地鐵暗挖施工中的超前加固技術(shù)

李振強

摘? ? 要：地鐵工程建設(shè)促進了城市的現(xiàn)代化發(fā)展，由于地鐵施工作業(yè)處于地下，整體的施工難度較大，受到地質(zhì)地形、水文條件的限制，很多地鐵工程會采用暗挖施工法。如果地鐵工程采用的是暗挖施工，超前加固技術(shù)的應(yīng)用極為關(guān)鍵，能夠通過超前加固為施工作業(yè)創(chuàng)造安全的作業(yè)環(huán)境，促進地鐵施工目標(biāo)的實現(xiàn)?；诖?，本文以某地鐵工程為例，探討了超前加固技術(shù)在地鐵暗挖施工中的具體應(yīng)用，對工程實踐具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：地鐵工程;暗挖施工;超前加固技術(shù)

1? 引言

地鐵工程的結(jié)構(gòu)型式相對特殊，其施工建設(shè)與現(xiàn)場的環(huán)境條件息息相關(guān)，施工建設(shè)常常會受到環(huán)境因素的很大限制，很多地鐵工程常常會采用暗挖施工法，在這一施工方法下，整體的施工造價相對較高、工期消耗較長，常常存在著諸多的施工風(fēng)險。為了降低施工過程中各類風(fēng)險的出現(xiàn)幾率，保障施工作業(yè)的穩(wěn)步推進，在施工現(xiàn)場常常會采用超前加固技術(shù)，將超前加固與暗挖法充分結(jié)合起來，可以為各項的施工作業(yè)創(chuàng)造相對安全的作業(yè)環(huán)境，保障施工作業(yè)的高效、安全開展。

2? 超前加固技術(shù)現(xiàn)狀

2.1? 管棚支護

管棚支護技術(shù)下，管棚注漿是最為關(guān)鍵的工序，其主要包含了鋼管充填與地層擴散。如果在施工過程中采用的是鋼管充填注漿的方式，管棚不需要開孔，采用高強度水泥砂漿，從底部向孔口開始灌注，或者通過引氣孔的設(shè)置，來保持砂漿的飽滿度，在此注漿過程中，需要將注漿壓力控制在1.0MPa以內(nèi)?，F(xiàn)階段，雖然我國的特長管棚施工技術(shù)已經(jīng)日益成熟，但是，在實際的施工過程中，需要進行管棚的分段設(shè)置，建立專門的管棚工作室，整體的施工難度相對較大。

2.2? 小導(dǎo)管注漿加固

小導(dǎo)管注漿加固的過程中，能夠有效對施工作業(yè)面加以穩(wěn)固，為支護施工創(chuàng)造良好的條件。在施工過程中，小導(dǎo)管注漿加固技術(shù)在自穩(wěn)能力差的砂、砂礫與含水粘性土層中能夠獲得良好的應(yīng)用效果。通常，小導(dǎo)管注漿工序主要包含了封閉工作面、打孔、導(dǎo)管安設(shè)、注漿，施工過程中，導(dǎo)管長度需維持在2.5m～3.5m，將環(huán)向間距控制在0.3m左右。導(dǎo)管布設(shè)將會關(guān)系到施工的效果，在施工作業(yè)過程中，一般需利用鉆孔頂入法，也就是通過螺旋鉆或者自制吹管成孔，通過風(fēng)鉆或者風(fēng)鎬頂入，整體的施工效率較高。這種施工方式下，注漿利用的是止?jié){塞后退式注漿法，所使用的注漿材料主要為無水砂層用改性水玻璃漿液、水泥水玻璃，在注漿過程中，需將注漿壓力控制在0.4MPa～0.6MPa之間。

2.3? 膨潤土注漿技術(shù)

鈉基蒙脫石是膨潤土中的關(guān)鍵構(gòu)成，是由微觀片狀晶體結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的礦物，這些片狀晶體小于2μm，為膠狀，由于其特殊性，可以進行水分子的吸收，進而使得各個分子之間的間距有所增大，在這種情況下，膨潤土的顆粒間逐步膨脹。當(dāng)膨潤土顆粒在吸水以后，分子內(nèi)的電荷達到了飽和狀態(tài)，將會阻止水分子的通過，這種情況下，膨潤土的透水性較低，就有了更強的防水特性。膨潤土注漿技術(shù)的應(yīng)用過程中，防水性能相對較高，其施工成本也遠遠低于其他的化學(xué)注漿材料。

3? 工程概況

以某地鐵車站工程為例，其車站全長696.55m，以主體結(jié)構(gòu)為核心，此部分全長271.5m，配線長度為425.05m。根據(jù)此地鐵車站的設(shè)計施工要求，總體為雙主島式成長，建筑面積達到了4萬平方米以上。在工程作業(yè)現(xiàn)場，設(shè)置了4個豎井、1段明挖段，在配線段由于施工條件的特殊性，采用的是暗挖法施工。

4? 超前加固施工方案的確定

在此地鐵工程項目中，針對暗挖段的施工作業(yè)，需要采用超前加固技術(shù)，由于超前加固施工具有一定的技術(shù)難度，在正式的施工作業(yè)開始之前，必須要進行現(xiàn)場的探測。在本地鐵工程中，采用的是RIS-K2型探地雷達來完成相應(yīng)的探測工作的，根據(jù)探測結(jié)果，專業(yè)施工人員了解了管線的位置、埋深信息，且發(fā)現(xiàn)在暗挖段的雜填土層存在一定的地質(zhì)缺陷，主要表現(xiàn)為孔洞、沉陷以及疏松，這些地質(zhì)缺陷都將會影響正常的施工作業(yè)。根據(jù)有關(guān)的工程實踐，必須在施工過程中對不良地質(zhì)加以必要的處理，否則，一旦沒有進行相應(yīng)的施工處理，將會增大施工時的坍塌、冒頂?shù)仁鹿省，F(xiàn)階段，對地層的加固處理多以注漿技術(shù)為主，不良地質(zhì)的埋深雖然距離地面相對較近，但是，極易影響路面的正常交通，需從暗挖的施工掌子面開始實施超前注漿。由于在施工現(xiàn)場的地下管線極為密集，再加上管線周邊的土層相對松散，一旦出現(xiàn)滲漏水問題以后，將會造成管線周邊嚴(yán)重的空洞現(xiàn)象，如果應(yīng)用注水泥漿加固處理的方式，就可以在漿液凝固以后將管線加以包裹，而這會造成管線的損壞。經(jīng)過相應(yīng)的試驗，應(yīng)用水泥膨潤土注漿施工加固更為實用，使得水泥膨潤土漿液能夠滲入土層中，實現(xiàn)與土層的有效融合，進而保障良好的加固施工效果。

5? 超前加固技術(shù)的具體應(yīng)用

5.1? 加固范圍

在此地鐵工程中，超前加固技術(shù)應(yīng)用的是膨潤土注漿技術(shù)，為了使得這種技術(shù)應(yīng)用能夠符合加固施工的要求，專業(yè)的施工人員需在施工作業(yè)開始之前，結(jié)合施工的具體要求，確定注漿加固的具體范圍與位置。根據(jù)地質(zhì)雷達探測的結(jié)果，確定施工段內(nèi)的不良地質(zhì)段，進行不良地質(zhì)段的定位，在開挖施工時做好測量，當(dāng)快要掘進到不良地質(zhì)段時，采用超前注漿加固技術(shù)。對于給排水管線的窨井底部必須要實施注漿加固處理，而對于使用時間較長的排水管線，在施工時一般需實施全段加固。

5.2? 封閉掌子面

在開挖施工作業(yè)中，當(dāng)開挖到加固區(qū)域前方5m的位置時，利用噴射混凝土的方式來完成拱部的初步支護，在這種情況下，暫時停止開挖作業(yè)，并利用網(wǎng)噴方式來進行掌子面的封閉，這一處理過程主要是為了避免在拱頂上方實施高壓注漿加固時對掌子面穩(wěn)定性造成的不利影響。

5.3? 安裝注漿導(dǎo)管

注漿導(dǎo)管必須要在初步支護噴射混凝土的強度滿足一定標(biāo)準(zhǔn)后進行，這主要是由于加固區(qū)域距離掌子面的距離較遠，必須要安裝7m～8m的長導(dǎo)管，而在長導(dǎo)管安裝時，需利用風(fēng)鎬頂進。導(dǎo)管貫穿加固區(qū)域，在進入加固區(qū)域時，需在導(dǎo)管壁上進行注漿孔的開設(shè)。在注漿導(dǎo)管的安裝階段，導(dǎo)管數(shù)量需嚴(yán)格按照加固區(qū)域內(nèi)的面積大小、性質(zhì)來決定。

5.4? 制漿、注漿

由于此工程現(xiàn)場的特殊性，在實際的施工作業(yè)中，采用的是開挖與注漿同步進行的方式，需將注漿機置于開挖面后15m的區(qū)域，將施工時需使用的水泥與膨潤土存在料庫中，需要時隨取隨用。在注漿導(dǎo)管的安裝作業(yè)結(jié)束以后，方可進行制漿，使用機械攪拌的方式，以保障漿液較高的拌和質(zhì)量。在注有水的攪拌桶內(nèi)使用攪拌棒來完成漿液的攪拌，將攪拌時間控制在3.5min以上。攪拌好的漿液必須在初凝之前使用完，注漿時需要對注漿壓力加以科學(xué)控制。由于超前加固技術(shù)應(yīng)用時的注漿量具有不確定性，如果壓力過大，極易造成管線的損壞，甚至?xí)σ延械孛娈a(chǎn)生極為不利的影響，因此，在實際的注漿作業(yè)時，需實時監(jiān)測注漿壓力的變動情況

6? 結(jié)束語

近年來，隨著地鐵工程建設(shè)項目的增多，在整個的地鐵施工過程中，由于現(xiàn)場條件的特殊性，很多工程人員傾向于采用暗挖施工、超前加固技術(shù)，在這些技術(shù)應(yīng)用時，為取得良好的技術(shù)應(yīng)用效果，必須要結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，進行超前加固技術(shù)的科學(xué)選擇，做好各個施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，保障地鐵施工的良好效果。

參考文獻：

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