１１４ 西部探矿工程 ２０１０年第１期 某地铁暗挖段ＴＧＲＭ前进式分段深孔注浆工法探讨 钟 锋 ，张东生 （１．中铁二局第五工程公司，四川德阳６１８０００；２．山东省曹县水务局，山东曹县２７４４００） 摘要：系统介绍了ＴＧＲＭ前进式分段深孔注浆工艺的构成及其特点。并结合某地铁暗挖段现场 工程应用实例，进一步探讨了ＴＧＲＭ前进式分段深孔注浆加固工艺的实用性及关键性控制技术。 在总结施工经验的基础上，为该工艺的推广应用提供工程应用实例参考。 关键词：地铁；暗挖；ＴＧＲＭ注浆 中图分类号：Ｕ４５９文献标识码：Ｂ文章编号：１Ｏ０４—５７ｌ６（２０１Ｏ）０１一Ｏ１１４一Ｏ４ 近年来，为适应未来交通的需求和城市空间的合理 利用，全国很多城市都在大力修建地铁交通系统。对于 钻进深度达到设计要求。 城市浅埋隧道，由于其覆盖层多为松散的第四纪地层， 因此，在开挖过程中可能会造成较大的地层变形，但如 果在地铁的建设过程中不对特殊地层进行相应的预加 固措施，不对周围地层的特性做出精确的预测，就不能 够获得浅埋暗挖隧道周围土体的变形特征，那么复杂的 地铁建设工程可能将对其周围的建筑设施以及周围地 表的已有建筑物造成不利的影响。由此，人们在地铁隧 道浅埋暗挖施工中不断地研究出新的辅助施工方法，比 如说超前锚杆或小导管注浆、长管棚超前支护、超前深 孔注浆预加固等，以控制因土体施工扰动引起周围地层 移动和地层沉降（隆起）对周围建（构）筑物造成的影响。 大量的工程实践表明：在第四纪地层中利用浅埋暗挖法 修建隧道，为保证隧道开挖工作的稳定以及控制地表沉 降，对地层采取预加固处理措施是浅埋暗挖法过程中不 可缺少的重要一环－１≈］。 注浆顺序 方向 图１ ＴＧＲＭ前进式分段注浆工艺示意图 １．２ ＴＧＲＭ前进式分段深孔注浆工艺特点 ＴＧＲＭ是该注浆工艺中采用的特殊注浆材料的名 称，该注浆材料是专为地下工程注浆施工而发明的，在 铁路系统注浆工程和部分市政工程中大量采用，并被部 分城市建委注浆规范中列为主要采用的注浆材料。 尽管地层预加固技术种类很多，但对城市复杂环境 条件下的浅埋暗挖隧道施工，相对其他预加固手段，分 段深孔注浆具有一次有效加固长度长、利于专业化施 作、预加固质量可靠、较易控制工作面稳定及地表沉降 等特点，已愈来愈多地得到业内人员的肯定而得到推广 应用［４］。结合某地铁工程实践，重点介绍为某浅埋暗挖 段ＴＧＲＭ前进式分段深孔注浆地层预加固技术。 １ ＴＧＲＭ前进式分段深孔注浆工艺流程及特点 ｌ－１ ＴＧＲＭ前进式分段深孔注浆工艺流程 ＴＧＲＭ前进式分段深孔注浆工艺具体过程是：首 先采用水平地质钻机成孔，开孔后安装孔口管，在孔口 管内分段向前钻注施工。每一循环进尺控制在２～３ｍ， 成孔后退出钻杆，安装法兰盘及注浆管进行注浆，待浆 液凝固后拆除法兰盘，再进行钻孔……如此循环，直到 ＴＧＲＭ前进式深孔注浆工艺由于其浆液的独特性，工 艺特别适合城市隧道下穿既有构筑物的超前加固施工。 由于隧道开挖时对建筑物地面下沉控制的严格要求，注 浆材料采用ＴＧＲＭ水泥基特种灌浆料，因为该浆液具 有以下几个特点，能有效控制地表的下沉。 （１）合法性。该种浆液是被有关城市工程建设标准 指定使用的注浆材料。详见部分城市建委发布的《地铁 暗挖隧道注浆施工技术规程》等。 （２）耐久性。该注浆材料主要成分为无机的硫铝酸 岩水泥，外加多种特种外加剂组成，为永久性注浆加固 浆液，可满足工程１００年的使用寿命要求。能有效控制 地表在隧道开挖过后的继续下沉问题。 （３）微膨胀性。与普通水泥浆液凝结固化体积收缩 相比，该种浆液在注人地层固化的过程中浆块具有 １ ～２ 的膨胀率，能有效填补隧道在开挖过程中对土 体的扰动而引起的地表下沉。 ２０１０年第１期 西部探矿工程 ２工程应用实例 ２．１工程概况 １ｌ５ （４）抗分散性。浆材在生产过程中被加人了适当的 絮凝剂，使浆液具有一定的抗分散性，该性能的特点是 能有效防止地下水流对浆液的冲散，控制注浆范围，节 某隧道浅埋暗挖段过房屋段起于上水径站，右线长 ８５．９６１ｍ，左线长８６．５２２ｍ。上下区间暗挖段过房屋段 隧道下穿房屋１２栋，均为上水径村老梅子园居民房屋， ：省注浆材料，对地下水位较高和水流较强的地层具有较 好的适用性。 （５）早强性。该种浆液在水灰比１：１的使用条件 下，浆液２ｈ的强度可达到２ＭＰａ，２４ｈ的强度可达到 １０ＭＰａ以上，使隧道被注浆加固后，几乎不需要时间等 砖混结构，高２～４层，基础大部分为圈梁＋３ｍ深人工 挖孔桩，个别为条筏基础。房屋间小巷宽１～２ｍ，巷内 ∞ 埋有化粪池、污水管、供水管、水沟等，埋深１～２ｍ。 １ Ｓ 待浆液的强度即可实现开挖施工，有效提高了施工效 率。 （６）与其他浆液的对比。由于ＴＧＲＭ浆液同时具 有耐久性和早强性的特点，解决了双重管使用的双液浆 （ＷＳＳ和ＣＳ浆）性能不耐久（仅３～７ｄ）和浆块强度过 低的缺点，进而也解决了使用双液浆加固开挖后的隧 道，开挖通过后地表持续下沉的问题（随着双液浆强度 丧失，浆液从隧道周围土层渗出，地表持续下沉，时间长 达３～４个月，累计下沉量很大）。 ＴＧＲＭ浆液微膨胀性和抗分散性的特点，解决了 普通水泥浆在固化时浆块收缩进而引起地表下沉和地 下水位偏高时浆液扩散无法有效控制的问题。同时也 克服了水泥浆固化时间较长，注浆后需等待时间开挖， 浪费功效问题，与其他注浆材料的对比如表１所示。 表１注浆材料性能对比表 浆液配比ｗ：Ｃ ｏ．６：１ ｏ．８：１ Ｃ：Ｓ 凝胶时间初凝 １６ｈ ２４ｈ ２１ｈ ４８ｈ 抗压强度 （Ｍ ａ） ２．１ １．５ １１．Ｏ ３．９ ２Ｏ．５ １Ｏ．０ ２３．０ １７．８ 抗折强度 （Ｍ ａ） ２．３ ３．３ ５．Ｏ ５．７ 试件胀缩率 —３．３４％ 地质详勘情况显示，本段隧道开挖断面范围内均为 １ １ １ １ 全风化岩及强风化岩，围岩级别Ⅵ级，透水性强，地下水 丰富，容易引起较大的施工沉降。隧道断面采用 ４２ ： 超前注浆小导管长４ｍ环距０．４ｍ纵距ｌｍ＋格栅钢架 １ 间距５０ｃｍ＋喷射混凝土厚３００ｍｍ进行初期支护，二衬 厚度３００ｍｍ。考虑到房屋及隧道开挖安全，控制沉降， 过房屋段增加了全断面注浆措施。根据本工程特点和 地层状况，以及以往相似工程的实际经验，本工程选用 ＴＧＲＭ前进式分段深孔注浆工艺。 ２．２注浆施工方案 （１）注浆参数：注浆参数主要根据地层实际情况进 行试验确认，并在现场施工中不断完善调整，注浆过程 中，结合注浆压力变化情况，现场动态调整优化注浆参 数。本次结合粉质粘土、粘质粉土地层特性，设定注浆 参数见表２。 表２前进式深孔注浆参数表 （２）注浆范围：ＴＧＲＭ前进式深孔注浆每循环施做 长度为１４ｍ，开挖１２ｍ，留２ｍ作为下一循环施工的止 浆岩盘。注浆施工前掌子面需喷射３０ｃｍ的钢纤维混 凝土封闭。 每断面加固范围为开挖断面和初支结构外２ｍ（如 图２所示）。根据加固要求，设计钻孔共分３排，总计钻 孔数３Ｏ个：其中Ａ排孔１６个，Ｂ排孔１０个，Ｃ排孔４ 个。 （３）施工关键性工序：钻孔施工前必须封闭掌子面、 施工止浆墙，以防止在注浆时漏浆。施工钻孔在掌子面 范围内进行布设，根据浆液扩散范围确定其角度及长 度。现场主要关键性的施工工序如下： ①定孔位：按照图纸要求，在掌子面标示出孔口位 Ｈ ｈ ５ Ｓ １１６ 西部探矿工程 ２０１０年第１期 置。钻孑Ｌ角度根据现场具体情况调整；定孔位偏差不得 上，施工人员要严格按照辐射角度要求进行钻孔注浆； 钻孔深度和角度根据技术交底现场确定。 第＝糟环 十 大于２０ｍｍ，钻孔角度偏差不得大于１。。在凿孔定点 第一藉环 ｌ ２。。 ２∞ ８０００ １ ２０００ ２０００ Ｉ ｓ∞０ 如∞ ． ｉ ～１ ：＝＝ 一ｆ ， ————．－． ． — 开挖休止 ——二＝： … ｆ 盖苎 ∥】 ｉ ，、／ Ｊ● ｛ ｛【— ； —— －●一厂（ａ）断面图 ■一 １一 ／ ｌ开挖休止 线 注浆休止 ／／ 线 拽 （ｂ）剖面图 图２注浆加固范围 ②钻机就位：参照设计图纸要求，严格掌握钻杆深 度，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定该 地层条件下的钻进参数。密切观察溢水出水情况，出现 大量溢水时，应立即停钻，分析清楚实际原因后方可继 续施工。 科学性，以便及时调整施工方法，保证施工安全。通过 ③提升钻杆：严格控制提升速度，每回次退出长度 不大于２０ｃｍ，匀速上升。回退出孔的钻杆应及时清洗， 以备后用。 ④浆液配比：采用计量准确的计量工具，按照设计 配方配料。 ⑤注浆：根据要求，严格控制每孔注浆量、提升速 度、注浆压力，将压力控制在０．１５～Ｏ．７５ＭＰａ之间（可 以根据现场情况进行调整）。注浆还应密切关注浆液流 量，当压力突然上升、下降，浆液溢出时，应立即停止注 浆。必须查明异常原因，采取必要的措施（调节注浆参 数、移位、打斜孔等方式）方可继续注浆。 （４）注浆效果检验：严格注浆工艺，确保注浆效果， 地层加固土体无侧限抗压强度应大于１．０ＭＰａ，渗透系 数＜１０ ，注浆效果采用钻心取样测定抗压强度的方法 确定，如未达要求，需补充注浆。 （５）监控量测：过房屋段与相邻区间车站等联合监 测。作为现场施工中一个十分重要的环节，施工监测通 过对实际工作状况的量测，可以及时、准确地发现工程 中所出现的各种情况，并及时采取相应的应急处理措 施，监视围岩应力和变形情况，验证支护衬砌的设计效 果，保证支护结构稳定及地表建筑和地下管线的安全。 提供判断围岩初期支护基本稳定的依据，确定二次衬砌 的施做时间。通过监控量测，了解施工方法的合理性与 量测数据的分析处理，掌握围岩稳定性的变化规律，修 改或确认支护衬砌设计参数。通过对量测数据和施工 方法的分析和研究，为下步施工积累经验。施工监测结 合区间正线监测统一考虑布设，根据本项目的实际情 况，其监测项目如下： ①洞内观察：观察开挖掌子面围岩情况和稳定状 态，及已施工地段隧洞支护衬砌情况和结构安全性；② 地表沉降、隆起（位移）：在隧道施工范围及附近地面布 设水准观测点，定期量测施工期间地表变化情况；③拱 顶位移：隧道拱顶布置；④收敛：竖井侧墙及隧道边墙； ⑤支撑轴力：布置于临时仰拱工字钢支撑上；⑥管线的 沉降监测：布置于管线上；⑦建筑物：布置于建筑物上； ⑧水位观测：布置于旋喷桩隔断墙内外，记录施工期间 房屋周围地层水位变化。 ３结束语 通过以上对ＴＧＲＭ前进式分段深孔注浆技术的 系统阐述及工程应用实例总结，得出以下几点结论： （１）ＴＧＲＭ特种注浆材料具有耐久性好、微膨胀 性、早强性好以及抗分散能力强等优点，是专门为地下 工程的注浆施工而研发的，已经形成了针对不同地层的 系列注浆产品，材料性能针对性强，注浆效果明显， ＴＧＲＭ前进式分段深孔注浆工艺适合绝大部分地层的 注浆施工，工艺的适应性强。 （２）ＴＧＲＭ注浆材料主料为水泥，是一种永久型的 注浆加固材料，它能满足工程５Ｏ年以上的使用要求。 同普通水泥浆以及双液浆相比，ＴＧＲＭ浆加固使工程 质量有更大的安全系数。 一２０１０年第１期 西部探矿工程 １１７ 川气东送管道工程山岭隧道常见不良地质及处理措施 贺建华 （中铁隧道勘测设计院有限公司，河南洛阳４７１００９） 摘要：通过分析川气东送管道工程山岭隧道在施工中遇到的一些常见不良地质，提出了一些预防和 处理措施。 关键词：不良地质构造；瓦斯地层；采空区；松散地层；溶洞 中图分类号：Ｕ４５２．２文献标识码：Ｂ文章编号：ｌＯ０４～５７１６（２ＯｌＯ）０１—０１１７—０３ １工程概况 本工程隧道在施工遇到的常见的不良地质主要有： 不良地质构造、瓦斯地层、采空区、松散地层和溶洞。 ４各种不良地质的处理措施 ４．１不良地质构造 川气东送管道工程西起川东北普光气首站，东至上 海末站，是继西气东输管线后又一条贯穿我国西部地区 的管道大动脉，是国家十一五重点建设工程。本工程已 于２００７年７月正式开工建设，预计２００９年建成通气。 川气东送管道线路自西向东，途经四川、重庆、湖北、安 徽、浙江，上海四省二市，管道干线全长约１７００ｋｍ，设 计压力１０．０ＭＰａ，管径１０１６ｍｍ，其中山岭隧道有６９ 座，总长９２．３ｋｍ，主要集中在四川、重庆、湖北一带。 隧道净空主要有３．２ｍ×３．１ｍ，３．８ｍ×３．３ｍ两种断 面。 不良地质构造主要包括断层、裂隙、破碎带等。对 于一般的地质构造按照软弱围岩进行施工支护，但有些 地质构造带富含水或与地上水或地下水有联系，需认真 对待，对于此类情况要做好“堵水”和“探水”。 （１）注浆堵水：在隧道施工中，根据钻探出水情况 ２工程主要地形地貌 本线路经过地区总体可分山地、丘陵和平原三个大 的地貌单元。川气东送管道隧道在普光一宜昌段沿线 地貌以低山丘陵和中山为主，地形复杂，管线在宜昌穿 确定堵排水方案。为节省投资，对于量少而清澈的出 水，不危及围岩稳定和施工安全的，可以通过排水设施 排走；对于水量大，危害施工安全的或虽量小但较浑浊 的水，可能通过裂隙与江水导通的出水，则必须注浆堵 水。注浆堵水可根据水量大小采用长导管注浆或小导 管注浆。 越长江后进入两湖平原、淮阳丘陵、江汉平原、长江中下 游平原，沿线主要是浅丘和平原。 ３本工程隧道常见不良地质 （２）超前探水：在开挖过程中对部分地质实行超前 探水，一是根据钻孔流量、出水颜色等判断裂隙是否导 水，是否与长江水有水力联系，从而进一步确定处理措 （３）钻孔及注浆设备均采用国产机械，成本费用较 低。钻机宜采用分体式结构，适合搬运和在隧道的狭窄 环境下施工，能很好满足注浆施工与隧道开挖之间快速 工序转换的要求，节约工序转换时间。 北京：北京交通大学，２００３． ［２］张民庆，彭峰．地下工程注浆技术［Ｍ］．北京：地质出版社， ２００８． ［３］梁炯望．锚固与注浆技术手册［Ｍ］．北京：中国电力出版 社，１９９９． （４）施工监测通过对实际工作状况的量测，可以及 时、准确地发现工程中所出现的各种情况，并及时采取 ［４］孔恒，彭峰．分段前进式超前深孔注浆地层预加固技术 ［Ｊ］．市政技术，２００８，２６（６）：４８３－４８６． 相应的应急处理措施。施工监控应作为现场施工中一 个十分重要的环节。 收稿日期：２００９—０６－０３ 参考文献： 第一作者简介：￣（１９７５一），男，工程师，主要从事城市轨道交通、铁路、 ［１］孔恒．城市地铁浅埋暗挖法地层预加固机理及其应用［Ｄ］． 公路土建工程旗工。
