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摘要：超前注浆加固是修建隧道及地下工程必不可少的一种辅助施工方法。特别是在不良地质结构下，地层稳定性较差，隧道开挖存在较高的坍塌、涌水等风险。采用超前注浆加固可以起到防渗堵水、加固修补的作用，增强暗挖掌子面的自稳能力，预防隧道开挖过程中的地下水渗透和结构变形等问题。本文以地铁的暗挖施工为例，探讨了超前注浆加固技术在不良地质中的应用，分析了不良地层下超前注浆加固施工技术的要点。旨在为不良地层下超前注浆加固技术的安全有效应用提供一些参考。
关键词：地铁暗挖;不良地质;超前注浆加固;施工技术;要点中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-10-173
引言
暗挖法指用施工通道在地下开挖、支护、衬砌的方式修筑地铁或车站的方式。这种施工方式在城市软弱地层下，可以将改善地质条件作为基础，以喷锚或格栅作为初期支护手段，来重点控制地表沉降。采用暗挖法在不良地质段进行地铁暗挖施工时，必须辅助以超前注浆加固技术。通过超前注浆来增强施工现场周边地质结构的稳定性，预防地铁暗挖施工过程中的掌子面失稳坍塌、涌水涌砂等风险。研究地铁暗挖法施工中不良地质超前注浆加固技术对于确保暗挖法施工安全有着重要的意义。
一、暗挖法施工概述
（一）暗挖法施工方法介绍
地铁暗挖法常用CD法、CRD法、双侧壁导坑法、中洞法、侧洞法、洞桩法、PBA工法等。在进行大断面开挖时，需要将大断面划分为小断面进行开挖。大断面开挖要做临时中隔壁及仰拱，并做分段拆除和二次砌衬。具体施工方法的选择，要结合地铁建设区域地质条件、周边建构物情况和断面大小选择合适的施工方法。
（二）施工原则
暗挖法施工必须遵循“明地质、管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤测量、控变形”的施工原则。不良地质下地铁隧道开挖前在隧道前方地层打设超前注浆管，利用注浆手段对前方地层进行提前加固改良，提高围岩结构的稳定性和自身承载力;在注浆前做好开挖面的防坍塌和地面沉降的控制;在注浆过程中秉承先注浆、后开挖，注浆一段，开挖一段的原则。
（三）暗挖法灌浆的注意事项
1.注浆前事项
暗挖法施工采用超前注浆进行加固。进行超前注浆施工前，必须做好打管工作。注浆用的浆液类型应根据地层合理选择，结合地层结构的岩性选择注浆材料。粉细砂、中粗砂及含砂量较高的砂卵石用改性水玻璃或固沙剂。卵石含量较高的砂卵层、卵石圆砾地层用水泥+水玻璃双液浆。注浆一定要控制好浆液配比及注浆压力、注浆量。一般地层超前预注浆加固施工结束的条件是注浆压力达到设计终压，浆液注入量为设计理论值的80%。
2.开挖短进尺事项
开挖进尺时开挖一段，封闭一段。结构稳定性差的地层，应适当的缩短循环进尺。采用环形留核心土法施工，应先开挖上台阶的环形拱部。
3.支护事项
地铁暗挖法施工时，支护结构一般采用钢格栅焊接，连接采用高强螺栓。焊接过程中，应加强垂直度的测量及运行偏差的控制。螺栓连接的节点应采用高强螺栓固定，必要时做绑焊处理。焊接完成后加强连接筋位置的焊接质量检查。喷射混凝土时要加强配合比的控制，严格控制速凝剂、水的比例。要求喷射混凝土、砂浆的水泥强度≥42.5MPa。
4.封闭事项
初期支护的钢格栅要在最短的时间内进行封闭。封闭时的台阶长度根据所处位置的地质条件由设计确定。一般台阶长度为1-1.5倍洞径，例如跨度为6米，台阶长度为6-9米，禁止台阶长度小于洞径。
二、不良地质超前注浆加固技术的应用
（一）工程概况
某地铁二号线某北站车站总长155.6m。车站南端下穿广场前方的北站路，长37.1m，为双层三跨三连拱车站，采用暗挖洞桩法施工。车站拱顶埋深6.4m。车站围护结构采用A1000@1200钻孔灌注桩，设置钢管内支撑。暗挖段采用洞桩法大断面施工，多次开挖产生群洞效应，对拱顶围岩的扰动明显。拱顶覆土浅，地质结构稳定性差。有4.7米厚的人工杂填土，其余为粉细砂。探查到杂填土层A600的给水管两条、A600的污水管一条、A1000的排水管一条、A200的煤气管一条、2000×2200的电力排管一条，其它通信、路灯管线若干。北站路为双向八车道，是北站枢纽进出通道，交通繁忙。
（二）超前加固方案
采用RIS-K2型探地雷达对施工区域地质情况进行探查，确定了暗挖段的不良地质段和管线的具体位置。同时，还探测到杂填土层存在不同程度的土层疏松、沉陷及孔洞等问题，确定了不良地质的范围。最终确定采用大断面划分小断面的方式进行施工，辅助使用超前加固注浆技术对不良地质区域进行加固处理。
综合分析地层所埋管线和交通路况等，确定了从暗挖的掌子面位置开始做超前注浆加固处理，加固隧道掘进面周围的土层结构。经试验，确定超前注浆加固技术的浆液配比中，水与膨润土的比例为3：1。
（三）施工技術要点
1.注浆导管的安装
初期支护的混凝土强度达到设计标准后安装注浆导管。注浆导管的安装位置要贯穿到整个加固区域。长度根据开挖段的划分而定，一般导管长度控制住在7-8米之间。导管间距为1.5米。加固区域的导管开设注浆孔。
2.制浆、注浆要点
超前注浆加固所用浆液在导管安装完成后进行制作。制作浆液时应该控制好水、膨润土的比例。搅拌时间不少于3.5分钟。制浆后在初凝前完成超前注浆。开挖应与注浆先后进行。注浆机械距离开挖机械15米的位置，紧随开挖同期进行灌浆。灌浆过程中，严格监控灌浆压力、地面沉降。结构稳定性较弱的地层，要增加地面沉降、隆起及灌浆的巡视监测频率，以便及时发现注浆对支护结构造成的影响。一旦发现浆液渗出，应立即停机检查，分析分析，排除隐患。
3.超前注浆加固的质量检查
超前注浆加固技术注浆过程中要加强对注浆量、注浆压力、地层沉降等问题的检查，观察管线槽、窑井等位置是否发生浆液渗透情况。注浆完成后，需要采用地质雷达进行质量检验及探测，了解是否存在渗透问题。
4.其他
超前注浆加固的位置及范围应该通过地质雷达探测分析得出。通过地质雷达探测，确定不良地质的范围，并做好开挖测量。在隧道掘进到不良地质范围前就需要进行超前注浆加固。对给排水管线密集区或所埋管线年代较长的范围，建议采取全断面超前注浆加固。隧道掘进开挖到靠近加固区域约5米的位置时，就需要做好拱部的初期支护和混凝土的喷射。通过喷射混凝土来稳定封闭的掌子面。地层结构稳定性较弱的位置的封闭掌子面，可在网喷混凝土后再采用超前注浆加固的方式，同时对拱顶上方采用超高压注浆加固，来全面加固封闭的掌子面。
三、结语
综上所述，地铁暗挖法施工中，不良地质超前加固技术的应用要根据暗挖法施工方法的选择而定，而暗挖法施工方法的选择要根据地质条件而定。因此，在不良地质超前注浆加固施工前，必须做好地质情况的勘查，确定不良地质的实际情况，选择合适的注浆材料、注浆机械及注浆方式。注浆要严格控制注浆顺序，按照先外圈后内圈、先上部后下部、间隔跳孔、逐渐加密、先注无水区、后注有水区的注浆顺序进行注浆施工。注浆前做好机械设备的检查及准备，注浆过程中按照注浆设计做好注浆参数标准及质量的控制。注浆后做好注浆质量检查。
参考文献
[1]韩强.地铁暗挖施工中的不良地质超前注浆加固技术[J].建材与装饰，2020（01）：280-281.
[2]徐才麒.超前注浆加固技术在地铁暗挖不良地质中的应用[J].中国高新科技，2020（05）：80-81.
[3]刘爽.地铁暗挖施工中的不良地质超前注浆加固技术[J].混凝土，2010（04）：140-141.
[4]王永利.地铁暗挖施工中的不良地质超前注浆加固技术[J].科技创新导报，2019（11）：58-59.
中铁三局集团广东建设工程有限公司 广东广州 510000
关键词：地铁暗挖;不良地质;超前注浆加固;施工技术;要点中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-10-173
引言
暗挖法指用施工通道在地下开挖、支护、衬砌的方式修筑地铁或车站的方式。这种施工方式在城市软弱地层下，可以将改善地质条件作为基础，以喷锚或格栅作为初期支护手段，来重点控制地表沉降。采用暗挖法在不良地质段进行地铁暗挖施工时，必须辅助以超前注浆加固技术。通过超前注浆来增强施工现场周边地质结构的稳定性，预防地铁暗挖施工过程中的掌子面失稳坍塌、涌水涌砂等风险。研究地铁暗挖法施工中不良地质超前注浆加固技术对于确保暗挖法施工安全有着重要的意义。
一、暗挖法施工概述
（一）暗挖法施工方法介绍
地铁暗挖法常用CD法、CRD法、双侧壁导坑法、中洞法、侧洞法、洞桩法、PBA工法等。在进行大断面开挖时，需要将大断面划分为小断面进行开挖。大断面开挖要做临时中隔壁及仰拱，并做分段拆除和二次砌衬。具体施工方法的选择，要结合地铁建设区域地质条件、周边建构物情况和断面大小选择合适的施工方法。
（二）施工原则
暗挖法施工必须遵循“明地质、管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤测量、控变形”的施工原则。不良地质下地铁隧道开挖前在隧道前方地层打设超前注浆管，利用注浆手段对前方地层进行提前加固改良，提高围岩结构的稳定性和自身承载力;在注浆前做好开挖面的防坍塌和地面沉降的控制;在注浆过程中秉承先注浆、后开挖，注浆一段，开挖一段的原则。
（三）暗挖法灌浆的注意事项
1.注浆前事项
暗挖法施工采用超前注浆进行加固。进行超前注浆施工前，必须做好打管工作。注浆用的浆液类型应根据地层合理选择，结合地层结构的岩性选择注浆材料。粉细砂、中粗砂及含砂量较高的砂卵石用改性水玻璃或固沙剂。卵石含量较高的砂卵层、卵石圆砾地层用水泥+水玻璃双液浆。注浆一定要控制好浆液配比及注浆压力、注浆量。一般地层超前预注浆加固施工结束的条件是注浆压力达到设计终压，浆液注入量为设计理论值的80%。
2.开挖短进尺事项
开挖进尺时开挖一段，封闭一段。结构稳定性差的地层，应适当的缩短循环进尺。采用环形留核心土法施工，应先开挖上台阶的环形拱部。
3.支护事项
地铁暗挖法施工时，支护结构一般采用钢格栅焊接，连接采用高强螺栓。焊接过程中，应加强垂直度的测量及运行偏差的控制。螺栓连接的节点应采用高强螺栓固定，必要时做绑焊处理。焊接完成后加强连接筋位置的焊接质量检查。喷射混凝土时要加强配合比的控制，严格控制速凝剂、水的比例。要求喷射混凝土、砂浆的水泥强度≥42.5MPa。
4.封闭事项
初期支护的钢格栅要在最短的时间内进行封闭。封闭时的台阶长度根据所处位置的地质条件由设计确定。一般台阶长度为1-1.5倍洞径，例如跨度为6米，台阶长度为6-9米，禁止台阶长度小于洞径。
二、不良地质超前注浆加固技术的应用
（一）工程概况
某地铁二号线某北站车站总长155.6m。车站南端下穿广场前方的北站路，长37.1m，为双层三跨三连拱车站，采用暗挖洞桩法施工。车站拱顶埋深6.4m。车站围护结构采用A1000@1200钻孔灌注桩，设置钢管内支撑。暗挖段采用洞桩法大断面施工，多次开挖产生群洞效应，对拱顶围岩的扰动明显。拱顶覆土浅，地质结构稳定性差。有4.7米厚的人工杂填土，其余为粉细砂。探查到杂填土层A600的给水管两条、A600的污水管一条、A1000的排水管一条、A200的煤气管一条、2000×2200的电力排管一条，其它通信、路灯管线若干。北站路为双向八车道，是北站枢纽进出通道，交通繁忙。
（二）超前加固方案
采用RIS-K2型探地雷达对施工区域地质情况进行探查，确定了暗挖段的不良地质段和管线的具体位置。同时，还探测到杂填土层存在不同程度的土层疏松、沉陷及孔洞等问题，确定了不良地质的范围。最终确定采用大断面划分小断面的方式进行施工，辅助使用超前加固注浆技术对不良地质区域进行加固处理。
综合分析地层所埋管线和交通路况等，确定了从暗挖的掌子面位置开始做超前注浆加固处理，加固隧道掘进面周围的土层结构。经试验，确定超前注浆加固技术的浆液配比中，水与膨润土的比例为3：1。
（三）施工技術要点
1.注浆导管的安装
初期支护的混凝土强度达到设计标准后安装注浆导管。注浆导管的安装位置要贯穿到整个加固区域。长度根据开挖段的划分而定，一般导管长度控制住在7-8米之间。导管间距为1.5米。加固区域的导管开设注浆孔。
2.制浆、注浆要点
超前注浆加固所用浆液在导管安装完成后进行制作。制作浆液时应该控制好水、膨润土的比例。搅拌时间不少于3.5分钟。制浆后在初凝前完成超前注浆。开挖应与注浆先后进行。注浆机械距离开挖机械15米的位置，紧随开挖同期进行灌浆。灌浆过程中，严格监控灌浆压力、地面沉降。结构稳定性较弱的地层，要增加地面沉降、隆起及灌浆的巡视监测频率，以便及时发现注浆对支护结构造成的影响。一旦发现浆液渗出，应立即停机检查，分析分析，排除隐患。
3.超前注浆加固的质量检查
超前注浆加固技术注浆过程中要加强对注浆量、注浆压力、地层沉降等问题的检查，观察管线槽、窑井等位置是否发生浆液渗透情况。注浆完成后，需要采用地质雷达进行质量检验及探测，了解是否存在渗透问题。
4.其他
超前注浆加固的位置及范围应该通过地质雷达探测分析得出。通过地质雷达探测，确定不良地质的范围，并做好开挖测量。在隧道掘进到不良地质范围前就需要进行超前注浆加固。对给排水管线密集区或所埋管线年代较长的范围，建议采取全断面超前注浆加固。隧道掘进开挖到靠近加固区域约5米的位置时，就需要做好拱部的初期支护和混凝土的喷射。通过喷射混凝土来稳定封闭的掌子面。地层结构稳定性较弱的位置的封闭掌子面，可在网喷混凝土后再采用超前注浆加固的方式，同时对拱顶上方采用超高压注浆加固，来全面加固封闭的掌子面。
三、结语
综上所述，地铁暗挖法施工中，不良地质超前加固技术的应用要根据暗挖法施工方法的选择而定，而暗挖法施工方法的选择要根据地质条件而定。因此，在不良地质超前注浆加固施工前，必须做好地质情况的勘查，确定不良地质的实际情况，选择合适的注浆材料、注浆机械及注浆方式。注浆要严格控制注浆顺序，按照先外圈后内圈、先上部后下部、间隔跳孔、逐渐加密、先注无水区、后注有水区的注浆顺序进行注浆施工。注浆前做好机械设备的检查及准备，注浆过程中按照注浆设计做好注浆参数标准及质量的控制。注浆后做好注浆质量检查。
参考文献
[1]韩强.地铁暗挖施工中的不良地质超前注浆加固技术[J].建材与装饰，2020（01）：280-281.
[2]徐才麒.超前注浆加固技术在地铁暗挖不良地质中的应用[J].中国高新科技，2020（05）：80-81.
[3]刘爽.地铁暗挖施工中的不良地质超前注浆加固技术[J].混凝土，2010（04）：140-141.
[4]王永利.地铁暗挖施工中的不良地质超前注浆加固技术[J].科技创新导报，2019（11）：58-59.
中铁三局集团广东建设工程有限公司 广东广州 510000