1、1刍议青岛地铁暗挖施工中的不良地质超前注浆加固技术摘要：在本文中，笔者主要通过青岛市地铁一期工程(3 号线) 西起自市南区的青岛火车站站下穿北站路暗挖段的施工实践，介绍超前注浆加固在不良地质处理上应用的成功经验，为类似的问题处理提供一个解决方法。 关键词：地铁暗挖；超前注浆；加固技术 中图分类号：TU74 文章标识码：A 文章编号： 1 工程概况 青岛地铁一期工程（3 号线）西起自市南区的青岛火车站，向东沿广西路、太平路、文登路、香港路，到市政府拐入南京路向北，经江西路、宁夏路、辽阳西路，后进入哈尔滨路、黑龙江路、万年泉路到李村，向西沿京口路、振华路到到终点铁路青岛北站。线路呈“西-东-北-西
2、”走向，途经市南区、市北区、西方区、李沧区、正线全长约 24.9km。全部为地下线，设车站 22 座，其中换乘车站 6 座。最大站间距 1558.705m，最小站间距 759m，平均站间距 1159.81m。 暗挖段采用洞桩法施工，施工断面大，多次开挖产生群洞效应，对拱顶围岩的扰动明显。拱顶覆土浅，且土质较差，人工杂填土厚约4.7m，余下为粉细砂。在杂填土层埋设有准 600 的给水管两条、准 6002的污水管一条、准 1000 的排水管一条、准 200 的煤气管一条、20002200 的电力排管一条，其它通信、路灯管线若干。北站路为双向八车道，是北站枢纽进出通道，交通繁忙。如何确保管线和道路交
3、通的安全是暗挖段施工的关键问题。 图 1 暗挖段施工剖面图?单位：mm? 2 超前加固方案 施工前，采用 RIS-K2 型探地雷达对暗挖施工范围的路面进行了详细的探测，掌握了管线的确切位置和埋深，同时也发现杂填土层有大量的孔洞、沉陷、疏松等地质缺陷，影响施工和管线、道路的安全。经研究分析，决定对不良地质段采取处理措施，修补地层的缺陷，防止施工过程中发生坍塌、冒顶等事故。目前，对地层的加固处理以注浆为主。不良地质的埋深虽然离地面较近，但考虑到路面的交通，决定从暗挖的施工掌子面实施超前注浆，以消除对道路通行的限制。由于路面下管线密集，管线周边的土层较为松散，有水管线因渗漏水造成管线周边空洞，如果采
4、用注水泥浆进行加固，大量水泥浆聚集在管线的周围，凝固后会形成一层硬壳包裹住管线，对管线造成不利影响。另外，水泥浆在地层中渗透快，扩散范围大，容易造成“跑浆” ，影响注浆效果，对周边环境也造成不利影响。经过多轮试验，选择采用水泥膨润土浆，浆液的质量比为水泥：膨润土=31，试验显示水泥膨润土浆渗入土层后，能够很好的与土层融合，填塞住土层的孔洞和疏松部分，而且渗透范围较小，易于控制加固范围。 3图 2 超前注浆加固示意图 3 施工组织 3.1 加固范围 要想达到预计的注浆效果，首先需要确定注浆加固的范围和具体的位置。根据对地质雷达探测图的分析，找出不良地质段，确定具体的位置，开挖过程中做好测量，在掘
5、进到不良地质段前进行超前注浆加固。给排水管线的窨井底部需要进行注浆加固，年代久远的排水管线需要进行全段加固。 3.2 封闭掌子面 开挖到加固区域前方约 5m 处，完成拱部初支喷混后，暂停开挖，网喷（必要时注浆）封闭掌子面，防止在对拱顶上方进行高压注浆加固时破坏掌子面的稳定，造成拱顶坍塌。 3.3 安装注浆导管 注浆导管要求在初支喷混达到一定强度后进行。由于加固区域距离开挖掌子面较远，需要安装 78m 的长导管，长导管需要借助风镐顶进。导管贯穿加固区域，在进入加固区域的导管壁上开设注浆孔。导管的根数需要根据加固区域的大小和性质确定，对于疏松地层，导管的间距控制在 1.5m 左右为宜，对于单个孔洞
6、，安装两根导管即可。 3.4 制浆、注浆 因需要边开挖边注浆，将注浆机置于开挖面后方约 15m 处，水泥和膨润土存在料库里，需要时搬运到注浆机旁。注浆导管安装完成后，即4可开始制浆。制浆采用机械搅拌，以提高浆液的拌和质量，在注有水的搅拌桶内开动搅拌棒，同时加入称量好水泥和膨润土，搅拌 3.5min 以上。搅拌好的浆液需要在初凝前注完。注浆时需要密切控制注浆的压力。由于超前加固的具体注浆量难以准确确定，如果压力过大，会对底线管线造成破坏，也可能使地面隆起，或者喷出地面，造成不良影响。注浆时，必须增加监测频率，防止注浆对初支结构和地面造成破坏性的压力，同时安排专人在地面进行观察，防止浆液渗出。 3
7、.5 效果检查 超前注浆的效果不易确定，主要从以下几个方面进行检查： （1）检查注浆量是否和预计相符，如果出入较大则需要分析清楚原因。 （2）查看周边的窨井、管线槽等是否有浆液渗入。 （3）用前次的经验进行检验。 （4）必要时进行地质雷达探测。 4 体会与建议 青岛地铁一期工程（3 号线）西起自市南区的青岛火车站暗挖段的施工安全受到相关各方的关注，在采用了水泥膨润土超前不良地质注浆后，暗挖的施工安全性得到提高，相继顺利完成了小导洞和中边跨大断面的开挖施工，开挖面没有发生一起坍塌事故，地面沉降最大为-23.34mm，没有发生局部沉陷，地下管线得到了很好的保护。本次对不良的地质采取超前注浆加固是成功的。根据该城市北站的施工实践，采用水泥膨润土注浆加固技术可以对有疏松、孔洞等的不良地层以及管线底部、孔隙5率较大地层具有较好的加固效果，水泥膨润土浆比纯水泥浆要经济。在不同的地质条件中需要对浆液的配合比进行试验调整，以期达到最佳的效果。 5 结语 水泥膨润土超前注浆加固在不良地质处理上应用的成功应用，并取得了良好的加固效果，值得进一步推广应用。 参考文献： 1施仲衡.地下铁道设计与施工J.西安:陕西科技出版社，1997. 2王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论M.合肥：安徽教育出版社，2004. 3麻永华，贺善宁.建筑物下浅埋暗挖隧道施工技术研究J.隧道/地下工程，2004（12）.
