地鐵隧道地層注漿預(yù)加固施工措施分析

劉江

摘要：隨著我國(guó)地鐵項(xiàng)目建設(shè)的速度越來(lái)越快，對(duì)地鐵施工的要求也越來(lái)越高，尤其是地鐵項(xiàng)目對(duì)城市居民的影響要盡量降到最低。這就意味著傳統(tǒng)成熟的明挖式施工不再滿足日益緊張快捷的城市生活生產(chǎn)，暗挖式施工已經(jīng)成為城市地鐵施工的王要形式。在地鐵暗挖式施工中，隧道支護(hù)又是保障地鐵施工質(zhì)量和施工安全的關(guān)鍵，而隧道地層注漿預(yù)加固施工技術(shù)，又是保證支護(hù)穩(wěn)定性的重要環(huán)節(jié)。本文以地鐵隧道施工為主要論題，就其地層注漿預(yù)加固施工措施，從注漿管施工方法和超前注漿施工技術(shù)兩方面簡(jiǎn)要探討。

關(guān)鍵詞：地鐵;隧道地層;注槳預(yù)加固;施工措施

一、注漿管施工方法

（一）鋼花管加工

用于注漿的鋼花管為有孔鋼花管，以便于水泥漿液進(jìn)入巖層。為了保證施工質(zhì)量，需要注意鋼花管的加工工作。一般來(lái)講，用壁厚4mm、φ42的熱軋無(wú)縫鋼管加工超前小導(dǎo)管，與很多鋼花管一樣，超前小導(dǎo)管的端部也應(yīng)當(dāng)是錐形的。如此設(shè)計(jì)主要是為其進(jìn)入巖層較為方便，且防止?jié){液前沖。在小導(dǎo)管的中間部位，應(yīng)當(dāng)布置直徑為10mm的溢漿孔，布置形式呈梅花形，間距150mm。為防止漏漿，應(yīng)當(dāng)在尾部1m范圍內(nèi)停止布置溢漿孔，同時(shí)在末端焊φ6環(huán)形箍筋，保證小導(dǎo)管的端部安全，便于注漿管的連接。

（二）鋼花管注漿加固范圍及布設(shè)

鋼管的布置范圍通常為φ42×4，L=3.5m，環(huán)向間距0.35m，拱部120°。為保證其能夠達(dá)到超前支護(hù)的效果，鋼管應(yīng)從鋼架下穿過(guò)，并且其仰角和外插角應(yīng)控制在5-7°內(nèi)。小導(dǎo)管鉆孔時(shí)，利用手風(fēng)鉆和小導(dǎo)管鑿孔。鉆孔時(shí)可采用普通鉆桿，為保證其成孔后的孔徑略大于鋼管，選擇合適的釬頭當(dāng)作鉆頭，一般來(lái)講，鋼管的直徑為3-5mm。要對(duì)鉆孔位置和鉆孔角度嚴(yán)格控制，在施工過(guò)程中，對(duì)于孔位和角度偏差較大的情況，應(yīng)當(dāng)及時(shí)糾偏，保證施工質(zhì)量的可控性。同時(shí)，小導(dǎo)管可以令實(shí)際鉆孔深度比設(shè)計(jì)深度大100mm，從而可以保證其滿足實(shí)際鉆孔深度不小于設(shè)計(jì)95%的設(shè)計(jì)要求。另外，小導(dǎo)管安裝完畢后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行清潔工作，尤其對(duì)孔洞周圍的裂縫要用塑膠泥進(jìn)行封堵，對(duì)于深度和寬度較大的裂縫，應(yīng)當(dāng)利用混凝土噴射完成裂縫封堵，保證孔洞周圍巖體的完整性和孔口的封閉性，防止因縫隙而引發(fā)的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定現(xiàn)象，從而導(dǎo)致孔口坍塌。小導(dǎo)管的安裝工作質(zhì)量需要專業(yè)人員進(jìn)行檢查，檢查合格后方可簽字進(jìn)行下一步工作。

（三）注漿

水泥砂漿是鋼花管注漿的主要材料，實(shí)際施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)條件，選擇合適的配合比和添加劑，以保證其施工質(zhì)量滿足后續(xù)施工要求和設(shè)計(jì)要求。注漿時(shí)要保證其壓力能夠滿足泥漿推進(jìn)，也能夠保證周圍巖體的穩(wěn)定性，一般取0.6-1.0Mpa的壓力，注漿過(guò)程中，要時(shí)刻觀察掌子面圍巖情況。砂漿需在現(xiàn)場(chǎng)制備，制備時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制配合比，監(jiān)理人員應(yīng)當(dāng)做好旁站工作，記錄材料使用情況和配比合理情況。同時(shí)做環(huán)境監(jiān)控工作，對(duì)濕度、溫度、氧氣濃度、瓦斯?jié)舛鹊惹闆r充分掌握，保證其在施工過(guò)程中做出相應(yīng)調(diào)整有據(jù)可循。要保證現(xiàn)場(chǎng)注漿的連續(xù)性，采用雙漿液注漿機(jī)，當(dāng)出現(xiàn)有串孔和漏漿現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，可采用間隔一段時(shí)間后再行補(bǔ)注的方式繼續(xù)進(jìn)行注漿工作。通常配合利用群管注漿技術(shù)，提高注漿效率。注漿管連接好后，注漿前先壓水試驗(yàn)管路是否暢通，然后開(kāi)動(dòng)注漿泵，將漿液通過(guò)小導(dǎo)管壓入地層。

（四）拱架立設(shè)和噴射混凝土

作為承載豎向載荷最佳的方式，拱的應(yīng)用是注漿預(yù)加固施工的首選。一般來(lái)講，支護(hù)形式通常以混凝土噴錨施工為主，將錨桿、鋼筋砼結(jié)構(gòu)和圍巖結(jié)合為一個(gè)整體。所以在預(yù)加固過(guò)程中，一定要保證拱架的垂直度，而且拱架的形式要盡量符合合理拱軸線。同時(shí)做好鎖腳、錨桿等，并按照設(shè)計(jì)掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片，進(jìn)行噴神混凝土施工

（五）安全、質(zhì)量控制

首先，根據(jù)施工合同條款要求和設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)要求，合理選擇符合要求且性價(jià)比高的設(shè)備。鋼花管的生產(chǎn)廠家也應(yīng)當(dāng)是符合合同規(guī)定的，通過(guò)公開(kāi)招標(biāo)或權(quán)威部門指定的廠家。保證施工的連續(xù)性和可操作性，避免因設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題而拖延進(jìn)度。其次，鉆孔前應(yīng)先清除掌子面危巖，然后采用噴射混凝土進(jìn)行封閉，以保證施工人員的安全，確保注漿作業(yè)時(shí)封閉的掌子面能起到止?jié){墻的作用，隨時(shí)注意掌子面噴射混凝土的開(kāi)裂情況。

二、超前注槳施工技術(shù)

（一）水泥漿

水泥漿是最廣泛應(yīng)用的也是一般地層條件下適用的注漿材料，被大量應(yīng)用于無(wú)水的中粗砂層及礫砂、卵石層中。一般來(lái)講，其水灰比為1.2：1或0.8：1，為加快其初凝時(shí)間，還可以添加一定濃度的速凝劑。泥漿的優(yōu)勢(shì)是明顯的，其制備設(shè)備要求較低、制備成本較少、制備過(guò)程簡(jiǎn)單、制備條件要求不高、性能較好。但對(duì)于復(fù)雜地質(zhì)條件，尤其是凝結(jié)速度要求較高的情況下，泥漿的局限性便顯露出來(lái)。

（二）水泥一水玻璃雙液漿

水泥一水玻璃雙液漿簡(jiǎn)稱為C-S漿，水灰比通常為1：1或1.5：1，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，需要加入緩凝劑以調(diào)整其初凝時(shí)間，一般添加濃度1%-3%的緩凝劑。雖然該漿液能夠有效提高結(jié)石效率，結(jié)石強(qiáng)度也有保證，但其缺點(diǎn)也是明顯的。該漿液應(yīng)用過(guò)程較為復(fù)雜，且注漿設(shè)備成本較高，尤其是兩個(gè)注漿管的進(jìn)漿量無(wú)法保證達(dá)到設(shè)計(jì)要求的比例，進(jìn)而無(wú)法保證初凝時(shí)間，注漿效果也難以達(dá)到可控性，注漿效果未達(dá)到設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)也無(wú)法及時(shí)察覺(jué)。

（三）改性水玻璃漿

改性水玻璃漿是在弱堿性水玻璃的基礎(chǔ)上，運(yùn)用化學(xué)手段，改變其酸堿值，利用稀硫酸將其改變?yōu)槿跛嵝浴ｋm然其在實(shí)際使用過(guò)程中有制備方式簡(jiǎn)單、成本低、性能好等特點(diǎn)，但是因其內(nèi)含物質(zhì)的特性，改性水玻璃漿具有一定危險(xiǎn)性，存在一定的施工安全隱患。且因其改性物質(zhì)為稀硫酸，極易揮發(fā)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)人員身體健康造成損害，也無(wú)法長(zhǎng)期保存。

三、結(jié)語(yǔ)

隧道開(kāi)挖前必須進(jìn)行注漿工作，并且注漿工作中，需要為泥漿凝結(jié)留出足夠的時(shí)間，保證圍巖的穩(wěn)定性。在實(shí)際施工中，施工技術(shù)人員需要對(duì)注漿預(yù)加固施工的每一個(gè)環(huán)節(jié)有充分的了解，對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢查，保證其在操作過(guò)程中的連續(xù)性，從而保證注漿工作的質(zhì)量。相應(yīng)的技術(shù)要點(diǎn)應(yīng)在施工技術(shù)交底中有詳細(xì)交代，確保技術(shù)人員有據(jù)可依，誤差范圍得到有效控制。施工管理人員也應(yīng)當(dāng)對(duì)施工組織計(jì)劃充分了解，對(duì)注漿工作有明確的認(rèn)識(shí)，保證其施工過(guò)程的工期可控和成本可控，確保其在達(dá)到預(yù)期施工效果的同時(shí)也達(dá)到經(jīng)濟(jì)性的目的。

參考文獻(xiàn)：

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