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深孔注漿技術(shù)在地鐵穿越既有建筑物中的應(yīng)用研究

文檔作者：李雷文檔來源：北京住總集團有限責(zé)任公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年05月08日
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１　０２
施　工　技　術(shù)
ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
２０１４ 年８ 月上
第４３ 卷　第１５ 期
ＤＯＩ：１０?? ７６７２／ ｓｇｊｓ２０１４１５０１０２
深孔注漿技術(shù)在地鐵穿越既有建筑物中的應(yīng)用研究
李　雷
（北京住總集團有限責(zé)任公司，北京?。保埃埃保保埃?
［摘要］ 通過對北京地鐵１４ 號線地質(zhì)情況及工程難點的分析，調(diào)整注漿施工措施，采用深孔注漿的施工工藝進行
地層超前加固施工，并克服了砂卵石地層注漿施工難題，對地層變形控制達到了良好的效果，保證了施工及地面建
筑物安全，加快了工程進度，取得了十分顯著的成效。
［關(guān)鍵詞］ 隧道工程；注漿；加固；監(jiān)測
［中圖分類號］ Ｕ４４５?? ４３ ［文獻標(biāo)識碼］ Ａ　　　　［文章編號］ １００２?８４９８（２０１４）１５?０１０２?０３
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｅｅｐ Ｇｒｏｕｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｍｅｔｒｏ Ｃｒｏｓｓｉｎｇ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｐｒｏｊｅｃｔ
Ｌｉ Ｌｅｉ
（Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉ?ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ． ， Ｌｔｄ． ， Ｂｅｉｊｉｎｇ?。保埃埃保保?， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ ｉｎ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｍｅｔｒｏ ｌｉｎｅ １４， ｔｈｉｓ
ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｏｆ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ｔｈｅ ｄｅｅｐ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｉｎ ｐｒｅ?
ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ ｉｎ ｓａｎｄ ａｎｄ ｇｒａｖｅｌ ｓｔｒａｔａ． Ｔｈｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｉｌ
ｉｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｉｓ ｅｎｓｕｒｅｄ． Ｍｏｒｅｏｖｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ
ｉｓ ｓｈｏｒｔｅｎｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｕｎｎｅｌｓ； ｇｒｏｕｔｉｎｇ； ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ； ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ
［作者簡介］ 李　雷，高級工程師，Ｅ?ｍａｉｌ：８７７４８７１６１＠ ｑｑ． ｃｏｍ ［收稿日期］ ２０１４?０３?０２
１　工程概況
北京地鐵１４ 號線暗挖區(qū)間在左、右線下穿既有
建筑物。該既有建筑物總平面大致呈Ｌ 形布置，竣
工于１９８８ 年，分為Ａ，Ｂ 座、３ 層裙樓及１ 層臨建。
Ａ 座地面以上７ 層，無地下室，采用鋼筋混凝土框
架?剪力墻結(jié)構(gòu)；Ｂ 座地面以上６ 層，南側(cè)局部有地
下室（泵房），北段為Ａ 座，長度約為５４ｍ，寬度為
２７ｍ；南段為Ｂ 座，長約３６ｍ，寬１２ｍ。建筑物位于
地鐵１４ 號線區(qū)間隧道的正上方。左右線單線加固
長度９６ｍ，區(qū)間拱頂覆土厚度約為１６ｍ，線間距
１５ｍ。建筑物基礎(chǔ)為柱下獨立基礎(chǔ)， 基礎(chǔ)埋深
５?? ８４ｍ。平面位置關(guān)系如圖１ 所示。
根據(jù)地質(zhì)剖面分析，酒店基礎(chǔ)主要位于②粉土
及②３ 粉砂、細砂層，穿越段暗挖區(qū)間主要位于⑤圓
礫層。覆土地層物理力學(xué)參數(shù)如表１ 所示。
２　工程難點
１）區(qū)間左、右線結(jié)構(gòu)底板地層巖性分布較均
勻、土體整體穩(wěn)定性較好，無軟弱土及特殊土分布。
拱部土層以粗顆粒的砂、卵石土為主，結(jié)構(gòu)松散、自
圖１　平面位置關(guān)系示意
Ｆｉｇ． １?。校铮螅椋簦椋铮?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ａｔ ｐｌａｎ
穩(wěn)性差、無法形成自然應(yīng)力拱，易發(fā)生塌落現(xiàn)象。
２）砂卵石地層開挖施工對建筑物沉降控制，穿
越該建筑物定為特級風(fēng)險源。
３）砂卵石地層自穩(wěn)性差，容易塌孔，成孔困難。
４）砂卵石地層顆粒大，排渣困難，容易卡鉆埋
鉆，鉆具損耗大。
３　隧道施工方法
下穿段采用暗挖法施工，暗挖斷面寬６?? ４８ｍ，高
６?? ８２ｍ，暗挖開挖采用“臺階法”預(yù)留核心土施工，并
加設(shè)臨時仰拱。臨時仰拱形式為：Ｉ２２ａ ＋ ?２２＠ ５００
縱向連接筋＋ ?６?? ５ ＠ １５０ × １５０ 鋼筋網(wǎng)，并噴射
３０ｃｍ 厚Ｃ２０ 混凝土。初支厚度為３００ｍｍ，格柵鋼
２０１４ Ｎｏ． １５ 李　雷：深孔注漿技術(shù)在地鐵穿越既有建筑物中的應(yīng)用研究 １?。埃?
　　　表１　巖土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)
Ｔａｂｌｅ １　Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｓｏｉｌ
地層
序號
巖性
壓縮模量
ＥＳ ／ ＭＰａ
（割線模量
Ｐｚ ～ Ｐｚ ＋１００）
黏聚力
ｃ ／ ｋＰａ
內(nèi)摩擦角
φ ／ （°）
鉆孔樁的
極限側(cè)阻
力標(biāo)準(zhǔn)值
ｑｓｉｋ ／ ｋＰａ
鉆孔樁的
極限端阻
力標(biāo)準(zhǔn)值
ｑｐｋ ／ ｋＰａ
鉆孔灌注
樁的極限
摩阻力
ｆｉ ／ ｋＰａ
分層地基
承載力特
征值
ｆａｋ ／ ｋＰａ
地基基本
承載力
σ０ ／ ｋＰａ
土體與錨
固體極限摩
阻力標(biāo)準(zhǔn)值
ｑｓｉｋ ／ ｋＰａ
① 粉土素填土— ８ １０?? ０ — — — — — —
①１ 雜填土— ０ ８?? ０ — — — — — —
② 粉土７?? ９ １５ ２０?? ０ ４５ — ４５ １４０ １４０ ５０
②１ 粉質(zhì)黏土４?? ７ ３５ １５?? ０ ４０ — ４０ １１０ １１０ ４５
②２ 黏土４?? ０ ４０ ８?? ５ ３０ — ３０ ８０ ８０ ３５
②３ 粉砂、細砂１７?? ５ ０ ２５?? ０ ４５ — ４５ １６０ １６０ ５０
②５ 圓礫、卵石３５?? ０ ０ ３２?? ０ ８０ — ８０ ２６０ ２６０ ８０
⑤ 卵石、圓礫５０?? ０ ０ ４０?? ０ １２０ ２ ０００ １２０ ４００ ４００ １４０
⑤１ 中砂、粗砂３５?? ０ ０ ３０?? ０ ６０ １ ２００ ６０ ３００ ３００ ６５
⑤４ 粉質(zhì)黏土１０?? ０ ２５ ２０?? ０ ５５ — ５５ １８０ １８０ ６０
⑦ 卵石８０?? ０ ０ ４２?? ０ １４０ ２ ６００ １４０ ５００ ５００ １６０
⑦１ 中砂、粗砂４０?? ０ ０ ３２?? ０ ６５ １ ２００ ６５ ３２０ ３２０ ７０
⑦３ 粉土１２?? ０ ２０ ２５?? ０ ６０ — ６０ ２１０ ２１０ ６５
⑨ 卵石１００?? ０ ０ ４３?? ０ １６０ ３ ０００ １６０ ６００ ６００ ２００
??????１ 礫巖４５?? ０ ４０ ３５?? ０ １２０ — １２０ ３５０ ３５０ １２０
　注：壓縮模量②２ 層以上為平均值，②５ ，⑤，⑦，⑨層為經(jīng)驗估算值，其他層為經(jīng)驗值；黏聚力和內(nèi)摩擦角均為經(jīng)驗值
架采用８ 字筋形式， 鋼架間距由０?? ７５ｍ 調(diào)整為
０?? ５ｍ；施工過程中應(yīng)加強對拱腳的處理，每側(cè)各設(shè)
置?３２ ×３?? ２５ 鎖腳錨管２ 根，長１?? ７５ｍ，土方開挖前
在隧道拱部進行深孔注漿。
４　隧道注漿施工措施
針對砂卵石地層黏聚力小，地層反應(yīng)靈敏，容
易坍塌，開挖時成拱性差，地層沉降難控制的特點，
進行注漿加固。
４?? １　原設(shè)計注漿參數(shù)
１）加固范圍　拱部及側(cè)墻上部土體。
２）施工參數(shù)　在區(qū)間拱部及側(cè)墻上部鉆孔，鉆
孔直徑８９ｍｍ，跟管鉆機鉆進成孔。每５ｍ 打設(shè)一個
循環(huán)，每循環(huán)１５ 個注漿孔，環(huán)向間距６００ｍｍ，角度
為１５°，注漿擴散半徑為０?? ７５ｍ，注漿壓力０?? ２ ～
０?? ５ＭＰａ，從里向外逐漸減壓。
３）注漿材料　采用水泥漿，水灰比１∶ １，可根據(jù)
試驗適當(dāng)調(diào)整；套殼料（水∶ 水泥∶ 膨潤土＝ ３∶ １∶ １，
２４ｈ 強度為２ ～３ＭＰａ）；注漿管為袖閥管。
４?? ２　存在問題
１）通過對隧道開挖情況探測及觀察發(fā)現(xiàn)，試驗
段注漿效果不理想，地層變形較大。
２）袖閥管注漿每循環(huán)時間太長，無法滿足流水
施工作業(yè)的需要，嚴重影響工期。
４?? ３　深孔注漿
現(xiàn)場問題論證后，決定采用深孔注漿的施工工
藝進行超前土體加固施工，先施作試驗段。
４?? ３?? １　施工參數(shù)
試驗段長度１０ｍ 一循環(huán)，每循環(huán)１５ 個注漿孔
（見圖２），環(huán)向間距６００ｍｍ，角度１５°，漿液為無收
縮ＷＳＳ 漿液，采用隔孔跳注，壓力控制在２?? ５ＭＰａ
內(nèi)，擴散半徑為０?? ７５ｍ。水灰比：１∶ １ ～ １?? ５∶ １，緩凝
劑摻量１％ ～ ３％；水玻璃３５°Ｂé，水泥漿∶ 水玻璃
漿＝１∶ １ ～１∶ ０?? ８。
圖２　注漿孔布置示意
Ｆｉｇ． ２?。蹋幔铮酰?ｏｆ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｈｏｌｅｓ
４?? ３?? ２　注漿流程（見圖３）
４?? ３?? ３　注漿控制原則
采用定量、定壓相結(jié)合的原則，跳孔注漿，對單
號孔進行定量注漿，提高其擴散范圍，雙號孔進行
定壓注漿，從而提高注漿加固密實度，保證施工順
利進行。
４?? ３?? ４　注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)
注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：①所有注漿孔無漏注；②注漿
效果達到設(shè)計要求；③單號孔達到設(shè)計的注漿量；
④ 雙號孔達到設(shè)計注漿終壓時， 注漿速度
≤５ ～１０Ｌ／ ｍｉｎ。
１　０４ 施工技術(shù) 第４３ 卷
圖３　注漿工法示意
Ｆｉｇ． ３?。牵颍铮酰簦椋睿?ｐｒｏｃｅｓｓ
４?? ３?? ５　注漿效果檢查
注漿施工結(jié)束后，采用地質(zhì)雷達進行注漿效果
檢查，無注漿盲區(qū)存在，并通過開挖面的地質(zhì)狀況
觀察注漿效果。
５　質(zhì)量控制要點
５?? １　鉆孔質(zhì)量控制要點
１）定孔位　要求孔位偏差為± ３ｃｍ，角度允許
偏差≤１°。
２）鉆機就位　對準(zhǔn)孔位后，鉆機不得移位，也
不得隨意起降。
３）鉆進成孔　第１ 個孔施工時，要慢速運轉(zhuǎn)，
掌握地層對鉆機的影響情況，以確定在該地層條件
下的鉆進參數(shù)。密切觀察溢水出水情況，出現(xiàn)大量
溢水出水時，應(yīng)立即停鉆，分析原因后再進行施工。
每鉆進一段， 檢查一段， 及時糾偏， 孔底位
置應(yīng)＜３０ｃｍ。
４）回抽鉆桿　嚴格控制提升幅度，每步≤２０ ～
３０ｃｍ，勻速回抽。
５?? ２　注漿質(zhì)量控制要點
１）注漿材料、漿液配合比應(yīng)符合設(shè)計要求；漿
液應(yīng)攪拌均勻， 未經(jīng)攪拌或沉淀的漿液嚴禁
使用?！?
２）注漿前應(yīng)對注漿泵、灰漿攪拌機和注漿管線
進行檢查，使其處于完好狀態(tài)；一臺泵發(fā)生故障時，
應(yīng)盡快恢復(fù)注漿，以保證注漿質(zhì)量。
３）雙液注漿時，必須使用單向閥的漿液混合
器，嚴禁用其他物件代替，以免造成管路及注漿泵
堵塞。注漿過程中，應(yīng)保持注漿管路暢通，防止因
管路堵塞而影響注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)的判斷。
４）注雙液漿時，要經(jīng)常注意觀察漿液的吸入比
例，測試漿液凝膠時間，確保漿液強度和注漿加固
效果；注漿時按設(shè)計要求控制好注漿量和注漿壓
力；注漿時要做好注漿壓力、注漿量、注漿時間等記
錄工作，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
６　監(jiān)控量測
針對本工程地質(zhì)條件差、工況復(fù)雜、周圍環(huán)境
情況，建立了立體監(jiān)測系統(tǒng)，整個工程施工過程中，
各項指標(biāo)的監(jiān)測均處于預(yù)警值以下。
隧道完成下穿建筑物后，累計沉降最大值地表
為１８?? ９５ｍｍ；管線為９?? ４９４ｍｍ；建筑物為８?? ７８８ｍｍ；
拱頂為６?? ７１ｍｍ；６ 號溫泉國際酒店水平位移最大點
為５?? ９５ｍｍ；收斂累計值最大點為７?? ２５ｍｍ；區(qū)間隆
起累計最大點為６?? ５２ｍｍ。下穿段兩條隧道錯距開
挖，后行隧道對先期沉降的影響約為２ｍｍ。
７　注漿異常問題及應(yīng)對措施
１）注漿過程中發(fā)生串漿時，可采取兩孔同時注
漿。跑漿時可采取縮短凝膠時間，間歇注漿等。
２）注漿過程中，時刻注意壓力和流量的變化，
若吸漿量很大或壓力突然下降，注漿壓力長時間不
上升，應(yīng)查明原因并進行處理。
３）注漿過程中壓力突然升高，應(yīng)及時查找原
因，進行處理，確因漿液凝膠時間過短，則應(yīng)停水玻
璃泵，只注水泥漿，帶泵壓恢復(fù)正常后再進行雙液
注漿。注漿過程中，注意泵壓力的變化及注漿量，
避免大量漿液的流失，若出現(xiàn)壓力不變但注漿量持
續(xù)增大，應(yīng)停止注漿。
８　結(jié)語
地下工程施工為動態(tài)信息化施工，在施工過程
中通過調(diào)整施工措施，達到保證施工安全的作用。
本工程在施工過程中及時調(diào)整了施工工法，滿足了
既有建筑物對沉降的要求。
采用ＷＳＳ 無收縮漿材注漿加固后，掌子面、邊
墻及拱頂在開挖中處于穩(wěn)定狀態(tài)，開挖中觀察到注
漿效果很好，開挖后能形成臨時拱圈，保證了施工
工期要求及地面建筑物的安全，變形控制在規(guī)范范
圍內(nèi)，說明在砂卵石地層中，采用深孔注漿合理、可
靠。對于沉降要求嚴格的項目，采用本工程的注漿
方法是可行的，本工程的成功經(jīng)驗也為今后類似地
下工程施工提供了借鑒作用。
參考文獻：
［ １ ］　施仲衡． 地下鐵道設(shè)計與施工［Ｍ］． 西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版
社，１９９８．
［ ２ ］　鄺建政． 巖土注漿理論與實踐［Ｍ］． 北京：科學(xué)出版社，２００１．
［ ３ ］　程曉，張鳳祥． 土建注漿施工與檢測［Ｍ］． 上海：同濟大學(xué)出
版社，１９９８．
［ ４ ］　張民慶，彭峰． 地下工程注漿技術(shù)［ Ｍ］． 北京： 地質(zhì)出版
社，２００８．
［ ５ ］　ＤＬ／ Ｔ ５１４８—２００１ 水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范［Ｓ］．
北京：中國電力出版社，２０１１．
［ ６ ］　胡群芳，黃宏偉． 盾構(gòu)下穿越已運營隧道施工監(jiān)測與技術(shù)分
析［Ｊ］． 巖土工程學(xué)報，２００６（１）：４２?４７．

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