[全断面注浆工艺在标准断面暗挖隧道中的运用]隧道全断面注浆
时间：2019-04-18 03:30:13 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要： 广州市轨道交通六号线施工十一标黄花岗站～沙河顶站区间处于广州市先烈路下方，呈西南东北走向。由于先烈路位于广州市中心主干道之一，沿路多为部队和科研基地，要求我们在施工中必须严格控制沉降，减小对周边建筑物的损伤。文章结合广州市轨道交通六号线十一标黄花岗站～沙河顶站暗挖矿山法施工注浆工艺，探讨施工中的有关问题，为今后同类工程的设计及施工提供参考。
关键词：全断面， 注浆， 暗挖， 矿山法
Abstract: guangzhou rail transit line 6 construction standard HuangHuaGang station ~ 11 shahe station in guangzhou top between martyrs way below, in the northeast to southwest. Because of the martyrs road is located in the guangzhou center one of main road along the road for troops and more scientific research base, requirements in construction, we must strictly control settlement, reduce the damage of the neighboring buildings. Combining with the guangzhou rail transit line 6 11 standard HuangHuaGang station ~ shahe underground mining method construction top station grouting technology, this paper discusses some problems in construction, for similar projects in the future design and construction to provide the reference.
Keywords: whole section, grouting, type, mining method
1.
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号
2. 工程概况
1.1工程基本情况
广州市轨道交通六号线施工十一标土建工程由中铁十六局集团有限公司承建，承建内容包括：黄花岗站、沙河顶站、黄花岗~沙河顶暗挖区间，其中黄花岗～沙河顶暗挖区间位于广州市越秀区先烈中路下，呈西南东北走向。区间起止里程为：左线ZDK17+171.640～ZDK18+020.557，右线YDK17+173.340～YDK18+039.557，暗挖区间隧道全长1746.494延长米，其中单线隧道1442.526延长米，双线隧道271.692延长米，双连拱隧道9.876延长米，明挖段28.1延长米。暗挖区间标准断面单线隧道为马蹄形断面，采用台阶法预留核心土的工艺进行开挖。
1.2 交通位置及地理情况
由于先烈中路位于广州市中心主干道之一，沿路多为部队、科研及文物保护重点区域，周边包括广东省空军总部、中科院生物科技大厦、建科院风洞实验室、十九路军陵园、张民达先生墓道等，因此要求施工中必须严格控制沉降，减小对周边建筑物及文物的损害。
1.3地质情况
根据地质详勘及现场施工情况本段隧道地层主要有：为白垩系上统地层；硬塑或密实状残积土层。其中分部于其它地层内部，遇水软化崩解，呈饱和状，且地下水位高，水流量大。各地层分述如下：
硬塑或密实状残积土层：本层主要为红色碎屑岩风化作用形成的粉质粘土、粉土组成，呈褐红色、暗紫红色等，粘性土呈硬塑状，粉土呈密实状，在本标段线路中广泛分布。标贯击数15~33击，平均击数19.8击，层厚1.20~25.60m，平均层厚6.91m。
为白垩系上统地层，成褐红色、紫红色等，主要由泥质粉砂岩组成，少量细砂岩、粗砂岩、粉砂岩、泥岩，原岩组织结构已基本风化破坏，但尚可辨认，岩心成坚硬土状或密实土状。标贯击数20~58击，平均击数33.2击。层厚1.00~25.00m，平均厚度8.05m。
在实际施工中，发现隧道主要位于和层，仰拱基本位于层。其中层中含大量细砂岩、粗砂岩、粉砂岩、砾石等，分布广泛但不均匀，在开挖掌子面范围均有出露，主要出现在拱顶、仰拱和拱腰位置，而且在夹层中富含水，透水性很强，围岩开挖后没有自稳能力，成流塑状，极易坍塌，处理稍不及时就会出现大坍塌。
2 施工方案调整
原方案为按照设计图纸采用上下台阶稳步掘进施工。但是由于实际的地质状况和勘察报告显示的地质描述出入太大，无法按照正常方案掘进，并在施工过程中一度出现塌方、下沉过大等险情，既不能保证正常作业，也危及到地面建筑物安全。
经研究决定，在后续的隧道开挖中，决定采取全断面注浆措施，注浆采用钢花管，管长4m，环向间距250mm，注浆压力适当加大，控制在0.3~0.5MPa，浆液采用水泥-水玻璃双液浆。
施工工程中，上台阶可通过采取封堵措施后，可以开挖成洞，但是下台阶施工仍存在问题。由于下台阶和拱腰处于层，水量大，土体液化严重，而且隧道线性向下，反坡施工，水流倒灌，浸泡仰拱，仰拱掌子面不能自稳，导致仰拱无法开挖成型，甚至会出现掌子面整体滑移的现象，风险仍旧很大。
3 TSS全断面注浆工艺
为确保施工质量和施工安全，决定采用TSS注浆方法进行全断面注浆。同时针对水的问题，成立实验小组，调配改性水玻璃，提高浆液的可注性和调整浆液的凝固时间。通过以上措施，隧道改善了水文地质条件，控制了水流，缓解了隧道开挖过程中流砂危害，具备了隧道开挖条件。
3.1施工工艺
先测量放样孔位，后采用手持式风动凿岩机或风镐将TSS管依照布管位置顶入土体内。所有的TSS管外露30～40cm。每环TSS管全部安设完成后，挂双层钢筋网并喷300mm厚的早强砼封闭开挖面。
注浆工艺施工采用后退式分段注浆，将带有止浆塞的芯管和顶管连接后插入到TSS管孔底，顺时针旋转芯管上的法兰盘，使止浆塞膨胀，以达到止浆效果。接上TSS管路向孔内注浆，每次注浆段长选择为0.6m，即第一段注浆完成后，反时针旋转芯管上的法兰盘，使止浆塞恢复到原状，将芯管后退0.6m，进行第二段注浆，如此下去，直到将整个注浆段完成。
3.2 TSS管施工参数
TSS管采用内径φ42，壁厚t=3.5mm热轧无缝钢管加工制作。将TSS管一端切割成尖形，便于打入，并焊接封闭，用水试验，水不得由焊接处渗出。TSS管可以保证浆液通过压力注入地层，同时，可以避免地层中的砂粒涌入TSS管，减免地下水渗流入TSS管中，起到TSS管的单向袖阀作用。TSS管管身采用钻床钻孔，TSS管身施钻内径φ3～5mm，外径φ6～8mm的溢浆孔，溢浆孔呈螺旋型布置，相邻两孔中心间距50mm。为保证注浆过程不返浆，在TSS管的尾端宜留800mm不布孔，埋设时外露300mm。在TSS管打入前用直径为6～8mm小铝片采用 “哥俩好”胶粘贴将注浆孔封盖，并用透明胶布粘牢，防止TSS管在打入时泥土进行管内注浆芯管无法进入。
3.3 注浆压力、注浆速度及注浆扩散范围
（1）注浆压力应根据地层致密程度决定，一般为0.5～2.0Mpa。
（2）浆液采用水泥—水玻璃双浆液，初压0.3~1.0MPa，注浆正常压力0.5~1.5MPa，终压2MPa并持续10分钟，压力下降值小于0.1Mpa。
（3）注浆速度：30~50L/min。
（4）注浆扩散半径为2m。
3.4注浆材料、浆液配比及注浆量
（1）注浆浆液均采用水泥-水玻璃双液浆，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，必要时采用超细水泥；水玻璃为35Be"；水泥浆液水灰比为1:1；水泥浆液与水玻璃体积比为1:1。
（2）根据预配制水泥浆的体积，按水灰比计算出所需要的普通水泥。
（3）根据用量，在搅拌桶中加入水泥，强力搅拌，混合均匀。
（4）水玻璃浆的配制，在浓水玻璃中加入水，边加水边搅拌，边用玻美计测试其浓度，达到所需要的稀浓度35Be’时为止。
（5）双液浆注浆量：单孔单米≥0.5m3，单孔总注浆量≥8m3。
3.5注浆顺序及注浆控制
（1）注浆时相邻孔位应错开，交叉进行。注浆顺序由下而上、先中间后四周，以间隔对称注浆为宜。
（2）单根结束标准：注浆过程中，压力逐渐上升，流量逐渐减少，当压力达到注浆终压并持续10分钟，或注浆量达到设计注浆量，可结束该孔注浆；注浆压力未能达到设计终压，注浆量已达到设计注浆量，并无漏浆现象，亦可结束该孔注浆。
（3）本循环结束标准：所有注浆孔均达到注浆结束标准，无漏注现象，既可结束本循环注浆。
4 结语
综上所述，通过TSS全断面后退式注浆工艺施工，有效的增强了开挖围岩的固结、止水，改善土壤的受力性能，减缓了围岩变形的时间，为开挖的顺利进行赢得了时间和空间，通过积极的协调开挖组织作业，顺利的通过危险作业段。但是，我们在成功的运用TSS注浆工艺的同时，仍发现还有问题值得我们去研究和改善：注浆管的安设需要足够的场地，这在我们隧道施工中常常是捉襟见肘，其次，注浆、凝结、开挖循环时间长，对总体工期形成制约，然后，费用较为昂贵，对控制总体成本不利，这些也是我们今后研究的方向。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
