双液注浆在城市浅埋暗挖隧道穿越地裂缝中的应用

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1、双液注浆在城市浅埋暗挖隧道穿越地裂缝中的应用摘要：双液注浆是一种以改良地层为目的的地基处理技术，其优势在于不但能增强软弱地层的强度又能起到止水作用。利用钻杆使浆液在钻杆端头完全混合后再压入地层，从而实现加固开挖面前方一定范围内的地层。本文以浅埋暗挖隧道遇西安特有地层地裂缝在隧道涌水、涌泥的情况下采用常规的小导管超前支护压入单液浆无法开挖前提下，为确保施工安全，采取了全断面双液注浆施工措施，起到了相应的增强、止水的效果，保障了隧道的安全开挖。关键词：地裂缝双液注浆止水中图分类号：U45文献标识码：A一、工程概述

2、1.1工程概况西安地铁三号线长乐公园-咸宁路站区间为盾构+矿山法暗挖法，其中区间暗挖段隧道左线长187.187m，右线长194.359m，地裂缝设防段设计为单线A型断面、过渡段设计为B型断面，A型开挖断面为10.1（宽）×10.32（高）m，B型开挖断面为9（宽）×9.22（高）m，如图1。图1穿越地裂缝暗挖段纵断面7支护型式采用复合式衬砌，即以小导管超前预注浆、喷射混凝土、钢筋网、和钢架为初期支护，以模筑钢筋砼衬砌为二次衬砌组成，初期支护与二次衬砌间设全封闭防水隔离层。采用CRD施工工法、洞外预降水。1.2

3、地质、水文情况根据详勘报告揭示，咸-长区间暗挖隧道穿越地裂缝，通过地段岩性复杂，以f5地裂缝为界，以北地层依次为：人工填土（素填土）、新黄土（水上）、古土壤、老黄土（水下），隧道掌子面土层为老黄土和古土壤，岩性较好；以南地层依次为：人工填土（素填土）、新黄土（水上）、饱和软黄土、古土壤、老黄土（水下）。其中新黄土（水上）具湿陷性及高压缩性，可塑，土质均匀，天然状态下较好，受水浸泡后性质变差，湿陷变形，并有可能变为饱和软黄土；饱和软黄土力学性质流塑、具高压缩性。根据勘察阶段成果，地裂缝走向NW280°，倾向SE

4、，倾角89°，缝宽3mm，断层涌水量3-5m3/h。地裂缝西起蒋家寨，经长乐公园至黄河实验小学，是西安地裂缝活动较强烈地段之一，长乐公园车站附近地裂缝目前仍有明显活动，垂直活动速率约为5mm/a左右。F5地裂缝宽3mm，倾角89°，断层涌水量3-5m3/h。7详勘揭示咸-长区间地下水主要为潜水。咸-长区间西侧约1km处兴庆公园的兴庆湖，水深2m、长乐公园车站东北约400m处有长乐公园人工湖，水深约2m。施工区域地下水与以上两处湖水有地下水利联系。1.3隧道开挖情况地裂缝影响段坑外降水效果差，洞内开挖临近带水作

5、业。左线隧道开挖至地裂缝附近处，掌子面不断发生细微塌方、涌泥现象，尤其是2013年1月19日凌晨2时，左线隧道开挖至里程DK29+745处隧道掌子面后出现大量涌水涌泥现象及塌方，现场立即喷射砼封闭掌子面并及时引、排由地裂缝附近涌出的地下水，如图2。为确保施工安全，保护洞内作业人员及拱顶上方污水、给水、燃气管线安全、维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层较活跃地裂缝影响，坑外降水无法疏干地裂缝内涌出的大量地下水。地裂缝贯穿整个开挖的断面，常规的超前小导管压入单液浆无法起到应用的效果。从

6、坍塌的掌子面分析除拱顶外，掌子面核心土以外部分土体受地裂缝涌出水的影响软化严重、自立性差、坍塌现象较明显。图2左线隧道DK29+745地裂缝处掌子面涌泥局部塌方7咸-长区间穿越地裂缝暗挖段拱顶地层为高压缩性、流塑性的饱和软化黄土层、具有湿陷性老黄土地层。遇水及扰动后两种地层呈现出十分明显的软化、坍塌等现象，造成拱顶失稳。三、注浆方案及实施坍塌情况出现后，项目部立即上报业主，由业主主持召开了专题会议，监理、设计单位、施工单位等相关人员共同参与制定了全断面压入双液浆的施工方案。在区间左、右线地裂缝前后8m进行全断

7、面注浆加固，加固范围为隧道开挖面及上下、左右各2m。全断面注浆孔按1m×1m梅花形布置，注浆管采用6m长Φ48×3.5mm钢管。注浆材料为（1:1水泥：水玻璃）双浆液，全断面注浆分4个循环施作。施工时，打设6m钢花管，注浆完成后，开挖进尺4m，余2m止浆墙，然后开始下一循环。根据隧道的CRD开挖工法，每个导洞每循环注浆结束并查明确认加固效果后再进行开挖，若加固效果不佳则应补注。如图3所示。3.1施工孔位布设施工时注浆孔位布设分为两部分，第一部分为开挖轮廓线外。第二部分为预留核心土西侧、顶部的掌子面范围内。7第

8、一部分注浆管（原设计超前小导管）采用6m的注浆花管（以6m花管为主要注浆管，若6m无法打设，可打入3m花管），在开挖轮廓线处注浆花管布设环向间距15-20cm、打设花管时尽量向开挖轮廓线外倾斜，（角度15-20°）。第二部分注浆花管沿预留的核心土西侧、顶部间隔1m梅花形打设6m钢花管。如图3所示。图3区间左右线全断面注浆平面图图3掌子面注浆孔、超前地质探孔分布图3.2注浆配比及凝结时间将40Be的水