工藝而言，則具體注漿過程是：對(duì)水平地質(zhì)需要采取鉆機(jī)進(jìn)行成孔作業(yè)，然后還要對(duì)孔口進(jìn)行孔口管的安裝，再對(duì)孔口管內(nèi)進(jìn)行鉆注施工。另外，要對(duì)各個(gè)循環(huán)進(jìn)尺嚴(yán)格控制在2～3m之間。等到成孔完成后還要將鉆桿退出，然后通過法蘭盤、注漿管的安裝來進(jìn)行注漿施工，法蘭盤的拆除要等到漿液凝固完成后進(jìn)行，再次實(shí)施鉆孔，不斷進(jìn)行循環(huán)，直到鉆孔的深度符合施工標(biāo)準(zhǔn)的要求才可以停止。
3.6 注漿孔間排距
控制好注漿孔間的排距，可以實(shí)現(xiàn)漿液擴(kuò)散范圍的相互重疊，不易產(chǎn)生漏注區(qū)現(xiàn)象。在本工程應(yīng)用過程中，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)際情況對(duì)鉆孔進(jìn)行設(shè)置，則注漿孔的設(shè)置是從工作面向開挖的方向進(jìn)行的，就會(huì)呈現(xiàn)輻射狀。另外，鉆孔的設(shè)置還要均勻地進(jìn)行，成圓圈形式，這樣就可以確保注漿量的充分使用。
3.7 深孔注漿效果的檢驗(yàn)
在深孔注漿完成之后，進(jìn)行地鐵隧道開挖之前，就必須要對(duì)鉆芯取樣的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，土體在注漿加固后強(qiáng)度就需要保持在1.5MPa以上。若沒有達(dá)到要求值，還需要再次進(jìn)行注漿加固。另外，等到注漿加固完成后，其掌子面就可以通過檢測(cè)看到有沒有滲漏水問題的出現(xiàn)，這樣就可以增加土體的強(qiáng)度。
4 結(jié)語
目前，隨著城市地鐵的快速發(fā)展，深孔注漿技術(shù)在地鐵隧道的應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)隧道存在的安全問題進(jìn)行有力的解決。由于深孔注漿施工技術(shù)具有較多的優(yōu)點(diǎn)，通過采取此措施，不僅可以提高地表的沉降量，還能夠降低環(huán)境的污染。與此同時(shí)，還確保了地鐵施工的安全性，降低了地鐵施工的成本，使地鐵更好地為社會(huì)服務(wù)。
參考文獻(xiàn)
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