富水软弱地层加固处理方法研究

富水软弱地层加固处理方法研究

在地下工程的修建中，往往会遇到软弱、松散以及富水地层等情况，因此，在地下洞室开挖前采用超前加固辅助工法对地层进行加固和防水处理已经得到非常广泛的应用，本文将对常见地层加固方法施工原理和使用条件进行研究。

标签：软弱地层；加固；水平旋喷

目前，地层加固的方法主要超前小导管、大管棚加固、深孔注浆、水平旋喷桩加固和冻结法加固等等，实际工程中应根据工程的地质条件、周边环境以及技术经济等情况进行适应性分析，选用合适的加固措施。

标签：工程；地层；加固

1、水平旋喷桩

水平旋喷超前支护作为隧道超前支护的一种方法，其使用对于消除施工前期的土体变形起到了积极的控制作用。由水平旋喷桩形成的拱棚结构的支撑作用，从而使周围土体得到加固，提高其抗渗性能，限制了围岩应力的释放，保证了隧道工作面的稳定。水平旋喷超前支护的作用有防塌方、阻断沉降作用、提高土层物理参数，增大地层自稳能力，使得水平旋喷固结体与其周围的土体成为一个整体，从而极大地增强了土层的自稳能力。在隧道穿越施工中，如隧道穿越重要建筑物、重要管线等得到广泛应用。可适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地层。对于含大粒径块石、大量植物有机质、以及地下水流速过大和已涌水的场地，应根据现场适应结果确定其适用性。

水平旋喷作为一种先进的高压灌浆加固技术，可以适应于既有建筑物和新建建筑物地基加固，深基坑、地铁等工程的土层加固或防水，其主要的适用范围包括软土地层隧道预支护，线路工程、机场、特殊场地的地基加固，土层锚固或土钉支护，快速治理中小型滑坡等。

在目前的软弱富水地层中开挖隧道中，許多工程均采用了水平旋喷桩技术对地层实施加固，改善富水区域的渗水情况，以保证工程的安全施工。深圳地铁大剧院～科学馆区间、草桥热力外线隧道、北京地铁5号线崇文门-东单区间隧道和兰渝铁路桃树坪隧道均采用了此种方法进行加固。

2、后退式注浆技术

在超前预注浆施工工艺中可分为全孔一次性注浆以及分段式注浆，一般而言，对于孔深小于6m或者地层裂隙较均匀的地层可以采取全孔一次性注浆，直接将注浆管路接在孔口管上，或在孔口处设置止浆塞，利用孔口管进行全孔注浆施工；而对于孔深大于6m的深孔注浆，为了适应软弱破碎围岩和裂隙不均匀地

层，保证注浆质量，需要将注浆全孔分为若干段进行注浆，同时，根据钻孔和注浆的顺序区别，又可以分为分段前进式和后退式注浆两种。

通常情况下，对于围岩局部破碎但可以成孔的岩层，可以采用后退式分段注浆，一次性钻至全孔深，然后在孔内设置止浆塞，从孔底开始，对一个注浆段进行注浆，第一分段注浆完成后便后退一个分段长度进行第二分段注浆，如此循环作业，直到将整个注浆段完成，每个注浆分段长度宜取0.6～1.0m，汤山隧道出口病害处理和马鞍山隧道应用此种方法。

3、定向钻进技术

水平定（导）向钻进技术利用专门的水平定（导）向钻机以可控钻孔轨迹的方式，在不同地层和深度进行钻进并通过监测和控制手段抵达设计位置的施工方法。定向钻进和导向钻进之间并没有严格的界限。由于小型定向钻进设备的结构和性能、轨迹的测量控制与大中型的有所区别，国际上通用的分类方法是将直径较小、穿越较短的小型定向钻进称为导向钻进，而将直径较大、穿越较长的大中型定向钻进称为定向钻进。

与传统开挖技术相比，定向钻进技术在应用上具有以下优势，不开挖路面，可以尽量避免开挖施工对居民正常生活的干扰，以及对路面交通、周围环境的破坏和不良影响，使得城市建设文明程度有所提高；通过不开挖施工，使得无法开挖（河流、建筑、重要交通干线）和不宜开挖（主干道、闹市区、古迹、重要场所）地段的铺管得以实施。 定向钻进可以按最短的合理路径穿越河流、湖泊、铁路、公路、城市建筑物等，施工效率高，节约材料消耗，降低施工费用；水平定向钻进铺管技术可以高精度地控制施工方向、埋深，实现曲线钻进，并可使管线绕过地下障碍；具有较好的经济效益和社会效益，在可比性相同的情况下，在管道铺设方面，非开挖管线铺设的综合经济效益和社会效益均低于开挖施工，管径越大、埋深越大时越明显。

在应用方面，定向钻进技术适用性非常广泛，且随着该技术的日趋成熟，应用范围也在不断扩宽。目前，不仅仅是在非开挖领域中实现管线的铺设，如给排水、石油天然气管道以及店里通信管道等等，还可以用于地下矿探、冶金工程、石油开采等领域。此外，在各种地基处理和环保工程中也得到了大量的应用，如水平钻孔注浆进行地层加固、利用水平钻孔降排地下水等等。北京地铁10号线牡丹园站-健德门站区间隧道为暗挖施工隧道，焦煤集团赵固一矿 11151 工作面采用了定向钻进技术进行煤层底板超前注浆加固应用。

4、冻结法加固

冻结法土体加固处理是利用循环注入土体中的致冷剂与土体发生热交换，使土层温度降低到孔隙水冰点以下，孔隙水发生冻结结晶，土体强度急剧增大、土体成为不透水的冰土胶结体的处理方法。

冻结法的加固效果与渗透系数有关，当土的天然含水量不小于1%，几乎都

能取得良好效果。但当流进冻结区水流所提供的能量的速率大于冻结设备所能吸收的能量时，冻结法将失效。一般认为，循环致冷不得用于地下水流速超过1.5m/d的土层；液氮致冷不得用于地下水流速超过50m/d的土层。

王春艳，女，19900319，汉，四川宜宾，道路桥梁方向，四川城市职业学院。