地铁暗挖施工中的超前加固技术

地铁暗挖施工中的超前加固技术摘要：地铁工程环境复杂，浅埋暗挖施工中对技术水平提出较高要求，需从实际情况出发为之选取合适的超前加固技术。本文从工程实例切入，围绕小导管注浆加固技术展开探讨，总结技术要点，以期给类似工程提供参考。关键词：浅埋暗挖;超前加固;地下工程刖言在城市地铁浅埋暗挖施工中，地表沉降量是开挖控制的重点，通过在地表、洞内拱部、侧墙等部位预埋监测点来监测地表沉降量。通过向1号小导洞拱部粉细砂层中注入改性水玻璃来固定土体，增加开挖面的土体的自稳时间和提高自稳能力；同时，土体内部形成一个整体，起到止水的作用，又降低土体的透水性，是暗挖导洞开挖通过粉细砂层比较有效的措施。1•工程概况某地铁车站总长696.55m，以主体结构为核心，此部分总长271.5m,配线总长425.05m。依据设计方案车站标准段宽26.15m，采取的是双柱岛式车站形式，总建筑面积达41674m2o基于现场施工情况设置有4个竖井与1段明挖段，以便满足主体施工要求。配线段暗挖隧道所处环境复杂，为典型的微风化层，工程中基于CD法展开施工作业，含大量主体暗挖工程,主要发生于中、微风化泥质砂岩层。超前加固技术现状2.1管棚支护此环节以管棚注浆最为关键，具体可采取两种方法:①针对钢管采取全面的填充措施;②隔孔注浆，实现浆液在地层中的有效扩散。若为前者所用材料以高强水泥砂浆为宜，需设置引气孔以提升浆液饱满度，适当降低注浆压力，需满足1.0MPa以内的要求。现阶段，特长管棚施工领域已经形成较为成熟的技术，但依然通过分段设置的方式实现，且要设置管棚工作室，随之提升了施工难度。2.2小导管注浆加固为确保工作面稳定性，展开小导管注浆加固作业必不可少，此举也是提升支护可靠性的关键。此环节所用导管长均为2.5〜3.5m，彼此环向间距均控制为0.3m，基于钻孔顶入的方法有效置入导管，以止浆塞后退式注浆方式为宜，材料为水泥水玻璃，压力控制在0.4〜0.6MPa。2.3膨润土注浆技术钠基蒙脱石是工程膨润土的关键物质，片状晶体多在2|im内，具备吸收水分子的能力,在其作用下可使得膨润土颗粒发生较明显的膨胀现象。当膨润土遇水后，经一段时间分子内电荷处于饱和状态，形成阻碍水分子通过的屏障，从而决定了膨润土低透水性的特点。钠基膨润土是典型的注浆材料，遇水膨胀后体积迅速扩大，可达到原状态的10〜15倍，具有优良的防水效果;原材料采购成本相对较低;注浆过程中省去了大量的开凿作业，结束注浆作业后便能与浆液形成良好的凝结状态。本项目超前加固、支护3.1超前小导管施工给超前小导管注浆是为了达到加固的效果，其主要步骤是顺着轮廓线外侧进行纵向钻孔并向孔内注入水泥浆，以此实现加固地表、防止渗水的效果。此外，超前小导管也可以在一定程度上保障管棚的稳定性。小导管安装及固定小导管的安设应采用引孔顶入法。其安设步骤如下:①用风管引孔，孔径为50mm,孔深较导管长度而定，一般较导管长度深100mm;②成孔后插入导管，如插入困难可用冲击锤顶入，保证导管插入到设计要求的位置③导管周围缝隙用塑胶泥封堵并用棉纱将孔口堵塞，以防土或砂砾堵塞导管。注浆采用注浆压力和注浆量双重标准控制以达到合格标准。注浆过程中压力缓慢上升，当压力达到注浆终压，注浆量达到设计要求的注浆量可结束该孔注浆所有的注浆孔全部注完且达到设计要求的加固强度后结束本圈注浆。具体工艺如下。1）小导管加工及布置:采用42x3.5mm热轧钢管，注浆管一端做成尖形，另一端焊上铁箍。在距离铁箍1.0m处开始钻孔，钻孔间隔及布设按设计图纸严格布设。2）注浆工艺参数:水泥砂浆水灰比0.5〜1.0（重量比）;压力一般为0.5〜1.0MPa。3）注浆施工流程。①打孔布管:采用钻孔打入法。打设小导管前按照设计要求放出小导管的位置。采用钻孔台车或锚杆钻机钻孔，钻孔直径比钢管直径大3〜5mm，将小导管穿过钢架，用锤击或钻机顶入，同时用高压风将钢管内的砂石吹出;②封面及注浆:塑胶泥封堵孔口及周围裂隙，喷5〜10cm厚混凝土封闭工作面以防止工作面坍塌。用注浆机进行注浆，采用注浆量和注浆压力双控原则控制注浆时间。4）导管注浆施工工艺，如图1所示。5）质量检查、管理的关键点:①钻孔位置是否位于轮廓线外侧、真实施工角度是否与设计有偏差，其位置、角度允许误差范围应分别在5cm、5°内，应借助专业仪器（地质罗盘仪）进行检测。一旦发现超出误差允许范围则对距离偏差较大的位置补充注浆②在检查前时需按照真实施工结果制作草图，依照孔位标号顺序以检查其是否合格，并如实填写记录③导管尾部应摆放在锚杆尾端、钢架腹部等位置，使其连为一体、增强稳定性;④注浆完成前需保证压力稳定到设计值，且稳定时长应在10min以上;⑤注浆的同时需对所有浆管进行记录，特别是注浆过程中的压力值变化、注浆数量以及是否出现突发情况⑥单孔注浆量应〉平均值的4/5，若是检测过程中发现不达标需再次注浆;⑦注浆完成后再次核对记录内容，以免出现不合格之处，确保所有参数值均达到设计要求，且工作人员注浆过程中需检查是否出现窜浆。3.2超前大管棚施工管棚打设布置:主体结构拱部管棚施工以4座施工横通道作为施作空间，同一横通道内施工时，相邻断面相互作业的时间应错开。在初支扣拱开挖前应先进行超前管棚注浆，扣拱开挖时及时展开超前小导管注浆。开挖至风险源段时需进行风险源加固注浆。因横通道净空4m,横通道内管棚钻机长度应V4m,动力头高度V主轴中心0.4m方能在此工作面施工，故选用FDP-15B管棚钻机。管棚钢管采用108x8mm无缝钢管，分段配管，每段长为2.5、3.0m,按奇、偶编号，错开安装，保证每一断面内接头个数不超过50%，并在钢管上钻孔，孔径10mm，孑L间距50cm,呈梅花形布置。钢管两端间采用焊接连接，焊接必须牢固且具有足够的强度。1)钻孔步骤:由工作人员事先摆放好器材设备、搭建平台，并保障水、电的供应以及设备摆放是否科学，同时需检测管位是否正确。前期准备工作完成后才可安装钻具、预制冲洗液。紧接着使用专业仪器检测角度、位置是否在误差允许范围内，只有确保上述工作全部完成才可开始钻孔。注浆步骤:工作人员应先完成注浆泵、注浆管、管棚以及出水口等设备的连接，随后开始注浆，待出气孔持续冒浆才代表注浆工作完成。注浆质量管理:工作人员应保证钻孔已被完全冲洗干净，确保浆液已均匀填充至孔内所有空间，最大程度上降低孔内钻渣残留量;同时，在整个注浆过程中应保持连续流畅，必须一次性完成整个注浆工作，待孔口被泥浆封堵后需多次加压，加压值保持在0.4〜0.6MPa。除此之外，注浆过程中可按实际需求转动钻具，使得注浆、排气同时进行，以此保障孔内浆液填充均匀。最后，在注浆前还需预估注浆量，而真实注浆量脸预估值的80%。管棚注浆示意图如图2所示。管棚实施控制关键要点:①安装棚管应秉持间隔跳打原则，但若施工环境特殊可稍作修改;②可将相邻棚管接缝位置交错开，且缝距蜃1m，以加强开挖段管棚的稳定性能;③组装设施之前应详细排查所有零部件，防止出现零部件损坏等问题④应按照施工环境科学安排各个工艺的施工场所，例如循环系统、注浆系统等;⑤电线铺排必须按照专业标准，以此保障施工安全;⑥管棚搭设前应由操作人员详细检查其位置、角度是否在误差允许范围内，反之需告知甲方修改设计方案;⑦角度、位置的确定应由专业人士进行，且需反复检测，真实、详细记录施工数据，便于日后查阅;⑧施工中根据对地层情况的了解适时调整技术参数;⑨注浆泵压＜0.6MPa为宜，根据单孔孔内情况灵活控制泵压，孔内压力保持在0.4〜0.6MPa。结束语本地铁工程暗挖段施工中灵活运用了超前加固技术，为暗挖施工作业创设了稳定环境，有效加固、稳定开挖掌子面，减少了地表沉降，整个开挖过程中未出现异常情况，施工质量符合设计要求，保证了暗挖施工安全，并大幅节省了