一建市政教材解讀：1K413044小導管注漿加固技術

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　　1K413044小導管注漿加固技術

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

　　一、適用條件與基本規(guī)定

　　(一)適用條件

　　(1)小導管注漿支護加固技術可作為暗挖隧道常用的支護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，施工機具簡單，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構斷面較大時，宜采取超前小導管注漿和超前預加固處理方法。

　　(二)基本規(guī)定

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

　　(2)采用小導管加固時，為保證工作面穩(wěn)定和掘進安全，應確保小導管安裝位置正確和足夠的有效長度，嚴格控制好小導管的安設角度。

　　(3)在條件允許時，應配合地面超前注漿加固;有導洞時，可在導洞內對隧道周邊進行徑向注漿加固。

　　二、技術要點

　　(一)小導管布設

　　(1)常用設計參數：鋼管直徑30～50mm，鋼管長3～5m，、焊接鋼管或無縫鋼管;鋼管安設注漿孔間距為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，小導管是受力桿件，因此兩排小導管在縱向應有一定搭接長度，鋼管沿隧道縱向的搭接長度一般不小于1m。

　　(2)導管安裝前應將工作面封閉嚴密、牢固，清理干凈，并測放出安設位置后方可施工。

　　(二)注漿材料

　　(1)應具備良好的可注性，固結體應具有一定強度、抗?jié)B、穩(wěn)定、耐久和收縮率小等特點，漿液須無毒。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級及以上的硅酸鹽水泥、水泥砂漿;水玻璃濃度應為40～45oBé，外加劑應視不同地層和注漿工藝進行選擇。

　　(3)注漿材料的選用和配合比的確定應根據工程條件和經試驗確定。

　　(三)注漿工藝

　　(1)注漿工藝應簡單、方便、安全，應根據土質條件選擇注漿工藝(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硅化注漿法;在淤泥質軟土層中宜采用高壓噴射注漿法。

　　(3)選擇條件詳見1K413024有關內容。

　　三、施工控制要點

　　(一)控制加固范圍

　　(1)按設計要求，嚴格控制小導管的長度、開孔率、安設角度和方向。

　　(2)小導管的尾部必須設置封堵孔，防止漏漿。

　　(二)保證注漿效果

　　(1)漿液必須配比準確，符合設計要求。

　　(2)注漿時間和注漿壓力應由試驗確定，應嚴格控制注漿壓力。一般條件下：改性水玻璃漿、水泥漿初壓壓力宜為0. 1～0.3MPa，砂質土終壓壓力一般應不大于0.5MPa，黏質土終壓壓力不應大于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)注漿施工期應進行監(jiān)測，監(jiān)測項目通常有地(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，無須降水。承包方A公司通過招標將穿越砂礫層段468m隧道開挖及支護分包給B專業(yè)公司。 B公司依據A公司的施工組織設計，進場后由工長向現場作業(yè)人員交代了施工做法后開始施工。

　　施工中B公司在距工作豎井48m時，發(fā)現開挖面砂礫層有滲水且土質松散，有塌方隱患。 B公司立即向A公司匯報。經有關人員研究，決定采用小導管超前加固措施。 B公司采用劈裂注漿法，根據以往經驗確定注漿量和注漿壓力，注漿過程中地面監(jiān)測發(fā)現地表有隆起現象。隨后A公司派有經驗的專業(yè)人員協(xié)助B公司研究解決。

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

　　2.問題

　　(1)暗挖隧道開挖前的技術交底是否妥當?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，應采取什么方法?哪些漿液可供選用?

　　(3)分析注漿過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)說明A、B公司在工程資料管理方面應改進之處。

　　3.參考答案

　　(1)問題1

　　不妥當。正確作法：單位工程、分部工程和分項工程開工前，工程施工項目部技術負責人應對承擔施工的負責人或分包方全體人員進行書面技術交底。技術交底資料應辦理簽字手續(xù)并歸檔。

　　(2)問題2

　　不正確。注漿施工應根據土質條件選擇注漿法，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)問題3

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

　　(4)問題4

　　A公司作為總承包單位負責匯集有關施工技術資料，并應隨施工進度及時整理;B公司應主動向總承包單位移交有關施工技術資料。1K413045噴錨暗挖法輔助工法施工技術要點

　　輔助施工方法目前已經作為淺埋暗挖法施工的重要分支進行研究和應用。超前小導管注漿加固既是淺埋暗挖法的常規(guī)施工工序，同時也可作為淺埋暗挖法施工的一個重要輔助工法，除超前小導管注漿加固外，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)凍結法固結地層;

　　(4)管棚超前支護。

　　一、降低地下水位法

　　參見1K413042中三、(一)

　　一、地表錨桿(管)

　　參見1K413042中三、(二)

　　三、凍結法固結地層

　　參見1K413042中三、(三)

　　四、管棚施工技術

　　管棚超前支護法簡稱管棚法。

　　(一)結構組成與適用條件

　　1.結構組成

　　(1)管棚法為防止隧道開挖引起的地表下沉和圍巖松動，開挖掘進前沿開挖工作面的上半斷面設計周邊打入厚壁鋼管，在地層中構筑的臨時承載棚防護下，為安全開挖預先提供增強地層承載力的臨時支護方法，與小導管注漿法相對應，通常又稱為大管棚超前支護法。

　　(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，沿著開挖輪廓線，以較小的外插角，向開挖面前方打人鋼管或鋼插板，末端支架在鋼拱架上，形成對開挖面前方圍巖的預支護。

　　(3)管棚中的鋼管應按照設計要求進行加工和開孔，管內應灌注水泥漿或水泥砂漿，以便提高鋼管自身剛度和強度。

　　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、砂土質地層、強膨脹性地層、強流變性地層、裂隙發(fā)育巖體、斷層破碎帶、淺埋大偏壓等圍巖，并對地層變形有嚴格要求的工程。

　　(2)通常，在下列施工場合應考慮采用管棚進行超前支護：

　　1)穿越鐵路修建地下工程;

　　2)穿越地下和地面結構物修建地下工程;

　　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、重要文物保護區(qū)、河底、海底的地下工程施工等。

　　(二)技術要點

　　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的無縫鋼管。管節(jié)長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)長小于lOm，長管棚采用的鋼管每節(jié)長大于lOm，或可采用出廠長度。

　　(2)水泥砂漿主要成分為P. 042.5級及以上的硅酸鹽水泥，水泥砂漿宜采用中砂或粗砂;外加劑應視不同地層選用;配合比應根據工程土質條件，經試驗確定。

　　2.施工技術要點

　　(1)施工工藝流程：

　　測放孔位→鉆機就位→水平鉆孔→壓入鋼管→注漿(向鋼管內或管周圍土體)→封口→開挖。

　　(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，形成防護，沿周邊布設的長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)向布設間距對防止上方土體坍落及松弛有很大影響，施工中須根據結構埋深、地層情況、周圍結構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。縱向兩組管棚搭接的長度應大于3m。在鐵路、公路正下方施工時，要采用剛度大的鋼管連續(xù)布設。

　　(三)施工質量控制要點

　　1.鉆孔精度控制

　　(1)鉆孔開始前應在管棚孔口位置埋置套管，把鋼管放在標準拱架上，測定鉆孔孔位和鉆機的中心，使兩點一致。為了防止鉆孔中心振動，鋼管應用U形螺栓與拱架稍加固定，以防止彎曲，并應每隔5m(視情況可調整，一般為2～6m)對正在鉆進的鉆孔及插入鋼管的彎曲及其趨勢進行孔彎曲測定檢查。

　　(2)在松軟地層或不均勻地層中鉆進時，管棚應設定外插角，角度一般不宜大于3 o。

　　避免管節(jié)下垂進入開挖面，應注意檢測鉆孔的偏斜度，發(fā)現偏斜度超出要求應及時糾正。

　　2.鋼管就位控制

　　(1)鋼管的打入隨鉆孔同步進行，并按設計要求接長，接頭應采用厚壁管箍，上滿絲扣，確保連接可靠。

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

　　3.注漿效果控制

　　(1)嚴格控制管棚間距，防止管棚出現間距過大或出現偏離。

　　(2)嚴格按試驗參數，控制注漿量，防止因注漿效果不好、出現流沙等現象。

　　(3)必要時宜與小導管注漿相結合，開挖時可在管棚之間設置小導管。