摘 要：随着城市化进程的逐步加快，越来越多的城市在积极规划筹建或扩建城市地下工程。对于地下工程施工项目来说，浅埋暗挖法、明挖法、盾构法是三种主要的施工方法。在城市地下工程的浅埋暗挖施工中，采用深孔注浆技术能够穿过饱和富水砂城，能够减少因隧道施工而引起的地表沉降和变形所造成的对地面建（构）筑物及地下设施的损坏及对周围环境的不良影响，必须对地表移动与变形进行正确预测，必须对地表上或地表中的建（构）筑物变形规律进行揭示。近些年我国地铁建筑施工企业迎来了飞速发展时期，不管是建设数量还是规模都有了极大的提升，作为人们重要的出行方式，要想给居民出行提供安全保障，那么做好地铁施工质量管控工作至关重要。尤其是隧道环节的建设工作，施工单位就应该从项目施工现场条件下出发，合理的应用施工技术。在此背景下暗挖法被逐步运用到地下工程修建过程中，特别是在城市修建地下工程，它的优越性日益明显，使用深孔注浆施工来辅助隧道浅埋暗挖施工，能够减少地下工程对于地上建筑的不利影响。文章着重对浅埋暗挖通道深孔注浆施工技术进行研究。
关键词：地铁；暗挖；隧道工程；深孔注浆；施工技术
1 浅埋暗挖通道深孔注浆施工技术的发展
早在1984年，浅埋暗挖通道深孔注浆施工技术首次在军都山隧道黄土段由王梦恕院士进行试验，在此实验成功的基础上，此技术又于1986年北京复兴门地铁折返线工程中应用，做到了拆迁少、不扰民、不破坏环境。随后相关专家人士结合中国特点与各个地区的土层情况，创造了小导管超前支护技术、“8”字形网构钢拱架设计、制造技术、正台阶环形开挖留核心土施工技术和变位进行反分析计算的方法，由此形成了浅埋暗挖通道深孔注浆施工技术的雏形，广泛应用于地下工程设与施工之中。
浅埋暗挖通道深孔注浆施工技术和隧道施工技术的发展有着密切的联系，在覆盖层较薄的松软地层中修建地下工程，很有可能会造成地层不稳定而引起地上建筑坍塌和地面沉陷等一系列问题，以往的解决方法通常都是注浆加固地层后再进行开挖，这种方法不易控制注浆效果[1]。随后深孔注浆技术在浅埋暗挖技术中的开发使得各国工程开始使用它来提高松软地层的稳定性，使用深空注浆技术，能够在保证钻孔深度足够大的同时保障钻孔精度与各固结体之间的搭接。
2 工程概况
金顶街站～金安桥站区间位于北京地铁11号线西段（冬奥支线）工程西段，区间从金顶街站出发，沿着京门公路东侧向东南方向敷设，依次经过金顶山路、铸造厂北街、阜石路西延，到达金安桥站，区间起点里程为K10+674.972，终点里程为K11+580.000，区间全长约905.03m，采用矿山法施工。
3 工程特点、原理及流程
3.1工程特点
本段金顶街站～金安桥站区间（K10+674.972~K11+580.000）采用矿山法施工，复合式衬砌结构，区间标准断面为单线单洞形式，主要风险为5000×3000mm热力管线，侧穿北京首钢自动化信息技术有限公司楼房、首钢今时宾馆、首钢青年公寓、模式口南里6、7、13、14、15、16号楼（左线）、模式口西里61、60、58、57、53号楼级多栋2层砖混房屋；主要管线风险有?1000污水管（管底埋深约4.98m）、下穿?2500*1600污水管（管底埋深约3m）及污水管及?711超高压天然气管埋深约1.1m、电力管线等。
施工场地含水量大、土层自稳能力差，周边环境复杂、风险源多，施工组织及环境保护难度较大，故采取全断面深孔注浆的方法进行施工，以此解决开挖过程中隧道结构自身的不稳定性。通过地勘和水文报告，本工程有两层地下水，各层地下水水位情况及类型见表1。
表1地下水位测量情况
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3.2工艺原理
注浆需要根据不同地层的情况进行施工，在注浆过程中根据不同地层采用不同的材料进行施工作业。针对土层形状不好的区域采取将颗粒间用浆液填充的方法，此举的主要目的是使颗粒间的缝隙固定住并且全部填充为不流动的浆液，降低土层的透水性。浆液的主要作用是使土层黏结力大、摩擦力增大，进而增加地层的强度和密实度，起到加固作用，形成相对隔水层。
3.3深孔注浆施工流程
深孔注浆施工步骤如图1所示。
图1深孔注浆是流程
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4 深孔注浆施工技术要点
4.1 施工准备
（1）钻孔施工：开钻前，详知施工布置图纸，并且根据图纸设置孔位。在使用钻机进行定位时要准确无误，并且偏差控制在≤1°。第二步开始前，钻孔要布置好钻头点和布孔点，两点之间的距离偏差为≤3cm。（2）配料：配料根据图纸设计严格进行配置，确保配料使用的工具准确无误，并根据配方设计的数据进行原材料的配比。（3）注浆：安排专业的人员进行注浆，其对注浆压力的控制更恰当[2]。当出现突发情况，例如压力上升或者孔壁漏浆，工作人员应该立刻停止注浆，查看注浆量是否符合相关规定，一定要按照设计的注浆量进行操作。
4.2 深孔注浆施工要点
（1）隧道支护施工。隧道支护施工要求在初支外1.5m、内0.5m，形成2m的止浆墙，拱部180°范围内环向布置注浆孔，注浆施工采用WSS工艺，压力控制在0.8~1.0MPa，半径为0.2m。
（2）封闭开挖面施工。作业过程中可能会出现漏浆的情况，一般提前用喷射混凝土封闭开挖的工作面，喷射厚度在0.3m，喷射强度等级为C25，喷射位置主要在上半段面。针对止浆墙面采取挂网喷射混凝土，网片的位置在掌子面打设的钢筋锚杆上，要求钢筋网片为准6@150×150，规格准22，间距为500×500mm，长度为1.5m2。
（3）深孔注浆浆液。注浆液主要的原料是水泥-水玻璃，由于地层的条件不同，在注浆的过程中可以添加一些辅助的添加剂，以此来增加可注性。现场的实际情况要及时报告给设计单位，设计单位会根据实际情况来设计注浆工艺、注浆液体配比、注浆压力等，确保更好地完成注浆作业[3]。注浆作业完成后，基于取岩心和其他物探等措施来检查注浆效果，经过实验检测后，可以分析地层和浆液的填充情况，同时还要检查测量孔内涌水量和测算加固体的渗透系数。加固后的土体28d无侧限抗压强度应≥0.5MPa，加固体的渗透系数应＜10-6cm/s。针对出入口进行2次深孔注浆，第1次注浆长度约7.85m，第2次注浆的长度至主体结构围护桩。
4.3 注浆施工
（1）测量放线。测量放线作业的前提是对注浆孔布设进行分析。
（2）平台搭设。平台搭建需要使用两种材料，即规格为准48.3mm，厚3.6mm的钢管和十字扣。搭建平台的前提条件是测定地基的承载能力，计算出支架本身具备的强度和刚度，分析钻孔高度，以上全部达到标准后进行搭建。搭建完成后，在平台上满铺走道板，用钢筋固定。
（3）钻孔及管安装。孔口管主要是用钢筋管进行加工制作而成，规格准108mm，δ=5mm。用潜孔钻机完成钻孔作业，施工工后所得孔应达到准90mm，单次钻进的深度宜控制在3~4m。由于地质条件较为复杂，钻进时不可避免会遇到破碎岩层，从而极易引发卡钻现象。对此，应对孔内的碎石进行清理，再进行钻进作业。达到设计深度后还需要清理一次，确保孔内足够清洁后便可安装注浆管。埋设数量以3根为宜，并将其中1根开设出梅花形注浆孔，其与另外2根注浆管同时进行封堵处理，此处可采用透明胶带缠绕。
（4）封孔。孔口外壁用麻绳进行缠绕，缠绕至50~80cm时呈纺锤形即可，进行固定时使用的是水泥基锚固剂，对注浆管进行封堵使用的是双快水泥，并在此基础上进行为期3d的养护。
（5）选取调配浆液和注浆。通常的浆液类型为水泥浆液、改性水玻璃浆液和水泥-水玻璃浆液3种，具体选取哪种类型的浆液，需要结合工程要求和地层状况进行分析。浆液的配比也要依据地层状况和工程加固要求进一步确定，浆液选取和调配完成后，需要进行注浆操作，注浆时控制浆液扩散半径≥0.27m。
（6）试注浆。为了后续注浆的持续进行，应事先进行注浆试验，由此确定合适的注浆配比以及持续时间等参数。
（7）注浆。确定好合适的注浆工艺方法后便可进行正式注浆施工。此过程应遵循先外环后内环的原则，同时应优先对单号孔进行注浆。伴随着地质条件的改变，综合考虑压力因素，适当地调整注浆参数。
（8）施工检测。施工需要对以下两点进行检测：①对上半断面的上部和两侧位置设置一个监测孔，采用抽芯钻进的方法进行抽样检测，并且要再次进行地质预测[4]。②对出水量的检测，在孔口位置设置一个阀门，对阀门出水情况进行监测。当完成首次注浆后，对出水量进行再次检测。
5 效果检查
注浆作业全部完成后，可总结以下经验：①经过注浆作业后，隧道拱顶的沉降情况得到了改善和控制。②经过注浆后，区域内触探锤击数量增多。
6 暗挖通道深孔注浆施工技术的应用
6.1 暗挖通道深孔注浆施工技术在砂卵石地层中的应用
砂卵石地层是个综合的松散粗碎屑堆积层地质体，这种地层既没有一种统一的成因，又不是一种独立的地层单位，它与砂岩、砾岩的胶结结构不同，卵石颗粒之间没有任何的粘结性，卵石之间主要通过各个卵石颗粒之间的摩擦来保持稳定。在卵石层布置建筑时，地基开始承受附加荷载，慢慢地会改变其原有的应力水平，出现水平或者时垂直方向的破坏，如果该砂卵石地层下还含有地下水的话，还要考虑水渗透压力的作用，更为复杂[5]。由于这种特殊性，外加钻进成孔时钻具的震动与撞击等因素，都会破坏砂卵石地层的稳定性，导致砂卵石地层孔洞钻进困难，甚至发生卡钻、桩孔坍塌、孔壁掉块等不良事故，耽误工期，影响工程质量与经济效益。因此，认真研究砂卵石地层的成孔工艺，解决浅埋暗挖通道深孔注浆施工技术在砂卵石地层中的施工难题，是提高工程质量与经济收益的有效方法。
6.2 暗挖通道深孔注浆施工技术在复杂地层中的应用
对于埋暗挖通道来说，如果通道的地质条件较差，如沈阳市青年大街地下通道，地层自下而上分别为杂填土、粉细砂、中粗砂，通道顶部地段为杂填土、粉细砂的组合地层，杂填土中又含有砖块、瓦块、钢筋混凝土等大块固体，软硬不均匀，这种情况下大管棚施工钻孔及其困难且容易塌孔，管棚施工无法正常进行。这时可以采用深孔注浆施工技术取代管棚施工，选用水泥—水玻璃作为注浆材料，并使用注浆机将注浆液压入至质地较软的粉砂层与中粗砂层[6]。其经过凝结固化后，可达到足够的支撑强度，改良复杂地层的土质软硬不均匀的情况，在不影响地上部分地面交通的情况下保证暗挖施工过程中的安全性。
结束语
综上所述，现如今浅埋暗挖通道深孔注浆技术已经被广泛应用于各大城市地铁工程之中，并在实践中不断地得到优化和发展，这种方法便逐渐地被广泛用于城市浅埋暗挖地下工程之中。浅埋暗挖通道深孔注浆施工顺序依次为定孔位、钻机就位、钻进成孔、配制注浆液、后退式注浆、封堵注浆孔，而对于注浆液的配制与孔位每次所注入浆液的用量，操作中需注意的细节等，可根据当地的地址情况与建设工程具体情况因地制宜，灵活变通。对于砂卵石地层与复杂地层的地下建筑，与管棚施工相比，采用浅埋暗挖通道深孔注浆能够更好地控制地面沉降，在不影响地面交通的情况下保障施工过程中的安全性。
参考文献
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