邸志偉

(山西路橋第六工程有限公司,山西 晉中 030600)

1 深孔注漿工藝概述

1.1 深孔注漿在地鐵隧道中的體現(xiàn)

隨著社會(huì)的發(fā)展,地鐵隧道施工技術(shù)水平也在逐步提高,利用現(xiàn)代先進(jìn)的技術(shù)使得傳統(tǒng)深孔注漿技術(shù)得到了改進(jìn),保證了地鐵隧道的施工質(zhì)量。同時(shí),在利用深孔注漿進(jìn)行地鐵隧道施工中,必須嚴(yán)格遵循科學(xué)、合理的施工工藝,充分做好施工前的準(zhǔn)備工作,提高施工人員綜合素質(zhì),加強(qiáng)施工過程中的協(xié)調(diào),進(jìn)而確保地鐵隧道施工得以安全和高效進(jìn)行。

1.2 深孔注漿工藝簡(jiǎn)介

由于周邊的地質(zhì)環(huán)境對(duì)地鐵建設(shè)有很大的影響,所以要對(duì)各區(qū)域的地質(zhì)情況進(jìn)行細(xì)致勘察和全面分析。如在地下隧洞施工中不能對(duì)地下水進(jìn)行合理的控制,將會(huì)導(dǎo)致地面塌陷、地面沉降、難以注漿等問題,從而對(duì)地鐵隧道施工產(chǎn)生一定的安全隱患。因此,可以采用深孔注漿技術(shù)來(lái)進(jìn)行施工,不僅可以有效的減少工程造價(jià),還可以確保地鐵隧道建設(shè)的質(zhì)量。

1.3 深孔注漿工藝原理

在地鐵隧道工程中要想有效利用深孔注漿技術(shù),首先需要相關(guān)人員認(rèn)真分析不同地區(qū)的地層條件,針對(duì)具體的地質(zhì)條件選擇適合的施工材料。用水泥和水玻璃混合的雙液漿可以在短時(shí)間內(nèi)與土壤發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而形成一種粘稠的液體,與土壤融為一體。這一措施可以使土壤變得堅(jiān)硬,減少土壤的含水率和松軟程度,使土壤得到強(qiáng)化,從而增強(qiáng)土層的抗壓強(qiáng)度,并在施工過程中避免地面的坍塌風(fēng)險(xiǎn)。而注漿的強(qiáng)度和灌漿時(shí)間是影響深孔注漿后期效果的關(guān)鍵因素,所以要經(jīng)常檢查、監(jiān)控雙漿液的反應(yīng)速度和吸收率,并將漿料的注射時(shí)間和反應(yīng)所需要的時(shí)間進(jìn)行記錄,以保證工程施工的順利進(jìn)行[1]。因此,在進(jìn)行注漿過程中,要時(shí)刻記錄注漿過程中的各項(xiàng)參數(shù),以避免不必要的浪費(fèi),確保施工過程中不出現(xiàn)安全隱患。

2 注漿漿液的選擇

2.1 水泥水玻璃雙液漿

水泥水玻璃雙液漿主要用于地質(zhì)條件差、含水量大但又沒有明水流和水袋的情況下,即容易發(fā)生經(jīng)常崩塌和降水量不明顯;下穿主要市政管道和已有建筑的工程。該漿液的固化時(shí)間為5 min,在具體施工時(shí),可按地層情況加入調(diào)整漿液凝固時(shí)間及可注性的摻料。

2.2 止水化學(xué)漿

止水化學(xué)漿是一種以水玻璃和磷酸溶液為主的漿液,適用于滲水較為嚴(yán)重的施工地區(qū),在施工時(shí)對(duì)施工工作面拱部及上下臺(tái)階交界處的滲漏和滲水造成的流砂、泥漿的處理具有顯著效果,且該漿液的固化時(shí)間為5 s之內(nèi)。

2.3 超細(xì)水泥水玻璃雙液漿

超細(xì)水泥水玻璃雙液漿用于下穿重要的已有建筑物或管道中的粘土、粉土、粉細(xì)砂等地層,該漿液的固化時(shí)間為5 min之內(nèi)。

2.4 水泥漿+12%微膨脹劑

水泥漿+微膨脹劑漿液是一種新型的漿液,它適用于由于滑坡、涌水等原因造成的地基空穴和松軟地基的加固,能有效地控制地面和管道的沉陷,且加入的微膨脹劑應(yīng)為水泥重量的12%。

3 深孔注漿技術(shù)在地鐵隧道施工中的應(yīng)用

近年來(lái),我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展迅速,有關(guān)技術(shù)日趨成熟,在此過程中深孔注漿技術(shù)得到了創(chuàng)新和完善,并與現(xiàn)代科技相結(jié)合,使得了地鐵隧道施工質(zhì)量以及施工效益得到了極大提高。在實(shí)際使用該技術(shù)進(jìn)行施工過程中,必須嚴(yán)格遵循操作規(guī)程,并對(duì)流程進(jìn)行合理的規(guī)劃,從而為提升施工質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)。

3.1 施工準(zhǔn)備

地鐵隧道施工是一項(xiàng)大型工程,其施工工藝較為復(fù)雜,為了保證工程質(zhì)量,降低工程施工過程中事故發(fā)生的幾率,并使深孔注漿技術(shù)得到充分利用,需要在施工準(zhǔn)備階段進(jìn)行優(yōu)化,避免各種因素對(duì)地鐵隧道施工產(chǎn)生負(fù)面影響。

首先,以工程概況為切入點(diǎn),進(jìn)行有針對(duì)性的分析,提取出關(guān)鍵信息,將施工區(qū)段進(jìn)行分區(qū),從而為后續(xù)施工工作開展奠定良好的基礎(chǔ)。

其次,施工企業(yè)要組織專門的地質(zhì)勘測(cè)隊(duì)伍開展地質(zhì)調(diào)查,收集和分析河床、施工場(chǎng)地周邊環(huán)境的數(shù)據(jù)資料,并以此為依據(jù)制定施工方案。既能有效地控制隧道段與建筑的間距,又能將地下隧洞工程對(duì)周邊自然生態(tài)環(huán)境的影響降至最低,使人類的建設(shè)與自然環(huán)境達(dá)到協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

再次,可以用機(jī)械設(shè)備的力量代替人工來(lái)提高地鐵隧道施工質(zhì)量以及施工效率。但在這個(gè)過程中,如果施工企業(yè)忽略了對(duì)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng),很可能會(huì)縮短設(shè)備的使用壽命,從而提高設(shè)備的購(gòu)置費(fèi)用,給施工企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),從而影響到地鐵工程的整體施工質(zhì)量和效率。所以,在施工前的準(zhǔn)備階段,相關(guān)施工企業(yè)要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的檢查以及維護(hù)保養(yǎng)。在機(jī)械設(shè)備檢查方面,施工單位要根據(jù)工程機(jī)械的實(shí)際數(shù)量、工程施工數(shù)量、施工強(qiáng)度等情況定期進(jìn)行檢驗(yàn),及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備存在的問題,制定有針對(duì)性的維修計(jì)劃,防止因施工中的機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)異常問題造成人員傷亡事故或施工暫停問題發(fā)生。同時(shí),維護(hù)保養(yǎng)工作開展是提高機(jī)械設(shè)備使用壽命的一種行之有效方法,因此,施工企業(yè)要重視這一點(diǎn),并針對(duì)設(shè)備的使用狀況和磨損狀況來(lái)制訂相應(yīng)的維修保養(yǎng)方案,從而提高設(shè)備的使用壽命,最終為提高地鐵隧道工程施工的工作效率和質(zhì)量提供有力保障。

最后,水治理與挖掘工程必須保持同步,在前期準(zhǔn)備階段施工企業(yè)要對(duì)所選擇的新型注漿材料進(jìn)行開展針對(duì)性的實(shí)驗(yàn),找到水治理與開挖施工同步的關(guān)鍵點(diǎn),從而達(dá)到提高工程質(zhì)量和工程效益的目標(biāo)[2]。

3.2 深孔注漿參數(shù)設(shè)計(jì)

深孔注漿技術(shù)在進(jìn)行地鐵隧道施工過程中發(fā)揮著重要作用,是提高工程施工質(zhì)量的重要因素,因此施工企業(yè)必須認(rèn)真對(duì)待,并采取相應(yīng)的設(shè)計(jì)措施。一是深孔注漿技術(shù)非常注重注漿的注漿時(shí)機(jī),因此在進(jìn)行深孔注漿工藝的有關(guān)參數(shù)確定中,必須保證注漿的時(shí)間在30 s到3 min之間。二是在進(jìn)行單孔單段注漿時(shí),必須嚴(yán)格按照有關(guān)的公式進(jìn)行合理的數(shù)值模擬,以保證其在地鐵隧道施工中的實(shí)際使用。三是在采用分段注漿法時(shí),段間距是一個(gè)很大的參數(shù),因此在工程中應(yīng)該引起設(shè)計(jì)者的高度關(guān)注,從大的方面考慮,將各區(qū)段的逐步間距控制在5 m以內(nèi),以防止由于逐步增大間距而造成的工程質(zhì)量下降問題。四是在地鐵隧洞施工過程中深孔注漿工藝的參數(shù)并非一成不變,所以有關(guān)工作人員必須根據(jù)具體的地質(zhì)條件和各種客觀條件對(duì)現(xiàn)有的方案進(jìn)行相應(yīng)修改,給出更加合理的參數(shù),從而達(dá)到動(dòng)態(tài)的最佳化,保證地鐵隧道施工的安全。

3.3 鉆孔、注漿施工

在地鐵隧道施工中采用深孔注漿技術(shù),其漏漿問題產(chǎn)生的主要原因是由于封閉工作面等環(huán)節(jié)沒有做好,造成后續(xù)注漿過程中難以獲得足夠的支撐力量,從而造成漏漿現(xiàn)象出現(xiàn)。因此,為了保證在掌子面區(qū)域的鉆孔與注漿施工,保證整個(gè)鉆孔布置的合理性,達(dá)到理想的注漿效果,需要利用下述方法對(duì)鉆孔與注漿進(jìn)行。

一是定位孔。相關(guān)施工人員應(yīng)該按照設(shè)計(jì)圖紙上的方法,確定鉆孔的位置,并根據(jù)實(shí)際情況,對(duì)鉆孔的位置提出相應(yīng)的要求,以保證后續(xù)施工工作的順利進(jìn)行。此外,為了保證鉆孔注漿的質(zhì)量,技術(shù)人員在進(jìn)行鉆孔定位時(shí),必須以放射角為基準(zhǔn)。在鉆孔深度方面,應(yīng)在技術(shù)交底階段確定,確保鉆孔深度控制在合理范圍內(nèi),防止由于鉆孔過深或過淺給地鐵隧道的后續(xù)施工埋下安全隱患。

二是鉆機(jī)。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行合理的鉆進(jìn)深度控制,操作人員應(yīng)采用均勻旋轉(zhuǎn)的方法進(jìn)行鉆孔,防止發(fā)生事故。其次,技術(shù)人員要密切注意滲漏問題,一旦發(fā)現(xiàn)鉆孔位置出現(xiàn)漏水現(xiàn)象就必須立即停止施工,找出問題的原因并采取相應(yīng)措施,然后再進(jìn)行鉆機(jī)作業(yè),以免出現(xiàn)隱患問題而對(duì)地鐵隧道施工質(zhì)量造成威脅[3]。

三是提升鉆桿。在進(jìn)行地鐵暗挖隧道施工時(shí)注漿提升鉆桿的提升速度應(yīng)當(dāng)保持勻速,以此避免因提升速度過快而導(dǎo)致漏漿現(xiàn)象的出現(xiàn),另外,提升鉆桿每次回退的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)保持在20 cm范圍之內(nèi),避免帶出過多注漿漿液。

四是注漿漿液配比。在此過程中,相關(guān)施工單位應(yīng)首先進(jìn)行計(jì)量?jī)x器的合理選擇與測(cè)試,并保證計(jì)量?jī)x器的精度,使?jié){液比例達(dá)到所需的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),要加強(qiáng)對(duì)這一環(huán)節(jié)的監(jiān)督,保證工人嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行施工,杜絕不合理配比現(xiàn)象的發(fā)生,從而使深孔注漿技術(shù)在地鐵隧道工程中得到有效運(yùn)用。

五是注漿。除注漿量外,還應(yīng)注重注漿速度、壓力等方面的控制,并根據(jù)地鐵隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整,以保證地鐵隧道施工質(zhì)量。此外,在采用深孔注漿技術(shù)時(shí),若發(fā)生泥漿異常升高、降低等情況,技術(shù)人員應(yīng)立即停止施工,查明問題產(chǎn)生的原因,并與各方協(xié)商尋找問題出現(xiàn)的原因以及解決對(duì)策,從而確保深孔注漿技術(shù)在實(shí)際地鐵隧道工程施工中得到有效應(yīng)用,達(dá)到預(yù)期的施工效果。

3.4 施工現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作以及實(shí)施效果

由于地鐵隧道工程施工大多采用臺(tái)階施工法,上部臺(tái)階開挖過程中以封閉處理為主,因此在拱頂施工過程中,最大沉降值計(jì)算結(jié)果為-4.5 mm。在臺(tái)階掘進(jìn)階段,隧道入口收斂產(chǎn)生了一定的變形,但由于初期支護(hù)和混凝土的加固,這些參數(shù)基本上沒有發(fā)生改變。同時(shí),經(jīng)過持續(xù)監(jiān)測(cè),采用深孔注漿技術(shù)可以有效地改善橫通道周邊的防護(hù),并對(duì)其沉降進(jìn)行顯著的抑制;地面沉降可保持在-25 mm左右,且還會(huì)減少地鐵隧道施工對(duì)周邊建筑物的影響。

3.5 深孔注漿設(shè)備的選擇

地鐵隧道施工中難免發(fā)生意外事件,其中最主要的因素就是發(fā)生水害,例如挖掘涌流、地基泡沫拱頂塌陷、周邊建筑坍塌、裂縫、管道斷裂等;所以,為了保證工程施工人員以及施工設(shè)備的安全,在進(jìn)行暗挖隧道施工中必須與水的管理同步進(jìn)行。隨著我國(guó)地鐵建設(shè)的不斷發(fā)展,相應(yīng)的機(jī)械裝備種類也相應(yīng)增加,從而為地鐵隧道施工工作的順利進(jìn)行打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[4]。目前我國(guó)在地鐵暗挖隧道施工中所使用的上深刻注漿設(shè)備主要有兩種,分別為ZDK-5型鉆機(jī)與CBE-50/70型注漿泵。ZDK-5型鉆機(jī)設(shè)備具有30 kW的動(dòng)力,它是以潛孔錘和鉆柱為主,整個(gè)裝置采用分段結(jié)構(gòu),便于拆裝和搬運(yùn)。CBE-50/70型注漿泵裝置具有11 kW的動(dòng)力,并裝有相應(yīng)的防震壓力計(jì)和監(jiān)測(cè)裝置,可以直接反映出注漿的真實(shí)情況,便于技術(shù)工人進(jìn)行壓力的精確監(jiān)控。在進(jìn)行深孔注漿施工時(shí),必須綜合分析工程的具體情況和地質(zhì)情況,同時(shí)還要綜合分析各種機(jī)械設(shè)備和工程環(huán)境等多方面的影響,從而選出適合與地鐵隧道施工契合度最高的一種,進(jìn)而提高地鐵隧道施工工作效率和質(zhì)量。

4 結(jié) 語(yǔ)

總之,隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快,必將推動(dòng)我國(guó)交通行業(yè)持續(xù)發(fā)展,為確保地鐵隧道施工質(zhì)量,滿足城市發(fā)展需要,需要在實(shí)際施工過程中采取深孔注漿技術(shù),不僅可以降低建設(shè)成本,保障地鐵隧道施工的安全性,而且還可以促使建成后的地鐵更好的為社會(huì)服務(wù)。