雙液注漿在城市淺埋暗挖隧道穿越地裂縫中的應(yīng)用

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1、雙液注漿在城市淺埋暗挖隧道穿越地裂縫中的應(yīng)用摘要：雙液注漿是一種以改良地層為目的的地基處理技術(shù)，其優(yōu)勢在于不但能增強軟弱地層的強度又能起到止水作用。利用鉆桿使?jié){液在鉆桿端頭完全混合后再壓入地層，從而實現(xiàn)加固開挖面前方一定范圍內(nèi)的地層。本文以淺埋暗挖隧道遇西安特有地層地裂縫在隧道涌水、涌泥的情況下采用常規(guī)的小導(dǎo)管超前支護壓入單液漿無法開挖前提下，為確保施工安全，采取了全斷面雙液注漿施工措施，起到了相應(yīng)的增強、止水的效果，保障了隧道的安全開挖。關(guān)鍵詞：地裂縫雙液注漿止水中圖分類號：U45文獻標(biāo)識碼：A一、工程概述

2、1.1工程概況西安地鐵三號線長樂公園-咸寧路站區(qū)間為盾構(gòu)+礦山法暗挖法，其中區(qū)間暗挖段隧道左線長187.187m，右線長194.359m，地裂縫設(shè)防段設(shè)計為單線A型斷面、過渡段設(shè)計為B型斷面，A型開挖斷面為10.1（寬）×10.32（高）m，B型開挖斷面為9（寬）×9.22（高）m，如圖1。圖1穿越地裂縫暗挖段縱斷面7支護型式采用復(fù)合式襯砌，即以小導(dǎo)管超前預(yù)注漿、噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)、和鋼架為初期支護，以模筑鋼筋砼襯砌為二次襯砌組成，初期支護與二次襯砌間設(shè)全封閉防水隔離層。采用CRD施工工法、洞外預(yù)降水。1.2

3、地質(zhì)、水文情況根據(jù)詳勘報告揭示，咸-長區(qū)間暗挖隧道穿越地裂縫，通過地段巖性復(fù)雜，以f5地裂縫為界，以北地層依次為：人工填土（素填土）、新黃土（水上）、古土壤、老黃土（水下），隧道掌子面土層為老黃土和古土壤，巖性較好；以南地層依次為：人工填土（素填土）、新黃土（水上）、飽和軟黃土、古土壤、老黃土（水下）。其中新黃土（水上）具濕陷性及高壓縮性，可塑，土質(zhì)均勻，天然狀態(tài)下較好，受水浸泡后性質(zhì)變差，濕陷變形，并有可能變?yōu)轱柡蛙淈S土；飽和軟黃土力學(xué)性質(zhì)流塑、具高壓縮性。根據(jù)勘察階段成果，地裂縫走向NW280°，傾向SE

4、，傾角89°，縫寬3mm，斷層涌水量3-5m3/h。地裂縫西起蔣家寨，經(jīng)長樂公園至黃河實驗小學(xué)，是西安地裂縫活動較強烈地段之一，長樂公園車站附近地裂縫目前仍有明顯活動，垂直活動速率約為5mm/a左右。F5地裂縫寬3mm，傾角89°，斷層涌水量3-5m3/h。7詳勘揭示咸-長區(qū)間地下水主要為潛水。咸-長區(qū)間西側(cè)約1km處興慶公園的興慶湖，水深2m、長樂公園車站東北約400m處有長樂公園人工湖，水深約2m。施工區(qū)域地下水與以上兩處湖水有地下水利聯(lián)系。1.3隧道開挖情況地裂縫影響段坑外降水效果差，洞內(nèi)開挖臨近帶水作

5、業(yè)。左線隧道開挖至地裂縫附近處，掌子面不斷發(fā)生細微塌方、涌泥現(xiàn)象，尤其是2013年1月19日凌晨2時，左線隧道開挖至里程DK29+745處隧道掌子面后出現(xiàn)大量涌水涌泥現(xiàn)象及塌方，現(xiàn)場立即噴射砼封閉掌子面并及時引、排由地裂縫附近涌出的地下水，如圖2。為確保施工安全，保護洞內(nèi)作業(yè)人員及拱頂上方污水、給水、燃氣管線安全、維持地面正常的交通秩序，施工被迫停止。二、坍塌原因分析受特有地層較活躍地裂縫影響，坑外降水無法疏干地裂縫內(nèi)涌出的大量地下水。地裂縫貫穿整個開挖的斷面，常規(guī)的超前小導(dǎo)管壓入單液漿無法起到應(yīng)用的效果。從

6、坍塌的掌子面分析除拱頂外，掌子面核心土以外部分土體受地裂縫涌出水的影響軟化嚴(yán)重、自立性差、坍塌現(xiàn)象較明顯。圖2左線隧道DK29+745地裂縫處掌子面涌泥局部塌方7咸-長區(qū)間穿越地裂縫暗挖段拱頂?shù)貙訛楦邏嚎s性、流塑性的飽和軟化黃土層、具有濕陷性老黃土地層。遇水及擾動后兩種地層呈現(xiàn)出十分明顯的軟化、坍塌等現(xiàn)象，造成拱頂失穩(wěn)。三、注漿方案及實施坍塌情況出現(xiàn)后，項目部立即上報業(yè)主，由業(yè)主主持召開了專題會議，監(jiān)理、設(shè)計單位、施工單位等相關(guān)人員共同參與制定了全斷面壓入雙液漿的施工方案。在區(qū)間左、右線地裂縫前后8m進行全斷

7、面注漿加固，加固范圍為隧道開挖面及上下、左右各2m。全斷面注漿孔按1m×1m梅花形布置，注漿管采用6m長Φ48×3.5mm鋼管。注漿材料為（1:1水泥：水玻璃）雙漿液，全斷面注漿分4個循環(huán)施作。施工時，打設(shè)6m鋼花管，注漿完成后，開挖進尺4m，余2m止?jié){墻，然后開始下一循環(huán)。根據(jù)隧道的CRD開挖工法，每個導(dǎo)洞每循環(huán)注漿結(jié)束并查明確認(rèn)加固效果后再進行開挖，若加固效果不佳則應(yīng)補注。如圖3所示。3.1施工孔位布設(shè)施工時注漿孔位布設(shè)分為兩部分，第一部分為開挖輪廓線外。第二部分為預(yù)留核心土西側(cè)、頂部的掌子面范圍內(nèi)。7第

8、一部分注漿管（原設(shè)計超前小導(dǎo)管）采用6m的注漿花管（以6m花管為主要注漿管，若6m無法打設(shè)，可打入3m花管），在開挖輪廓線處注漿花管布設(shè)環(huán)向間距15-20cm、打設(shè)花管時盡量向開挖輪廓線外傾斜，（角度15-20°）。第二部分注漿花管沿預(yù)留的核心土西側(cè)、頂部間隔1m梅花形打設(shè)6m鋼花管。如圖3所示。圖3區(qū)間左右線全斷面注漿平面圖圖3掌子面注漿孔、超前地質(zhì)探孔分布圖3.2注漿配比及凝結(jié)時間將40Be的水