趙紀(jì)麗

(中鐵十八局集團(tuán)有限公司，北京 100101)

在地鐵工程施工中經(jīng)常會(huì)遇到下穿橋梁，為降低橋梁基礎(chǔ)對(duì)地鐵工程施工造成的影響，需要對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行全面加固處理，但受到地質(zhì)條件和施工技術(shù)等因素的影響，傳統(tǒng)地基加固技術(shù)無(wú)法很好的滿足要求。而地面深孔注漿加固技術(shù)的應(yīng)用可有效解決這一問(wèn)題，該技術(shù)既能加快施工進(jìn)度，也可以降低地鐵工程和下穿橋梁之間的相互影響。地面深孔注漿加固技術(shù)單個(gè)鉆孔深度在10～11.8 m之間，通過(guò)鉆桿來(lái)帶動(dòng)鉆頭，旋入到設(shè)計(jì)深度。在整個(gè)鉆進(jìn)過(guò)程中需要穿越多種地層。通過(guò)觀察鉆進(jìn)的長(zhǎng)度就能確定地層位置，達(dá)到設(shè)計(jì)深度后利用鉆頭再進(jìn)行噴漿，促使?jié){液滲透到地層中，逐漸趨近飽和后壓力提升，達(dá)到加固地層的效果。地面深孔注漿加固技術(shù)具有施工速度快、施工成本低、加固效果好等優(yōu)勢(shì)，具有良好的發(fā)展前景。基于此，開(kāi)展地面深孔注漿加固技術(shù)在下穿橋梁工程中的應(yīng)用。

1 工程概述

圖1為工程的總平面圖，本工程包括地鐵17號(hào)線工程十里河站—潘家園西站暗挖區(qū)間的開(kāi)挖與支護(hù)，地鐵17號(hào)線工程十里河站—潘家園西站區(qū)間分為盾構(gòu)區(qū)間和暗挖區(qū)間，其中暗挖區(qū)間采用礦山法施工。暗挖區(qū)間線路從地鐵17號(hào)線工程十里河站西端出發(fā)，沿大羊坊路向西敷設(shè)，下穿東三環(huán)十里河橋后沿左安路下敷設(shè)，到達(dá)已施工完成的盾構(gòu)平移橫通道。十里河車站方向?yàn)樾±锍潭耍軜?gòu)平移橫通道為大里程端，暗挖區(qū)間縱斷面自小里程至大里程為7‰上坡，暗挖區(qū)間覆土厚度為19.2～22.4 m，埋深約27～29.2 m。

圖1 暗挖區(qū)間總平面圖

暗挖區(qū)間分為礦山法A區(qū)間和礦山法B區(qū)間，礦山法A區(qū)間與礦山法B區(qū)間設(shè)置堵頭墻A，礦山法B區(qū)間在施工分界點(diǎn)設(shè)置堵頭墻B。礦山法B區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)斷面及礦山法A區(qū)間QA斷面采用臺(tái)階法+臨時(shí)仰拱工法施工，礦山法A區(qū)間QB斷面采用4導(dǎo)洞CRD工法施工。

2 施工重難點(diǎn)和解決措施

從圖1中可以看出，本工程在施工中共有三個(gè)相鄰工程，其一是十里河站—潘家園西站暗挖區(qū)間；其二是十里河站—潘家園西站區(qū)間預(yù)留橫通道；其三是十里河站—潘家園西站盾構(gòu)區(qū)間。這三個(gè)相鄰工程在施工中需要使用同一個(gè)施工場(chǎng)地，雖然從所在區(qū)的角度上來(lái)看，并不存在交叉碰撞作業(yè)的可能，但施工場(chǎng)地空間有限，為保證各個(gè)工程能夠高效、有序開(kāi)展，要求每個(gè)工序之間能夠緊密銜接，這是本工程施工的重難點(diǎn)。針對(duì)這些難點(diǎn)問(wèn)題，可提前倒排施工工期，做好前期設(shè)計(jì)規(guī)劃工作，綜合考慮后期施工條件，保證施工場(chǎng)地能夠按照計(jì)劃移交另外一家施工單位。也可加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理，做好各工程技術(shù)交底工作，針對(duì)施工中可能存在的不利因素，要切實(shí)做好應(yīng)對(duì)措施。本工程采用了強(qiáng)支撐、快通過(guò)、少停留的施工原則，保證三個(gè)相鄰工程互不影響。在本工程施工完成之前，要前提和一家或者兩家施工單位取得聯(lián)系，共享工程進(jìn)展信息，做好相互配合工作，促使各道工序都能安全、高效、有序地開(kāi)展。

3 地面深孔注漿加固技術(shù)在下穿橋梁工程中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 施工參數(shù)選擇

在應(yīng)用地面深孔注漿加固技術(shù)時(shí)，為保證暗挖區(qū)間下穿M14號(hào)十里河車站和十里河橋不發(fā)生構(gòu)筑物沉降問(wèn)題，提升施工的安全性，并控制現(xiàn)有市政管線沉降[1]。在開(kāi)挖之前需要對(duì)土體進(jìn)行加固處理，地面深孔注漿范圍為區(qū)間初支輪廓外3 m，注漿方式選擇前進(jìn)式注漿，每循環(huán)注漿12 m，開(kāi)挖9 m，搭接3 m，孔距控制在800 mm左右，排距控制在600 mm左右(見(jiàn)圖2)。注漿漿液選擇了水泥+水玻璃雙漿液，為保證注漿加固質(zhì)量，注漿時(shí)壓力要控制在0.8 MPa以下，而靠近既有線地板2 m范圍內(nèi)，注漿壓力適當(dāng)控制在0.3 MPa以下，注漿擴(kuò)散半徑超過(guò)0.5 m，加固完成之后土體開(kāi)挖面無(wú)側(cè)限抗壓力強(qiáng)度要大于0.5 MPa，周邊強(qiáng)度不應(yīng)小于1.0 MPa，滲透系數(shù)控制在1×10-6cm/s以下。

圖2 十里河橋地面深孔注漿孔布置圖(單位：mm)

下穿十里河站區(qū)段加固范圍總體為矩形，注漿加固范圍為12.58 m×12.1 m，注漿孔按照開(kāi)挖斷面由外向內(nèi)環(huán)形布設(shè)，孔距也是800 mm，排距為600 mm，需要設(shè)置四環(huán)，共68個(gè)注漿孔，孔位大小為40 m，深孔注漿加固剖面具體情況(見(jiàn)圖3)。

圖3 深孔注漿加固剖面示意圖(單位：mm)

3.2 施工機(jī)械設(shè)備選擇

地面深孔注漿加固難度較大，且對(duì)鉆孔的深度、孔徑、傾斜率等指標(biāo)有較高的要求，為保證鉆孔質(zhì)量和鉆孔效率，需要按照現(xiàn)場(chǎng)工程特性和地質(zhì)條件合理選擇機(jī)械設(shè)備，具體施工中用到的設(shè)備及參數(shù)(見(jiàn)表1)。

表1 深孔注漿設(shè)備一覽表

在地面深孔注漿加固施工中，程控設(shè)備需要根據(jù)注漿對(duì)象的工程特點(diǎn)和相應(yīng)的地質(zhì)條件、注漿工藝等要素合理選擇。漿液泵送設(shè)備必須滿足注漿工藝的要求，以便更好地確定注漿流量、注漿壓力等參數(shù)，漿液泵壓需大于最大設(shè)計(jì)注漿壓力1.5倍左右[2]。在注漿孔需要設(shè)置壓力表，盡量選擇抗振型壓力表，其量程要和高壓膠管的承壓相互匹配。

3.3 地面深孔注漿加固施工要點(diǎn)

3.3.1 加強(qiáng)注漿控制

為避免三個(gè)相鄰工程發(fā)生交叉碰撞，在地面深孔注漿加固過(guò)程中，必須嚴(yán)格控制注漿原則。(1)選擇分區(qū)注漿。本工程注漿區(qū)域呈現(xiàn)馬蹄形，因此在具體注漿過(guò)程中，無(wú)法有效調(diào)整注漿的高度，為解決這一問(wèn)題，需要通過(guò)調(diào)整作業(yè)平臺(tái)的方法合理搭設(shè)高度調(diào)整注漿區(qū)域，簡(jiǎn)而言之，就是在注漿過(guò)程中，遵循先上后下，先左后右，先外后內(nèi)的注漿原則[3]。(2)定量和定壓相互結(jié)合的原則。在本工程施工中，相鄰和下穿橋梁工程既有車站主體施工難度較大，主要體現(xiàn)在注漿壓力和注漿量的上限控制方面，為解決這一問(wèn)題，提升施工的安全性和施工質(zhì)量，需要采取少量、限時(shí)、減壓、增孔的方法，按照施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償注漿處理，以保證地面深孔注漿加固效果。

3.3.2 嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行施工

為避免下穿工程和地鐵工程發(fā)生相互影響，在地面深孔注漿加固施工時(shí)，需要按照《城市軌道交通區(qū)間工程注漿技術(shù)規(guī)程》中的規(guī)定進(jìn)行施工，具體流程(見(jiàn)圖4)。

圖4 深孔注漿施工工藝流程

在具體施工過(guò)程中，為保證注漿漿液的擴(kuò)散效果，防止?jié){液從掌子面流出，開(kāi)始注漿前需要在掌子面上設(shè)置止?jié){墻，本工程止?jié){墻有C20混凝土制作而成，厚度為300 mm，設(shè)置了6.5@150×150鋼筋網(wǎng)(內(nèi)外雙層)，核心土選擇了50 mm厚C20噴射混凝土。在地面深孔注漿加固施工中，為提升施工的便捷性，可選擇區(qū)間臨時(shí)仰拱作為注漿的作業(yè)平臺(tái)，若涉及較高位置孔位注漿，則需要嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)搭設(shè)腳手架，以提升鉆孔平臺(tái)的穩(wěn)定性，提升施工效果[4]。在注漿位置要精確標(biāo)識(shí)孔位，每個(gè)孔位的偏差不應(yīng)超過(guò)20 mm，成孔之后傾斜率不能超過(guò)1%。如果存在注漿盲區(qū)，不能隨意注漿，而是要調(diào)整注漿角度，采用短孔和長(zhǎng)孔相結(jié)合的方式，最大限度降低注漿盲區(qū)。在配制注漿漿液時(shí)，要采取精確的計(jì)量工具進(jìn)行稱量，按照配合比嚴(yán)格配制，主料誤差要控制在5%以下，外加劑的誤差不能超過(guò)1%。在稀釋水玻璃前，要先確定水玻璃的濃度，然后適當(dāng)加水，充分?jǐn)嚢柚笤偌尤霛{液配制設(shè)備中[5]。第一孔地面深孔注漿加固時(shí)，要嚴(yán)格控制運(yùn)轉(zhuǎn)速度，按照地層條件合理調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，每鉆進(jìn)1 m，檢查一次，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)調(diào)整，保證孔地的位置偏差小于30 cm，鉆孔和注漿都是從外向內(nèi)逐步注漿。當(dāng)循環(huán)鉆注入到設(shè)計(jì)深度之后，再注入水泥+水玻璃雙漿液，進(jìn)行前進(jìn)式注漿，達(dá)到控制壓力之后，將止?jié){塞向上提5～10 cm。注漿完成之后，及時(shí)用棉紗封堵，避免發(fā)生跑漿問(wèn)題[6]。當(dāng)?shù)孛嫔羁鬃{加固滿足下列要求時(shí)即可結(jié)束單孔注漿：(1)注漿達(dá)到設(shè)計(jì)孔深，注漿時(shí)發(fā)現(xiàn)壓力持續(xù)上升，但流量逐漸減少，狀注漿壓力達(dá)到終壓標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，即可以結(jié)束單孔注漿；(2)當(dāng)注漿達(dá)到設(shè)計(jì)孔深，而注漿壓力沒(méi)有達(dá)到終壓標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，若注漿量已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的200%，且不存在漏漿問(wèn)題，也可以結(jié)束單孔注漿。

3.3.3 檢查注漿效果

為保證地面深孔注漿加固效果，注漿完成之后，還要対注漿效果進(jìn)行檢查，本工程選擇了P-q-t曲線法來(lái)評(píng)價(jià)注漿效果，其中P表示注漿壓力；q表示注漿速度；t表示注漿時(shí)間[7]。單孔注漿施工中P-t曲線應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，q-t曲線應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。注漿完成之后，P-t曲線顯示注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓，表示打孔注漿效果良好，滿足合格標(biāo)準(zhǔn)的注漿孔數(shù)量應(yīng)當(dāng)大于80%，典型的P-q-t曲線圖(見(jiàn)圖5—6)。

圖5 合格孔P-q-t曲線

圖6 異?？?串漿、漏漿)p-q-t曲線

4 地面深孔注漿加固施工中遇到的問(wèn)題及處理措施

4.1 注漿壓力發(fā)生突變

在地面深孔注漿加固時(shí)，要嚴(yán)格控制注漿壓力，壓力過(guò)大或者過(guò)小都會(huì)影響加固效果。如果注漿壓力過(guò)低，需要檢查是否存漏漿問(wèn)題，如果注漿壓力過(guò)高，需要檢查管路或者混合器是否被堵塞，找到問(wèn)題后及時(shí)處理，在整個(gè)施工過(guò)程中，需要密切觀察注漿終壓，嚴(yán)禁高于規(guī)定的注漿壓力。

4.2 凝膠時(shí)間異常

地面深孔注漿加固技術(shù)應(yīng)用時(shí)，凝膠時(shí)間控制是重中之重，對(duì)加固效果有較大影響，需要按照被加固土體的性質(zhì)合理調(diào)整凝膠時(shí)間。如果地層中含水量比較大，漿液容易被地下水稀釋，從而影響凝膠效果。此時(shí)需要縮短凝膠時(shí)間[8]。如果地層含水量少，為保證漿液擴(kuò)散范圍，需要適當(dāng)延長(zhǎng)凝膠時(shí)間。具體的凝膠時(shí)間可通過(guò)雙漿液的混合比例合理控制，如提升水泥漿液的比例，可縮短凝膠時(shí)間，具體情況需要結(jié)合地質(zhì)條件合理調(diào)整。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文結(jié)合工程實(shí)例，分析了地面深孔注漿加固技術(shù)在下穿橋梁工程中的應(yīng)用要點(diǎn)，分析得出，下穿橋梁工程施工現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜，很多相鄰工程在施工中存在相互碰撞、相互交叉問(wèn)題，不利于保障施工安全和施工質(zhì)量。采用地面深孔注漿加固技術(shù)，可有效解決工程地層不均勻引發(fā)的沉降問(wèn)題，保證施工質(zhì)量。但由于施工現(xiàn)場(chǎng)條件有限，為充分發(fā)揮地面深孔注漿加固技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，需要結(jié)合工程特性，找到施工的重難點(diǎn)，并制定有針對(duì)性的措施，嚴(yán)格按照施工規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、工藝流程進(jìn)行施工，才能最大限度提升下穿橋梁工程施工質(zhì)量。