地鐵基坑注漿封底止水施工技術(shù)探討

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摘要：地鐵工程的建設(shè)需要進(jìn)行深基坑的施工，而部分地區(qū)特殊的地質(zhì)水文條件給地鐵基坑的施工帶來了很大的阻礙，影響了工程施工的效率和質(zhì)量。本文以某地鐵工程為例，就基坑注漿封底止水施工技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行了分析和探討，希望能夠?yàn)轭愃乒こ痰氖┕ぬ峁﹨⒖己椭笇?dǎo)，推動(dòng)我國地鐵事業(yè)的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：地鐵基坑；注漿封底；止水；施工技術(shù)

城市化進(jìn)程的加快，使得城市人口迅速增長，在帶動(dòng)城市地區(qū)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的同時(shí)，也暴露出很多問題，如人地矛盾沖突、交通擁堵等，尤其是交通擁堵問題的存在，不僅嚴(yán)重影響了人們的正常出行，而且會(huì)導(dǎo)致城市空氣質(zhì)量的惡化，影響綠色城市建設(shè)。這樣的背景下，地鐵開始在越來越多的城市中得到了應(yīng)用，地鐵工程的施工技術(shù)水平也在不斷提高，注漿封底止水施工技術(shù)能夠有效應(yīng)對(duì)基坑施工中存在的涌水問題，保證工程的施工安全，也因此受到了技術(shù)人員的關(guān)注。

1工程概況

某城市地鐵2號(hào)線建設(shè)中，鐘樓街站和府西街站明挖區(qū)間全長254m，基坑開挖深度在16.0-17.5m之前，采用地下連續(xù)墻作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，連續(xù)墻幅間采用了柔性鎖口管接口。對(duì)工程周邊進(jìn)行調(diào)查，建筑多為上世紀(jì)八十年代初建造，以6層磚混住宅為主，設(shè)置有地下室，地下室采用了條形基礎(chǔ)，不過因?yàn)槟甏眠h(yuǎn)，基礎(chǔ)上可見大量裂紋。基坑西側(cè)與房屋建筑的最近距離為21m，東側(cè)與房屋建筑的最近距離僅有28.3m，原定設(shè)計(jì)通過基坑降水、明挖順作的方式進(jìn)行施工，但是在實(shí)際施工中因?yàn)榛拥撞亢瓦吰鲁霈F(xiàn)了涌水涌沙問題，從保證施工安全的角度，將基坑施工方案變更為注漿封底止水。

2施工方案

施工方案變更后，需要對(duì)注漿封底方案進(jìn)行明確，經(jīng)現(xiàn)場研究分析，決定于冠梁頂標(biāo)高往下4m位置，設(shè)置一層20cm厚度的素混凝土硬化層，作為相應(yīng)的注漿加固平臺(tái)。從方便施工的角度，將區(qū)間劃分為11個(gè)小區(qū)，相鄰小區(qū)之間利用兩排注漿墻進(jìn)行隔離，墻體注漿深度范圍應(yīng)該從硬化層至加固底標(biāo)高，區(qū)域內(nèi)部注漿平臺(tái)到基底、基底以下0-3m屬于空鉆區(qū)、3-8m為加固區(qū)，具體如圖1所示。加固區(qū)域采用的樁體樁徑為1m，依照0.8m的樁間距進(jìn)行梅花形布設(shè)，注漿采用的漿液除基本的水泥漿外，還有水玻璃和酸三液化學(xué)漿，在使用過程中，每立方土體需要使用的水泥、水玻璃和酸分別為300kg、400kg和30kg。區(qū)間注漿封底止水帷幕采用的是分區(qū)加固的方式，每一個(gè)加固區(qū)域的長度在25-35m之間，一共分為8個(gè)區(qū)域，采用模塊式推進(jìn)，相鄰區(qū)域之間設(shè)置有連續(xù)墻，由三排高壓旋噴樁組成，排距為0.4m。從水頭高度考慮，需要封堵的范圍從深基坑底板下4m到底板上2m，每一個(gè)區(qū)域在進(jìn)行施工操作的過程中，需要首先對(duì)混凝土止?jié){盤（厚度30cm）進(jìn)行澆筑，采用梅花形注漿孔布置，間距和排距全部為0.8m。注漿環(huán)節(jié)，采用的是漸進(jìn)式差別化同步注漿技術(shù)，能夠同時(shí)對(duì)4-8個(gè)注漿孔進(jìn)行同時(shí)注漿作業(yè)，確保漿液可以在地層中形成一個(gè)相對(duì)完整的體系，提升注漿效果，也可以滿足地鐵基坑對(duì)于施工進(jìn)度的要求。在注漿過程中，應(yīng)該保證漿液具備良好的滲透性和速凝性，配備專用流量計(jì)，就整個(gè)注漿環(huán)節(jié)漿液的壓力和流量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，使得注漿壓力能夠始終保持在2.5-3.5MPa之間，技術(shù)人員還需要依照施工方案，就注漿順序進(jìn)行把控，調(diào)整好漿液的凝固時(shí)間，使得其能夠獲得最佳的擴(kuò)散半徑。鉆孔環(huán)節(jié)，可以選擇大功率小型履帶液壓鉆機(jī)，選擇直徑95mm的鉆頭，搭配直徑89mm的鉆桿，提升成孔效率和效果，確保在注漿完成后能夠及時(shí)進(jìn)行封堵，避免漿液泄漏的現(xiàn)象。

3施工技術(shù)

3.1明確施工流程。一是雙重管后退式注漿工藝的流程，包括測量定位→現(xiàn)場準(zhǔn)備→鉆機(jī)就位和調(diào)整→鉆孔→雙重管安裝→投套殼料→管口封堵→拔管器設(shè)置→漿液配置→注漿→完成；二是必須對(duì)注入漿液的量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，結(jié)合該工程的具體情況以及設(shè)計(jì)方案的要求，依照0.4的加固土體孔隙率、0.1%的漿液損耗率以及0.9的填充率來對(duì)工程施工中所需的注漿液進(jìn)行計(jì)算；三是施工安排，將實(shí)際進(jìn)場的時(shí)間作為參考基準(zhǔn)，依照平均每天鉆孔和注漿32個(gè)進(jìn)行計(jì)算，整體施工完成需要耗費(fèi)五個(gè)月左右的時(shí)間。3.2做好鉆孔處理。一是應(yīng)該對(duì)鉆孔質(zhì)量的保障措施進(jìn)行明確。在進(jìn)行鉆孔的過程中，施工人員必須嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)方案的要求以及規(guī)范化的流程進(jìn)行操作，保證孔位、孔距和角度偏差等都能夠符合相關(guān)規(guī)范的要求，如果受客觀因素的制約，孔位無法滿足設(shè)計(jì)要求，則需要對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)移位，同時(shí)做好相關(guān)參數(shù)的準(zhǔn)確計(jì)算，必要時(shí)也需要做好補(bǔ)孔工作。鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中必須始終保持穩(wěn)定，將鉆進(jìn)的速度控制在合理范圍內(nèi)，盡可能勻速推進(jìn)，操作人員必須具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和豐富的操作經(jīng)驗(yàn)，避免無經(jīng)驗(yàn)新手的貿(mào)然操作。工作人員在每天開工前，需要就各類機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全面檢查，避免出現(xiàn)帶病運(yùn)行的情況，同時(shí)也需要對(duì)鉆具進(jìn)行檢查，選擇質(zhì)量可靠的鉆桿和鉆頭，杜絕使用帶有缺陷的鉆具，這樣不僅會(huì)影響施工的質(zhì)量和進(jìn)度，甚至可能引發(fā)相應(yīng)的安全問題；二是應(yīng)該對(duì)鉆孔作業(yè)的技術(shù)要求進(jìn)行明確。鉆孔作業(yè)環(huán)節(jié)，需要先做好相應(yīng)的放點(diǎn)工作，嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)孔位坐標(biāo)開展測量放樣，終孔的深度為底板下12m，而且所有鉆孔的鉆進(jìn)都需要使用水鉆，將鉆孔孔徑控制在95mm，確?？仔辈荒艹^1°，要求作業(yè)人員在進(jìn)行鉆進(jìn)的過程中，必須定期對(duì)孔斜度進(jìn)行測量校正，使得鉆孔可以始終保持垂直，為后續(xù)的注漿作業(yè)提供便利。注漿結(jié)束后，需要依照0.8:1的水灰比配置漿液，對(duì)鉆孔進(jìn)行封堵，避免雜物進(jìn)入。同時(shí)，成孔后，可以進(jìn)行雙重管的吊放作業(yè)，對(duì)密封圈進(jìn)行認(rèn)真檢查，吊放結(jié)束后，應(yīng)該設(shè)置蓋子，避免出現(xiàn)堵管問題。3.3關(guān)注注漿操作。一是優(yōu)選注漿材料。結(jié)合該工程的實(shí)際情況分析，基坑注漿加固范圍內(nèi)，地層結(jié)構(gòu)以砂層為主，從保證加固效果的角度，以水泥降為基礎(chǔ)，加入了相應(yīng)的添加劑和化學(xué)漿，配置出了混合漿液，其中，A液選擇普通硅酸鹽水泥，按照水灰比1.5:1到0.8:1的配比進(jìn)行配置，在水泥漿中加入了減水劑等添加劑，B液選擇水玻璃，經(jīng)過適當(dāng)稀釋后濃度為35Be’，C液為速凝劑。在進(jìn)行注漿操作的過程中，需要結(jié)合施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，確定注漿類型，當(dāng)壓力較小時(shí)，可以將B液和C液混合，壓力較大時(shí)則選擇A液，B液與C液的配比為1:1。對(duì)于雙液漿液的凝結(jié)時(shí)間，如果是A液與B液，凝結(jié)時(shí)間在30-90min左右，B液與C液的凝結(jié)時(shí)間為2-10s。為了滿足注漿固結(jié)的目的，需要依照相應(yīng)的順序進(jìn)行漿液配置，而從保證漿液混合均勻性的角度，需要借助攪拌桶，依照每次攪拌體的配備加水，啟動(dòng)攪拌機(jī)后加入水泥，攪拌時(shí)間不少于30min；二是明確注漿方式?？梢圆捎脻u進(jìn)式差別化同步動(dòng)態(tài)注漿工藝，同時(shí)對(duì)4-6個(gè)鉆孔進(jìn)行注漿，注漿環(huán)節(jié)需要保證兩側(cè)對(duì)稱，做到同時(shí)、同步和同位注漿，對(duì)井筒兩側(cè)的注漿量以及壓力平衡進(jìn)行嚴(yán)格控制，注漿段的長度在0.2-0.5m之間；三是注漿質(zhì)量控制。首先，需要將注漿流量控制在20-40L/min，以確保其能夠緩慢滲透擠密，提升注漿效果；其次，應(yīng)該對(duì)注漿壓力進(jìn)行管控，在注漿前試運(yùn)行注漿泵，保證各部分連接可靠，然后啟動(dòng)注漿泵進(jìn)行壓水試驗(yàn)，對(duì)其液壓狀況進(jìn)行檢查，看系統(tǒng)管路是否存在破損或者堵塞問題。正式注漿環(huán)節(jié)，應(yīng)該先做好壓水工作，然后逐步變換成靜壓注漿，要求注漿壓力不能超過3.5MPa；然后，應(yīng)該做好壓力以及注漿量的控制，可以通過流量表對(duì)注漿壓力進(jìn)行觀察，關(guān)注壓力變化引發(fā)的注漿量變化，當(dāng)壓力達(dá)到3.5MPa的最大允許值后，可以將止?jié){塞上提0.5-1m，然后繼續(xù)進(jìn)行注漿作業(yè)；最后，應(yīng)該做好異常情況處理。以冒漿為例，在進(jìn)行注漿施工的過程中，施工人員需要時(shí)刻關(guān)注地層變化，因?yàn)榘殡S著漿液的注入，地層內(nèi)部的壓力會(huì)發(fā)生變化，在一些強(qiáng)度較差的區(qū)域，可能會(huì)有漿液冒出，這就需要在冒漿處進(jìn)行堵塞，如果必要，還應(yīng)該采用間歇注漿的方式來進(jìn)行施工，確保漿液能夠被順利關(guān)注到砂層中。

4結(jié)語

總而言之，城市化進(jìn)程的加快，帶動(dòng)了地鐵工程的普及，考慮不同地區(qū)有著不同的氣候條件和水文地質(zhì)條件，地鐵工程建設(shè)中存在很多的問題，需要施工技術(shù)人員結(jié)合相應(yīng)的地質(zhì)勘察報(bào)告，對(duì)施工方案進(jìn)行調(diào)整，做好地鐵基坑注漿封底止水工作，有效應(yīng)對(duì)基坑施工過程中的涌水涌沙問題，在保證地鐵基坑施工質(zhì)量和施工安全的同時(shí)，也可以為不具備降水條件的深基坑工程施工提供參考。

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作者:閆帥 單位:中建交通建設(shè)集團(tuán)有限公司