分离岛地铁站是近年来在复杂环境条件下出现的新型站点结构类型，其结构特征是上下站分离，分别设置在各个洞内的线路分别通过无视的两个侧孔，站点各洞间通过联系通道实现客流连接和交换。该结构一般为浅埋、大跨度、动载、弱地层条件下建设的小净距群孔结构，由于围岩差，隧道挖掘后，孔间的土柱在多次干扰和地层负荷下容易塑化。因此，施工过程中如何确保洞间土柱的稳定是分离岛式地铁车站能否暗挖成功的关键技术之一。为增强围岩体整体稳定性，提高其抗渗性，改善车站结构各硐室的整体受力性能，填充初支背后裂隙，控制地层变形，减小地面沉降，需要对洞间土体进行径向注浆加固。

1工程概况

1．1车站结构

某车站主体采用单跨三洞地下局部双层分离岛式结构，南北向布置，中间为双层结构，两侧站台为单层结构，三洞间以通道相连，见图1所示。车站总长169．2m，总宽度46．7m，线间距40m；中洞为单跨双层结构，埋深8m，宽度14．4m，高15．5m，采用洞桩法施工；侧洞为单跨单层结构，埋深14m，开挖宽度10．810m，高度9．435m，采用CRD法(交叉中隔壁法)分为两层4个导洞施工；中洞与侧洞最小净间距仅为4．54m。

1.2工程地质和水文地质

站主要通过第四纪新世冲洪积层和第四纪晚更新世冲洪积层，地层从上到下依次为粉质粘土③1、粉细砂③3、中粗砂④4、圆卵石⑤、粉质粘土⑥中洞拱部、底部为粉质粘土，边墙为砂卵层，调查未测定上层滞水，但车站上部为砂质粉土③层，夹粉细砂③3层，地下管道泄漏可形成上层滞水，分布极不均匀，对暗挖施工影响较大。潜水埋入深度为16.94~l8.61m，保存在砂砾⑤层和中粗砂⑤1ZC中，潜水含水层位于结构中部，影响主站体结构施工。压力水埋入深度为23.83~25.58m，位于结构底板附近，局部加深段高于结构底板。承压水顶部的砂质粉土⑥2层，受水位变化的影响，施工时容易液化。

2土体加固的目的

车站主体中孔与侧孔之间的间隔仅为4.5~6m，其主要地层为圆石卵石⑤层、粉质粘土⑥层、粘土⑥1层、粉土⑥2层，均为六级围岩。其中粉质粘土⑥层、粘土⑥1层、粉土⑥2层大部分布有承压水，有一定的透水性，在地下水作用下易发生涌水、涌砂甚至突水等现象；中侧洞围岩体中圆砾卵石⑤层土体的稳定性较差，且局部为潜水含水层，透水性较好，在地下水作用下易发生涌水、流沙、坍方等现象。

为解决以上可能发生的涌水、流沙、坍方等问题，增强围岩体整体稳定性，提高其抗渗性，改善车站结构各硐室的整体受力性能，确保群洞施工安全，需要对洞间土体进行径向注浆加固。

3土体加固的方法

3．1加固机理

中侧洞间土体采用径向注浆加固，径向注浆就是对硐室围岩体进行的注浆，应根据围岩体性状选择注浆方式。一般来说，裂开注入适用于土粒小、渗透性小的粘土层，渗透注入适用于渗透性好、孔隙率大、粒子在0.5mm以上的砂砾层。结合光华路车站中侧孔围岩体地质状况，粉碎砂一粘土层根据破裂注入原理，采用袖阀管进行后退式分段注入的中粗砂一砂砾层根据渗透注入原理，采用钢花管进行全孔一次注入。

袖阀灌浆是采用预埋具有单向止浆阀的管材，实现一次成孔多次灌浆的目的，灌浆通过灌浆泵加压后，从袖阀管灌浆管段的灌浆孔进入地层，当压力逐渐增大到一定程度时，再加压浆沿地层结构产生初期的灌浆流动，此时由于灌浆量小于吃浆量，压力自动恢复到平衡状态，持续的灌浆在持续压力的作用下使灌浆不断向外延伸，灌浆在土体中形成抗剪能力强的波浪网状脉复合体，增强了整个围岩的稳定性，提高了其耐渗透能力。

钢花管径向注浆加固主要是注浆管周围通过浆液渗透在附近形成坚固的注浆柱体，相邻注浆管周围的注浆柱体相互连接，形成连续的注浆固结体。同时，注入管与渗透、扩散注入液一起形成抗剪强度高的桩体，起到锚固的作用。

3.2施工方法

车站中侧孔间土体加固断面长度共140m，需加固土方12156.2m3，其中4358.2m3粉碎砂一粘土层需进行浆液扩散R=0.4m的浆液施工，其馀7798m3

土体加固工程分为两部分进行。第一部分是在南北横通道内注入中侧孔间土体两端3m范围进行加固，目的是形成止浆壁。束缚中间需要注入加固的土体，提高注入效果，保证注入施工的安全性，因此该段土体在注入技术中采用低流量、高压力缓慢注入。第二部分是在侧孔内加强中间剩馀土体的注入。这个段落的注入工程在侧孔有挖掘尺后立即进行。

3.2.1施工参数

3.2.2施工顺序

中侧孔间需要注入的土体从上到下主要分为两层:上层为中粗砂一卵石层，下层为粉碎砂一粘土层。原则上，根据挖掘情况，在一定范围内加固上层土体，形成防护盖，保护地表安全，然后根据浇注设计要求加固下层土体。

孔与孔之间的注浆施工要采取两序孔间隔作业。注浆施工时，偶数孔以控制注浆量为主，奇数孔以控制注浆压力为主。

3．2．3施工流程

注浆工艺的选择为在侧洞初期支护施工时预埋PVC定向孔口管，待初期支护完成后，沿前期预留的孔口管的角度和位置，使用地质钻成孔，然后顶入注浆管进行注浆。

施工工艺流程为：施工准备→确定孔位、测量放点→施作PVC导向孔口管→风钻成孔→成孔后顶入袖阀式钢管进行后退式分段注浆(或钢花管进行全孔一次性注浆)→注浆施工的同时。进行地表和洞内监控量测→达到注浆设计要求，停止注浆。

3.2.4安全控制

注入施工中，加固地板的安全控制主要采用监视测量和人工巡逻的方法。监控测量是最主要的控制加强地层变形的措施。该方法通过监测注射区域附近的地表和洞内，可以正确理解注射工程中地层的微小变形状况，及时预报危险状况，预防未然。人工巡逻是在注浆施工中安排人工在地表和洞内不断巡逻，巡逻人员发现突然出现的危险情况。及时通知注浆人员停止注浆，分析原因、采取措施，将险情造成的损失降至最低。这两种措施合理安排、互补，构成了比较完善的控制地面变形的安全体系。

4加固效果评价

注浆效果评价是决定注浆加固工程是否达到预期效果的主要依据，可采用P1Q1t曲线分析和直接钻孔的方法。

采用钻孔检测的方法，地面改良的效果比较直观，但随机性大。根据现场钻孔显示的地质状况，注入结束后，可以通过分析法结合注入过程中的P1Q1t曲线分析和反算注入后地层的注入率来判断注入效果。本工程要求单孔吻合正常的P一Q一t曲线在60％以上为合格，每个注浆单元要求整体吻合。反算方法要求地层注入填充率在50%以上合格。以粉砂粘土地层为例，说明注入加固效果的评价。

4．1P一Q一t线分析

施工选取一个试验段，在注浆过程中，粉细砂一粘土层出现的P一Q一t曲线形式。

注浆施工过程中p―t曲线和Q―t曲线均呈波动性。开始注入时，注入压力为0，注入速度为48L/min，主要是注入管的过程。之后，注浆压力不断上升，注浆速度不断下降，这个过程是开始将注浆管周围的土层冲开，通过破裂和剪切注入地层。随着浆液的注入，地层密度提高，注入压力上升到1.4MPa，注入速度下降到l0~15L/min。持续一段时间后(约1min)，浆液开始沿着浆液管前进，打开新的溢出孔，浆液压力下降，浆液速度上升，这种变动持续几个循环后，浆液加固的地区被填充，浆液压力持续在1.5MPa，浆液速度持续在0~10L/min注浆施工所表现的P―Q―t曲线符合所制定的注浆结束控制标准。

4．2地层填充率反算

选取段总计的注浆量为124．3m3,计算得注浆加固体体积为360m3，根据勘察报告，取土体的孔隙率为30％。由下式可计算出地层的浆液填充率。

σQ=V，a(1+β+γ)

式σ，q为总注入量(m3)v为注入强化体积(m3)n为地层孔隙率，取0.30的a为地层浆液填充率(%)β为浆液损失率(%)，取15%

a=85.3%。可以看出，土体的裂缝已经充分填充，地面已经得到了良好的注浆加固。

4.3注浆前后地层渗透系数计算

根据注浆试验和现场注浆情况，采用以下公式计算注浆前后地层渗透能力。

式中，k为渗透系数(m/s)；ω为地板单位的吸水量[L(minm.m)]；L为注水段长度(m)；γ为注水孔半径(m)；为注水(注水)稳定流量(L/min)；为注水压力(MPa)。

取前=30L/min、后=7L/min、前=0.1MPa、后=1.0MPa、L=4.5m、γ=0.016m(内径为φ32mm)。计算注入前后地层渗透系数的比例为

K前/K后=42.86

注入后地层渗透系数下降一个数级，其渗透性明显提高，取得了良好的注入加固效果。

5结语

站中侧孔间土体采用径向注浆加固技术，土体物理力学指标大大改善，增强了围岩体的整体稳定性，提高了其抗渗性。进一步的施工实践证明，分离岛式地铁站采用洞间土体加固技术，可明显改善站结构各隔壁室的整体受力性能，控制地层变形，减少地面沉降，保证施工安全。

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