1、深孔注浆在暗挖过河段的应用摘要：本文对北京地铁 7 号线车站风道在暗挖开挖施工中，过河段应用深孔注浆技术进行支护施工的实例做了介绍，采用 WSS 工法成功地完成了施工，表明此类地层和环境下深孔注浆技术是行之有效的。 关键词：深孔注浆 暗挖 过河 中图分类号：TG523 文献标识码：A 文章编号： 1 工程概况 达官营站 1 号风道由于拱顶位于砂卵石层，卵石粒径大分为 5-7cm，根据以往施工经验，大管棚在此类地层中成孔和钻进均较困难。在 1 号风道大规模施工大管棚前，设计了钢管参数，造成钢管发生扭曲变形断裂，无法实现打设 40m 的设计要求。改用钢管的设计参数采用强度等级为 DZ401086.
2、5mm 地质钻管代替原设计强度为 Q235 的无缝钢管(1085mm)，第二次施工试验管，以实现设计要求的 40m 钻孔长度。过莲花河段 40m 采取深孔注浆代替大管棚，进行施工，注浆范围为风道拱部外轮廓线外扩 2m，内括 0.35m。 1.1 莲花河及与风道位置关系 莲花河为复式矩形断面上口宽度 28m，挡墙范围内宽度 20m，规划河底标高 38.48m，现状河底标高 39.55m。 1.2 工程地质现状 风道覆土自上而下依次为粉土填土杂填土1 卵石为主；风道初衬结构采用六导洞 CRD 工法：其上导洞为卵石圆砾；中导洞以卵石圆砾卵石圆砾为主；下导洞为卵石。 含水层主要为卵石层、中粗砂1 层，
3、透水性好，潜水水位标高为24m。主要接受侧向径流补给以侧向径流方式为主要排泄方式。 1.3 风道原设计参数 施工风道全长 72.538m，风道标准断面内净空宽高为8.011.70m，上层为拱形、下层为矩形，工法采用 CRD 法施工；风道断面：标准断面、加高过渡段和加高平直段。 其中标准段 40m 设计施工管棚。洞内采取大管棚加小导管注浆措施。 1 号风道结构尺寸 9.9m14.3m，采用 108 大管棚DN25 超前小导管支护； 大管棚选用 1085mm 无缝钢管，钢管强度为 Q235；环间距 300mm，打设长度 40m，共 44 根。 见图 1。 图 1 风道纵剖面图 2 深孔注浆工法简介
4、 2.1 二重管无收缩双液 WSS 工法注浆的特点 采用二重管注入方式，设备简单，具有可靠性、经济性。可以进行一次、二次注入切换，回路变换装置容易实行，所以能实行复合注入。二次注入材料是低粘性且凝胶时间长的浸透性注浆液，压力喷射到均匀的土质颗粒之间，由于这样的操作方法，减少了对周围建筑物的影响。 2.2 注浆加固及止水原理 注浆时在不改变地层组成的情况下，将土层颗粒间存在的水强迫挤出，使颗粒间的空隙充满浆液并使其固结，达到改良土层性状的目的。其注浆特性是使该土层粘结力 、内磨擦角值增大，从而使地层粘结强度及密实度增加，起到加固作用；颗粒间隙中充满了不流动而且固结的浆液后，使土层透水性降低，而形
5、成相对隔水层。 2.3 注入材料特性 无收缩注浆液属于安全性、高渗透性的注浆材料，固结硬化时间可根据实际工程需要进行调整。 2.3.1 无收缩注浆液特点 固结硬化时间容易调整，设计硬化时间长的注浆液也具有很高强度。地层中有流动水的情况下也具有很强的固结性能。浆液强度、渗透性能可根据现场实际需要任意调整。浆液不流失、固结后不收缩，对地下水不会造成污染。 2.3.2 无收缩注浆液每立方米标准配比 水泥 412.00 Kg，硅酸钠 456.00 Kg，磷酸 45.60 Kg 按水玻璃重量10%，抗裂微膨胀剂 41.20 Kg 按水泥重量的 10%，液体速凝剂 20.60 Kg按水泥重量的 5%。 水
6、玻璃液配制：水玻璃出场浓度一般为 50-60Be，注浆用的范围为35-45 Be，所以工程使用的水玻璃需经稀释方可使用。 出厂浓度改制成使用浓度，加水量 V 水=V 原( 原- 配)/( 配- 水) 欲配制的水玻璃体积：V 配=V 原+V 水 原=145/(145- Be原) 配=145/(145- Be配) 2.4 注浆压力的选定 注浆压力与砂层孔隙发育程度、涌水压力、浆液材料的黏度和凝胶时间长短等有关，目前均按经验确定。通常情况下按如下经验式计算： 按地下水静水压力计算，设计的注浆压力（终压值）为静水压力的2-3 倍，最大可达到 3-5 倍，即 PP(3-5) P 式中 P设计注浆压力（终
7、压值） P注浆处静水压力 2.5 注浆工艺及要求 定孔位：根据现场情况，对准孔位，不同入射角度钻进，要求孔位偏差为3cm，入射角度偏差不大于 1。 钻机就位：钻机按指定位置就位，调整钻杆。对准孔位后，钻机不得移位，也不得随意起降。 钻进成孔：第一个孔施工时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参数。观察溢水出水情况，出现大量溢水出水时，应立即停钻，分析原因后再进行施工。钻孔和注浆顺序由外向内，同一圈孔间隔施工。 回抽钻杆：严格控制提升幅度，每步不大于 15-20cm，匀速回抽，注意注浆参数变化。 浆液配比：采用经计量准确的计量工具，按照设计配方配料。 注浆：注浆孔开
8、孔直径不小于 45mm，严格控制注浆压力，关注注浆量，当压力突然上升或从孔壁时，应立即停止注浆，查明原因后采取调整注浆参数或移位等措施重新注浆。 2.6 主要机械设备及配置 钻机一台、SYB60/160 型注浆泵二台、SJY双层立体式搅拌机一台。旋转二重管、喷头、逆止阀。排水处理装备、测定器具、凝胶时间测定仪等。 3 注浆施工方案 3.1 注浆范围的确定 加固范围为拱部外轮廓线外扩 2m，内扩 0.35m，每循环加固长度为15m，预留 2m 作为下一循环的止浆墙。 3.2 注浆压力的控制 注浆加固范围主要为卵石层，为保证莲花河河床的安全，根据要求注浆压力为 13MPa，根据施工情况适当进行调整
9、。 3.3 注浆孔位布置 在采用 13MPa 的压力下，浆液的扩散半径大概在 0.81.5m，又因地层为砂卵石层，为了开挖能保住核心包,根据现场情况及浆液扩散半径，选择竖井处注浆孔的间距为 1m，通道内为 0.8m 布置。见图 2、3、4。 图 2 竖井处（水平）注浆孔的横剖面布置图 图 3 洞内注浆孔布置横剖面示意图 图 4 洞内注浆纵剖示意图 3.4 注浆量的确定 注浆量公式为：V=AL1.2 注浆量为 V=36.0490.571.242=1035.6m3 3.5 注浆效果检查 通过超前探孔和径向探孔观察注浆效果和注浆层的厚度。检查孔的数目每 5m 设 2 个检查孔，检查孔钻取岩芯，观察情况。 4 深孔注浆效果 注浆加固后的掌子面土体的强度大大增加，必须采用风镐进行破除开挖。 参考文献： 1 DBJ01-96-2004 地铁暗挖隧道注浆施工技术规程 2 刘百成 北京地铁十号线二重管无收缩双液注浆 WSS 工法施工技术 铁道建筑技术 2008 3 赵高亮 WSS 工法在下穿京密引水渠暗挖地铁施工中的应用 铁道标准设计 2010 4 刘招伟二重管注浆技术在地下工程中的应用 建筑技术 2011
