地铁隧道隧底加固技术

【摘要】 本文介绍在广州市某地铁隧道施工中，在隧道底部是高含水量的淤泥质软土层、地震液化砂土层等特殊岩土和不良地质体时，采取袖阀管隧底加固技术。

【关键词】 地铁隧道；隧底加固；袖阀管注浆

根据岩土特性与隧道使用功能我们知道，当隧道底部是高含水量的淤泥质软土层、地震液化砂土层等特殊岩土和不良地质体，会对地铁工程建设造成很大程度的危害，应采取有效措施进行加固，消除隐患，满足永久隧道结构的承载力、变形要求。

1、工程概况

广州市某地铁项目施工标段土建工程，其区间隧道地处珠江三角洲中西部，沿线为珠江水网带西侧支流交错的平原区，根据本区地貌成因及形态特征，区内地貌单元为海陆冲积平原区。表层分布较多软土。砂层分布较广泛，透水性中等，富水性较好，易失稳和因非水固结造成地面沉降；隧道底部的海陆交互相淤泥质粉细砂、粉细砂层存在地震液化问题，液化等级轻微～中等，综合判断液化等级为中等，需进行加固处理。另外隧道底部局部为地层，极软弱，标贯0～2击。

2、处理方案

鉴于该标段软弱土层及液化砂层位于隧道下方，为满足承载力要求，减少后期沉降及其纵向沉降度，防止地层液化，我们采用注浆加固、挤密的方法，改善砂层层状、提高软弱土层的承载力，使其可以满足结构使用要求。

2.

1、具体方法如下：

a、安装逆止阀和钢套管

将定制的逆止阀拧入注浆套管，钢套管下部的环形钢板通过膨胀螺栓与管片连接，环形钢板与管片之间加橡胶垫圈。紧固螺栓与预埋的钢环片焊接固定，每个注浆孔设2～4个紧固螺栓。

b、管片钻孔

c、复合袖阀钢管制作

袖阀钢管采用特殊钢管制作，在注浆孔部位做成凹槽（用于安装橡皮套，橡皮套外径比外套管略小，这样可以保证注浆时浆液不会上窜。橡皮套将注浆孔与外界隔开，在内部压力作用下橡皮套张开，浆液从注浆孔注入土层。袖阀钢管端头做成锥形封口。），注浆钢管每节2～3m。钢管每隔150mm设注浆孔，孔眼为梅花形布置，孔眼直径一般为4～5mm，详见图1。

图1 隧底注浆袖阀管构造图

d、击入袖阀钢管

用锤击钢管上的钢帽，钢管直接打穿预留注浆管的封口，穿过管片进入土层，并下至预定位置。打管前在注浆孔内安放好逆止阀和套管内的止水橡胶圈，在钢管下沉的过程中，逆止阀及止水橡胶紧裹住注浆管，可以有效的预防成孔过程中涌砂。

袖阀钢管用丝扣连接，在击入注浆管过程，可通过钢帽上的观察管检查钢管的内有无地下水渗入，严重时可采取注浆封堵。

e、下注浆花管及芯管

袖阀钢管打至预定位置后，移除钢帽，将注浆花管及芯管塞入注浆管内。

注浆芯管主要起输送浆液的作用，由焊接钢管加工，每节2m，和注浆花管用丝扣连接；注浆花管主要起注浆作用，长0.2m，其四周均匀地布设3～4个8mm的泄浆孔。花管两端设有两个栓塞，使注浆材料从栓塞中间向管外渗出，阻塞器在注浆管中可以自由移动，因此根据工程

的需要，可以在注浆区域内某一段反复注浆。

f、注入封闭浆液

为有效封闭袖阀钢管与管片注浆套管间的间隙，在管片范围内注入封闭浆液。

g、浆液配制：按设计要求与现场施工情况配制浆液，浆液应搅拌均匀，随搅随用，并在初凝前用完，防止其它杂物混入浆液。

h、注浆

①注浆设备就近安装，安装在隧道内，注浆管线应固定，不宜过长；

②注浆前先将花管内的泥砂清理干净，开始注浆时启动注浆泵，通过注浆管路将浆液注入被加固土体；

③双液注浆时，将配制好的水泥浆和水玻璃浆通过双液双系统进行注浆，水玻璃和水泥浆在注浆管口混合。

④采取分段式注浆。注浆时花管每次移动的距离称步距，一般以花管长度为注浆步距长度，即0.2-0.4m，这样可以有效地减少地层不均一性对注浆效果的影响。

⑤注浆过程中，每段注浆完成后，向上或向下移动一个步距的长度。宜采用提升设备移动，或人工采用2个管钳对称夹住芯管，两侧同时均匀用力，将心管移动。每完成2-3m注浆长度，要拆掉一节注浆芯管。注浆结束后，在注浆管上盖上闷盖，以便于复注施工。

⑥根据注浆压力及注浆量的情况判断是否结束注浆。一个孔达到注浆效果后，如不需预留则在注浆管内注入高强水泥浆液封堵注浆管，并将高出管片的注浆管割除。

⑦注浆施工过程中，严格记录各注浆孔位的注浆时间、注浆压力、水泥浆量和水玻璃量等施工过程情况。

⑧注浆用浆液应经过搅拌机充分搅拌均匀后才能开始注浆，并应在注浆过程中不停地缓慢搅拌，搅拌时间应不小于浆液初凝时间，浆液在泵送前应经过筛网过滤。

⑨注浆施工时，要控制好流量和压力，防止浆液流失。

⑩注双液浆时，停止注浆必须先关闭输送水玻璃的注浆泵，以免堵塞管路。

2.

2、操作要点

a、施工管理人员必需按方案及图纸组织施工。

b、如出现堵管，堵管的处理要快速及时，不能慌乱，要按顺序一步步尽快处理。

c、注浆过程中要采取相应的措施来防止堵管，如多做试验选定合理的凝结时间，注意压力的变化，如压力升高要及时提升芯管。

d、水泥浆液若发生沉淀、离析现象，应进行二次搅拌。

e、施工过程中做好注浆施工的各种记录，及时了解注浆压力和流量变化情况并进行综合分析，判断注浆效果是否满足设计要求，注浆作业时，每200mm记录一次注浆参数。

f、注浆过程进行实时监测，若管片出现上抬趋势，及时停止注浆，并采取相应补救措施，如在上部进行注浆加压等。

g、锤击钢管不能用力过猛，可小力多次锤击，最好采用冲击钻。钢管外壁可涂抹润滑油，便于钢管下穿。

h、做好防喷涌预防措施，在施工前现场必须备好木塞、棉胎、快速水泥、大锤等应急物资，出现涌水、涌砂的现象立即封堵注浆孔。例如在广佛线某标段加固处理过程中出现涌沙情况，首先我们要找到涌沙管，然后用带尖木棍绑上编织袋，将其打入涌沙管，即可堵住涌沙。

3、施工总结

在以往的施工过程中，由于软弱地层不能满足承载力要求，已拼装管片往往会发生沉降，引起隧道变形，漏水等情况。隧道软弱地层经过注浆加固处理后，可以改善砂层层状、提高软弱土层的承载力，使其可以满足结构使用要求。而且在加固的过程中，我们可以根据现场管片的实际姿态，通过加强局部注浆，可以纠正管片姿态。特别是我们防喷涌装置在注浆中的应用，大大提高了加固过程中的安全性，为类似工程提供了很好的借鉴作用。