青岛市红岛-胶南城际轨道交通工程二工区 嘉灵区间1#斜井正线马头门地表注浆加固方案
5 地表注浆加固设计及工艺流程
5.1钻孔布置
钻孔方式采用地表垂直钻孔，采用两序钻孔布置，第I序钻孔为正常注浆孔，第II序钻孔为检查及补充注浆孔。I序钻孔孔间距为2m，II序钻孔内插I序钻孔，注浆范围为加固范围上边界以下区域。施工过程中先对第I序钻孔进行注浆，第I序钻孔注浆结束后，对注浆薄弱区域选择部分II序钻孔进行注浆效果检查并对注浆效果较差的区域进行补充注浆，注浆钻孔布置见图2~图4。
图2 地表钻孔布置平面图
图3 钻孔布置横断面图
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图4 钻孔布置纵断面图
5.2钻孔结构设计
在本工程中，保证注浆加固效果的关键是确保注入的浆液都留存在目标加固区域内，目标区域内的有效注浆量与注浆加固效果紧密相关。为防止浆液在钻孔浅部进入地层造成无效的浆液扩散，保证浆液在钻孔注浆段区域内注入地层，采用隔压膨胀模袋隔断浆液的向上扩散通道。
隔压膨胀模袋的工作原理为：隔压膨胀模袋长度为3m，在注浆之前，向隔压膨胀膜袋中注入膨胀性浆液，使模袋膨胀并压紧钻孔周边地层，通过模袋对目标注浆层以上的土体进行挤密加固，膨胀模袋与土体挤密加固区域形成止浆岩盘使浆液不能由出浆区域向上返浆。隔压膨胀模袋只允许浆液由钻孔注浆段进入地层，从而实现浆液在目标区域的有效留存，为实现浆液的有效留存提供充分保障。
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图5 钻孔结构剖面图
5.3 配套注浆工艺
5.3.1 深部定域控制注浆工艺（专利号2014100387512）
随着注浆钻孔深度增加，浆液在钻孔内的运移时间延长，往往会造成浆液在到达目标注浆加固区域之前在孔内凝结；若较大范围增加浆液初凝时间又会牺牲浆液固结强度和注浆加固质量。注浆设计终压随钻孔深度增加呈递增趋势，深部薄弱区较高的注浆压力会通过浆液直接作用在浅部地层上，在地层弱势面重新产生劈裂，造成对浅部地层的重复注浆，而难以把浆液全部准确输送到深部的注浆薄弱区并只对其注浆加固。
如图6所示，深部定域控制注浆工艺结合速凝类浆液粘度变化特点，针对软弱介质不同深度段的加固要求，通过定域输浆管可实现浆液在初凝时间内进入深部注浆薄弱区，该工艺可以控制深部注浆浆液扩散范围、扩散距离及浆液凝胶时间，达到较好的扩散加固效果。
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图6 定域控制注浆工艺原理
5.3.2 隔压渗透封固注浆工艺（专利号ZL2012105831322）
隧道上部第四系及强风化凝灰岩结构较为松散，强度较低，在必要时需要进行套管封固，在对套管封固注浆操作中会因注浆压力扰动，破坏本来就软弱的地层，造成地层变形甚至破坏，故采用隔压渗透封固注浆工艺。如图7所示，隔压渗透封固注浆工艺通过向隔压膨胀注浆器内注入速凝固结材料使膨胀布涨开并紧密压合在钻孔孔壁上，隔离软弱地层段，杜绝了注浆过程中注浆压力对软弱地层的扰动破坏，避免了注浆过程中引起的地层变形，并通过注浆管对裸孔段进行正常注浆。
裸孔孔口管膨出后钻孔膨胀止水器引流管固定塞引流管注浆软管高压阀门岩壁 图7 隔压渗透封固注浆工艺
5.4 具体施工步骤
5.4.1 施工准备
正式进场施工前，移除绿化带植被及施工场地障碍物，硬化地表，建立地面制浆站；同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地的“三通一平”；修建排污系统将废浆液引入沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放，沉淀的泥土则在开挖基坑时一并运走。
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