砂层使用化学灌浆进行地质改良的效果研究

研究区域为高铁林口隧道路线位于中国台湾省桃园龟山乡，全长6482.5公尺，其中钻掘总长 6406公尺，隧道主要由巨厚之砾石层，含各层厚度约 10 公尺且延续性极佳的沉泥层和红土层组成，地质年代属年轻的第四纪地层，是为未固化地层，砾石层内偶夹有延续性极佳的沉泥层，而此沉泥层却造成施工极大困难。全线均有大量地下水，开挖面水量1000-1500 lhr/min，透水系数为3×10-3 cm/sec，遭遇地下水时，砂质沉泥立刻软化甚至溶解，大地应力方向以垂直为主，故变位行为都以沉陷出现，极少出现断面挤压。在本研究中，我们发现利用药液渗透对颗粒非常细小的地层(如黏土层)进行地质改良较为困难。然而，相比之下，对于砂层而言，药液的灌浆压力和膨胀压力使砂层压缩更加紧密，从而排除了孔隙间的涌水。因此，这种方法可以降低砂层的透水性系数，从而达到减少开挖区域涌水量的效果。为证明上述效果，将改良后的砂与黏土采样进行土质试验，砂的含水百分比在改良前 18.7%与改良后的13.9%变化很大，而黏土 19.0%及 19.2%并不明显，这可证明化学灌浆对砂层的改良是有效果。