地铁隧道浅埋暗挖法施工穿越地裂缝的地层加固措施

程子刚

中煤天津设计工程有限责任公司 天津 300122

1 工程概况

西安地铁8号线东仪路站-会展中心站区间出东仪路站后，向东沿丈八东路地下敷设，穿越f9、f9’地裂缝，到达会展中心站。坚井位于朱雀大街南段与丈八东路交叉口西北角，竖井采用倒挂井壁法施工，横通道采用三台阶法施工。竖井深30.8m，稳定水位埋深16.5-21.0m之间，开挖施工前采取打设降水井进行抽排降水，保证地下水位在开挖面以下1m。地裂缝f9、f9’均未出露，属于隐藏地裂缝，大致走向近NE,倾向SE.倾角约80°[1]。根据揭探剖面，地裂缝f9第一层古土壤层错断2.12m；地裂缝f9’中更新世Q2地层错断，断距不清。

根据地勘图显示，东会区间f9’地裂缝位于竖井西侧，如图1。目前根据竖井及已开完的横通道地质情况显示，地裂缝位于竖井东侧，横通道开挖范围，与地质勘察报告存在出入。横通道上台阶开挖至第三榀（进尺1m）时掌子面出现渗水情况，局部出现细小缝隙（1-3mm），开挖至3m时掌子面右侧渗水较大，掌子面土体呈现出较大的破碎带。开挖过程中起拱线高度出现局部掉块情况。在后续施工中超前小导管注浆时进行了封面注浆，并严格按照设计压力进行注浆，注浆浆液为水泥水玻璃双液浆。按照此要求现场开挖了5m左右后，在掌子面左侧出现较大渗水情况。

2 加固措施

针对现场掌子面土体渗水及破碎情况，为确保施工安全，超前小导管注浆时现场采取了封面注浆措施。经过两个循环注浆，当开挖至9m时，横通道左侧起拱部位开始出现较大渗水情况，右侧起拱部位渗水减小。8-11m时现场土层依然呈现破碎状。针对现场情况，图纸设计的超前小导管加固措施已无法满足现场施工要求。根据施工现状，结合以往西安地铁地裂缝破碎带开挖涌水处理经验，并参考西安地裂缝场地与工程设计规程关于地裂缝影响区的相关规定，现场采取深孔注浆处理，注浆范围为：上台阶掌子面左右起拱线位置及拱顶部位，主要对地裂缝破碎区域及拱顶进行加固，横通道上台阶起拱线格栅内侧左右各一个注浆孔，拱顶一个注浆孔，注浆扩散半径1m（参照《城市轨道交通隧道工程注浆技术规程》DB11/1444-2017.中9.1表中岩层破碎带扩散半径）注浆深度17m，注浆孔直径为Φ42，注浆压力为1.5-2.0Mpa。采用后退式注浆[2]，注浆孔采用直径为Φ42双重管进行注浆。

由于采用深孔注浆的压力大，而掌子面强度较小，为有效防止浆液冲破掌子面，需要对掌子面进行加强处理[3]，处理方法是对掌子面进行封堵，采用挂Ф8@15×15cm钢筋网喷射厚度200mmC25早强混凝土进行掌子面封闭，形成止浆墙，如图3。注浆加固范围主要为掌子面出水较大区域及横通道拱顶位置，注浆浆液采用水泥水玻璃双液浆。

注浆前为确保止浆墙稳固，防止止浆墙漏浆或漏水，先对止浆墙2m范围进行注浆加固，注浆压力控制在0.8Mpa内，防止注浆压力过大对止浆墙造成破坏。

注浆浆液采用水泥水玻璃双液浆，注浆浆液比例为1:1，浆液凝固时间控制在40s-60s。每班注浆前根据现场情况进行浆液调试，确保浆液凝固时间符合要求。深孔注浆压力根据钻杆不同深度，注浆压力不同。根据现场施工记录，现场不同深度注浆压力基本为：17-15米注浆压力1.0-1.5Mpa（扩散半径约1.5-2.0m），11-15米注浆压力2.2Mpa（扩散半径约2.0-3.0m），9-11米注浆压力1.5Mpa（扩散半径约1.5-2.0m），7-9米注浆压力1.6Mpa（扩散半径约1.7-2.5m），5-7米注浆压力1.3Mpa（扩散半径约1.1-2.0m），5米内注浆压力1.2Mpa（扩散半径约1.5m）。

3 加固后效果

通过深孔注浆加固后，掌子面原来土体之间的裂隙已被双液浆填充密实，双液浆在裂隙中形成了脉状填充，对破碎的土体产生了很好的粘结作用，加强了土体的整体稳定性和密实性。开挖过程中已无土体掉块及渗水的情况。

4 结语

通过此次深孔注浆工艺实际应用，有效的解决了地铁浅埋暗挖横通道穿越地裂缝施工过程中的安全施工问题，不仅大大提高了施工进度，而且也从根本上杜绝了渗水塌方事故的发生，周边建筑物的沉降值也控制在设计允许的范围之内。充分体现了在富水破碎带地层等不良地质地段采用深孔注浆加固掌子面及固结止水的技术可行性。通过对暗挖横通道穿越地裂缝破碎带加固后掘进施工的深度解析，揭示了深孔注浆加固技术的机理和工艺特色以及在城市地铁暗挖隧道穿越地裂缝等破碎带地层中的应用效果。