一建市政教材解讀：1K413044小導(dǎo)管注漿加固技術(shù)

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　　1K413044小導(dǎo)管注漿加固技術(shù)

　　小導(dǎo)管注漿是淺埋暗挖隧道的常規(guī)施工工序。本條簡(jiǎn)要介紹小導(dǎo)管注漿加固技術(shù)及其施工要點(diǎn)。

　　一、適用條件與基本規(guī)定

　　(一)適用條件

　　(1)小導(dǎo)管注漿支護(hù)加固技術(shù)可作為暗挖隧道常用的支護(hù)措施和超前加固措施，能配套使用多種注漿材料，施工速度快，施工機(jī)具簡(jiǎn)單，工序交換容易。

　　(2)在軟弱、破碎地層中成孔困難或易塌孔，且施作超前錨桿比較困難或者結(jié)構(gòu)斷面較大時(shí)，宜采取超前小導(dǎo)管注漿和超前預(yù)加固處理方法。

　　(二)基本規(guī)定

　　(1)小導(dǎo)管支護(hù)和超前加固必須配合鋼拱架使用。用作小導(dǎo)管的鋼管帶有注漿孔，以便向土體進(jìn)行注漿加固。

　　(2)采用小導(dǎo)管加固時(shí)，為保證工作面穩(wěn)定和掘進(jìn)安全，應(yīng)確保小導(dǎo)管安裝位置正確和足夠的有效長(zhǎng)度，嚴(yán)格控制好小導(dǎo)管的安設(shè)角度。

　　(3)在條件允許時(shí)，應(yīng)配合地面超前注漿加固;有導(dǎo)洞時(shí)，可在導(dǎo)洞內(nèi)對(duì)隧道周邊進(jìn)行徑向注漿加固。

　　二、技術(shù)要點(diǎn)

　　(一)小導(dǎo)管布設(shè)

　　(1)常用設(shè)計(jì)參數(shù)：鋼管直徑30～50mm，鋼管長(zhǎng)3～5m，、焊接鋼管或無(wú)縫鋼管;鋼管安設(shè)注漿孔間距為100～150mm，鋼管沿拱的環(huán)向布置間距為300～500mm，鋼管沿拱的環(huán)向外插角為5 o～1 5 o，小導(dǎo)管是受力桿件，因此兩排小導(dǎo)管在縱向應(yīng)有一定搭接長(zhǎng)度，鋼管沿隧道縱向的搭接長(zhǎng)度一般不小于1m。

　　(2)導(dǎo)管安裝前應(yīng)將工作面封閉嚴(yán)密、牢固，清理干凈，并測(cè)放出安設(shè)位置后方可施工。

　　(二)注漿材料

　　(1)應(yīng)具備良好的可注性，固結(jié)體應(yīng)具有一定強(qiáng)度、抗?jié)B、穩(wěn)定、耐久和收縮率小等特點(diǎn)，漿液須無(wú)毒。注漿材料可采用改性水玻璃漿、普通水泥單液漿、水泥一水玻璃雙液漿、超細(xì)水泥等注漿材料。一般情況下改性水玻璃漿適用于砂類土，水泥漿和水泥砂漿適用于卵石地層。

　　(2)水泥漿或水泥砂漿主要成分為P?O42.5級(jí)及以上的硅酸鹽水泥、水泥砂漿;水玻璃濃度應(yīng)為40～45oBé，外加劑應(yīng)視不同地層和注漿工藝進(jìn)行選擇。

　　(3)注漿材料的選用和配合比的確定應(yīng)根據(jù)工程條件和經(jīng)試驗(yàn)確定。

　　(三)注漿工藝

　　(1)注漿工藝應(yīng)簡(jiǎn)單、方便、安全，應(yīng)根據(jù)土質(zhì)條件選擇注漿工藝(法)。

　　(2)在砂卵石地層中宜采用滲入注漿法;在砂層中宜采用擠壓、滲透注漿法;在黏土層中宜采用劈裂或電動(dòng)硅化注漿法;在淤泥質(zhì)軟土層中宜采用高壓噴射注漿法。

　　(3)選擇條件詳見(jiàn)1K413024有關(guān)內(nèi)容。

　　三、施工控制要點(diǎn)

　　(一)控制加固范圍

　　(1)按設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)格控制小導(dǎo)管的長(zhǎng)度、開(kāi)孔率、安設(shè)角度和方向。

　　(2)小導(dǎo)管的尾部必須設(shè)置封堵孔，防止漏漿。

　　(二)保證注漿效果

　　(1)漿液必須配比準(zhǔn)確，符合設(shè)計(jì)要求。

　　(2)注漿時(shí)間和注漿壓力應(yīng)由試驗(yàn)確定，應(yīng)嚴(yán)格控制注漿壓力。一般條件下：改性水玻璃漿、水泥漿初壓壓力宜為0. 1～0.3MPa，砂質(zhì)土終壓壓力一般應(yīng)不大于0.5MPa，黏質(zhì)土終壓壓力不應(yīng)大于0.7MPa。水玻璃一水泥漿初壓壓力宜為0.3～1. OMPa，終壓壓力宜為1.2～1.5MPa。

　　(3)注漿施工期應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目通常有地(路)面隆起、地下水污染等，特別要采取必要措施防止注漿漿液溢出地面或超出注漿范圍。

　　【案例1K413044】

　　1.背景

　　某供熱管線暗挖隧道，長(zhǎng)3.2km，斷面尺寸為3.2m×2.8m，埋深3.5m。隧道穿越砂土層和砂礫層，除局部有淺層滯水外，無(wú)須降水。承包方A公司通過(guò)招標(biāo)將穿越砂礫層段468m隧道開(kāi)挖及支護(hù)分包給B專業(yè)公司。 B公司依據(jù)A公司的施工組織設(shè)計(jì)，進(jìn)場(chǎng)后由工長(zhǎng)向現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員交代了施工做法后開(kāi)始施工。

　　施工中B公司在距工作豎井48m時(shí)，發(fā)現(xiàn)開(kāi)挖面砂礫層有滲水且土質(zhì)松散，有塌方隱患。 B公司立即向A公司匯報(bào)。經(jīng)有關(guān)人員研究，決定采用小導(dǎo)管超前加固措施。 B公司采用劈裂注漿法，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)確定注漿量和注漿壓力，注漿過(guò)程中地面監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)地表有隆起現(xiàn)象。隨后A公司派有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員協(xié)助B公司研究解決。

　　質(zhì)量監(jiān)督部門在工程施工前的例行檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)A公司項(xiàng)目部工程資料中初期支護(hù)資料不全，部分資料保留在B公司人員手中。

　　2.問(wèn)題

　　(1)暗挖隧道開(kāi)挖前的技術(shù)交底是否妥當(dāng)?如有不妥，寫出正確做法。

　　(2)B公司采用劈裂注漿法是否正確?如不正確，應(yīng)采取什么方法?哪些漿液可供選用?

　　(3)分析注漿過(guò)程中地表隆起的主要原因，給出防止地表隆起的正確做法。

　　(4)說(shuō)明A、B公司在工程資料管理方面應(yīng)改進(jìn)之處。

　　3.參考答案

　　(1)問(wèn)題1

　　不妥當(dāng)。正確作法：?jiǎn)挝还こ獭⒎植抗こ毯头猪?xiàng)工程開(kāi)工前，工程施工項(xiàng)目部技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)對(duì)承擔(dān)施工的負(fù)責(zé)人或分包方全體人員進(jìn)行書(shū)面技術(shù)交底。技術(shù)交底資料應(yīng)辦理簽字手續(xù)并歸檔。

　　(2)問(wèn)題2

　　不正確。注漿施工應(yīng)根據(jù)土質(zhì)條件選擇注漿法，在砂礫石地層中宜采用滲入注漿法，不宜采用劈裂注漿法;注漿漿液可選用水泥漿或水泥砂漿。

　　(3)問(wèn)題3

　　由背景材料可見(jiàn)：注漿過(guò)程中地表隆起的主要原因是注漿量和注漿壓力控制不當(dāng);防止地表隆起的正確做法：通過(guò)試驗(yàn)確定注漿量和注漿壓力。

　　(4)問(wèn)題4

　　A公司作為總承包單位負(fù)責(zé)匯集有關(guān)施工技術(shù)資料，并應(yīng)隨施工進(jìn)度及時(shí)整理;B公司應(yīng)主動(dòng)向總承包單位移交有關(guān)施工技術(shù)資料。1K413045噴錨暗挖法輔助工法施工技術(shù)要點(diǎn)

　　輔助施工方法目前已經(jīng)作為淺埋暗挖法施工的重要分支進(jìn)行研究和應(yīng)用。超前小導(dǎo)管注漿加固既是淺埋暗挖法的常規(guī)施工工序，同時(shí)也可作為淺埋暗挖法施工的一個(gè)重要輔助工法，除超前小導(dǎo)管注漿加固外，其他常用的輔助工法還有：

　　(1)降低地下水位法;

　　(2)地表錨桿或地表注漿加固;

　　(3)凍結(jié)法固結(jié)地層;

　　(4)管棚超前支護(hù)。

　　一、降低地下水位法

　　參見(jiàn)1K413042中三、(一)

　　一、地表錨桿(管)

　　參見(jiàn)1K413042中三、(二)

　　三、凍結(jié)法固結(jié)地層

　　參見(jiàn)1K413042中三、(三)

　　四、管棚施工技術(shù)

　　管棚超前支護(hù)法簡(jiǎn)稱管棚法。

　　(一)結(jié)構(gòu)組成與適用條件

　　1.結(jié)構(gòu)組成

　　(1)管棚法為防止隧道開(kāi)挖引起的地表下沉和圍巖松動(dòng)，開(kāi)挖掘進(jìn)前沿開(kāi)挖工作面的上半斷面設(shè)計(jì)周邊打入厚壁鋼管，在地層中構(gòu)筑的臨時(shí)承載棚防護(hù)下，為安全開(kāi)挖預(yù)先提供增強(qiáng)地層承載力的臨時(shí)支護(hù)方法，與小導(dǎo)管注漿法相對(duì)應(yīng)，通常又稱為大管棚超前支護(hù)法。

　　(2)管棚是由鋼管和鋼拱架組成。鋼管人土端制作成尖靴狀或楔形，沿著開(kāi)挖輪廓線，以較小的外插角，向開(kāi)挖面前方打人鋼管或鋼插板，末端支架在鋼拱架上，形成對(duì)開(kāi)挖面前方圍巖的預(yù)支護(hù)。

　　(3)管棚中的鋼管應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行加工和開(kāi)孔，管內(nèi)應(yīng)灌注水泥漿或水泥砂漿，以便提高鋼管自身剛度和強(qiáng)度。

　　2.適用條件

　　(1)適用于軟弱地層和特殊困難地段，如極破碎巖體、塌方體、砂土質(zhì)地層、強(qiáng)膨脹性地層、強(qiáng)流變性地層、裂隙發(fā)育巖體、斷層破碎帶、淺埋大偏壓等圍巖，并對(duì)地層變形有嚴(yán)格要求的工程。

　　(2)通常，在下列施工場(chǎng)合應(yīng)考慮采用管棚進(jìn)行超前支護(hù)：

　　1)穿越鐵路修建地下工程;

　　2)穿越地下和地面結(jié)構(gòu)物修建地下工程;

　　3)修建大斷面地下工程;

　　4)隧道洞口段施工;

　　5)通過(guò)斷層破碎帶等特殊地層;

　　6)特殊地段，如大跨度地鐵車站、重要文物保護(hù)區(qū)、河底、海底的地下工程施工等。

　　(二)技術(shù)要點(diǎn)

　　1.主要材料要求

　　(1)管棚所用鋼管一般選用直徑70～180mm，壁厚4～8mm的無(wú)縫鋼管。管節(jié)長(zhǎng)度視工程具體情況而定，一般情況下短管棚采用的鋼管每節(jié)長(zhǎng)小于lOm，長(zhǎng)管棚采用的鋼管每節(jié)長(zhǎng)大于lOm，或可采用出廠長(zhǎng)度。

　　(2)水泥砂漿主要成分為P. 042.5級(jí)及以上的硅酸鹽水泥，水泥砂漿宜采用中砂或粗砂;外加劑應(yīng)視不同地層選用;配合比應(yīng)根據(jù)工程土質(zhì)條件，經(jīng)試驗(yàn)確定。

　　2.施工技術(shù)要點(diǎn)

　　(1)施工工藝流程：

　　測(cè)放孔位→鉆機(jī)就位→水平鉆孔→壓入鋼管→注漿(向鋼管內(nèi)或管周圍土體)→封口→開(kāi)挖。

　　(2)管棚一般是沿地下工程斷面周邊的一部分或全部，以一定的間距環(huán)向布設(shè)，形成防護(hù)，沿周邊布設(shè)的長(zhǎng)度及形狀主要取決于地形、地層、地中或地面及周圍建筑物的狀況，有帽形、方形、一字形及拱形等。

　　(3)管棚鋼管環(huán)向布設(shè)間距對(duì)防止上方土體坍落及松弛有很大影響，施工中須根據(jù)結(jié)構(gòu)埋深、地層情況、周圍結(jié)構(gòu)物狀況等選擇合理間距。一般采用的間距為2.0～2.5倍的鋼管直徑?？v向兩組管棚搭接的長(zhǎng)度應(yīng)大于3m。在鐵路、公路正下方施工時(shí)，要采用剛度大的鋼管連續(xù)布設(shè)。

　　(三)施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

　　1.鉆孔精度控制

　　(1)鉆孔開(kāi)始前應(yīng)在管棚孔口位置埋置套管，把鋼管放在標(biāo)準(zhǔn)拱架上，測(cè)定鉆孔孔位和鉆機(jī)的中心，使兩點(diǎn)一致。為了防止鉆孔中心振動(dòng)，鋼管應(yīng)用U形螺栓與拱架稍加固定，以防止彎曲，并應(yīng)每隔5m(視情況可調(diào)整，一般為2～6m)對(duì)正在鉆進(jìn)的鉆孔及插入鋼管的彎曲及其趨勢(shì)進(jìn)行孔彎曲測(cè)定檢查。

　　(2)在松軟地層或不均勻地層中鉆進(jìn)時(shí)，管棚應(yīng)設(shè)定外插角，角度一般不宜大于3 o。

　　避免管節(jié)下垂進(jìn)入開(kāi)挖面，應(yīng)注意檢測(cè)鉆孔的偏斜度，發(fā)現(xiàn)偏斜度超出要求應(yīng)及時(shí)糾正。

　　2.鋼管就位控制

　　(1)鋼管的打入隨鉆孔同步進(jìn)行，并按設(shè)計(jì)要求接長(zhǎng)，接頭應(yīng)采用厚壁管箍，上滿絲扣，確保連接可靠。

　　(2)鋼管打入土體就位后，應(yīng)及時(shí)隔(跳)孔向鋼管內(nèi)及周圍壓注水泥漿或水泥砂漿，使鋼管與周圍巖體密實(shí)，并增加鋼管的剛度。

　　3.注漿效果控制

　　(1)嚴(yán)格控制管棚間距，防止管棚出現(xiàn)間距過(guò)大或出現(xiàn)偏離。

　　(2)嚴(yán)格按試驗(yàn)參數(shù)，控制注漿量，防止因注漿效果不好、出現(xiàn)流沙等現(xiàn)象。

　　(3)必要時(shí)宜與小導(dǎo)管注漿相結(jié)合，開(kāi)挖時(shí)可在管棚之間設(shè)置小導(dǎo)管。