地铁隧道暗挖施工中深孔注浆技术的应用论文_徐淼

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摘要:随着城市发展人口和车辆的不断增多,给城市交通带来了很大的压力,地铁虽然能够缓解当前城市面临的交通压力,但是在进行暗挖隧道施工中存在着一定的难度,给地铁的施工效率和施工水平带来很大的不利影响,深孔注浆技术是一种先进的地基技术处理,具有速度快、效率高、灵活性强等特点,施工中应用非常广泛。加固注浆形成的基本概念与控制注浆质量的重点,分析地铁暗挖施工流程及地铁暗挖隧道施工的基本情况与工程地质条件,提高地铁施工的效率和水平,确保地铁暗挖施工快速进行。本文主要通过对工艺特点以及具体施工方式的深入阐述,深入解读深孔注浆技术技术在地铁暗挖隧道中的主要应用,从而有效提升地铁暗挖隧道的施工质量,为地铁质量的提升和城市交通的发展提供重要的前提条件。

关键词:地铁;暗挖隧道;深孔注浆技术;应用

前言

地铁隧道在施工过程中极容易受到地质环境的影响,因此必须要做好各类细节工作,全面提升施工的安全性。在暗挖区间施工时,需要综合分析所在区域的地质条件以及周边管路等因素,用深孔注浆技术进行施工,可确保施工安全。由此可知,有必要对深孔注浆技术展开探讨,其对地铁隧道工程施工安全尤为重要。当前发展过程中,为了提提升地铁的质量,保证隧道的安全,对深孔注浆技术在暗挖隧道中的具体应用进行深入研究势在必行。

1深孔注浆原理

在进行深孔注浆作业时,需要使用到双液浆材料,由水泥与水玻璃构成,通过注浆孔将其均匀地注入土体结构中,通过填充与挤密等方式替代原本土体间隙中的水分。由于双液浆的性质特殊,会在土体中发生一系列的水解与水化反应,生成悬浮胶体物质,经过一段时间后便会硬化,将会与土体凝结为一个整体,并提升整体的强度与抗渗水平[1]。此外,由于双液浆可以在短时间内发生胶凝现象,因此对于渗透系数偏大的砂卵层用注浆法,可以在短时间内起到加固的效果。当土体产生硬化现象后,将会显著降低孔隙率以及含水量,此时结构密度加大,加之浆液对土体的挤压作用,此时土体结构的完整性、抗变形能力都有增强,可以有效避免掌子面土体坍塌事故,并控制了地面沉降现象,为施工创造了更为安全的环境。双浆液遵循水灰比1∶1进行生产,经过2h后其强度便可迅速上升至2MPa,22h后则可以达到10MPa。总体来说,浆液的凝固时间较短,可以提升施工效率。

2地铁暗挖隧道施工的基本情况以和基本施工流程

2.1地铁暗挖隧道工程实际施工情况

某施工单位承担了一项地铁暗挖隧道工程任务,在该项施工任务中,进行挖掘的主体为175m的山体。由于这项任务处在几个轨道交通交界的地方,其实际交通和管线要较普通线路多且复杂。其施工过程中会受到周围不同因素的影响,其中有一直径2000mm的给水钢管对工程施工质量的影响做大。由于距离暗挖隧道较为接近,水管一旦出现问题,不仅会造成停水等问题,同时还会导致暗挖隧道工程被水淹没,造成严重的工程事故。针对这样的情况,施工方诸多技术人员通过对周围环境进行全面的分析和考察,对隧道不同的部位进行了科学化的设计,力求通过科学化的深孔注浆技术实现暗挖隧道工程,并有效保证工程质量。

2.2地铁暗挖隧道工程对深孔注浆技术的应用

施工流程在不断的发展中,我国建筑行业在逐渐进步,建筑行业的发展水平不断提升,在不断的发展中经过深入的研究,对传统的深孔灌浆技术进行有效的改革,结合当前的技术水平,对传统的深孔注浆技术进行完善,从而使其为保证暗挖隧道等的职工质量。在运用深孔灌浆技术的过程中,必须遵循其科学化的施工工艺流程,以保证施工的合理性和科学性,为暗挖隧道工程的稳定性和质量提升做出重要保证。首先应用深孔灌浆技术进行施工,必须根据施工的实际情况进行必要的施工准备,为技术的有效应用作重要的前提条件。在基本的施工准备做好后,进行基本的测量并放置水平线,并搭设平台,接下来进行在钻孔并安装管线,在封孔后,进行试注浆,然后进行注浆,并检测注浆的效果。

3深孔注浆技术在地铁暗挖隧道施工中的技术要点

掌握深孔注浆的施工技术要点,对工程质量有着非常重要的影响。通过对各个环节的施工技术要点进行分析,以保证隧道暗挖的稳固性,为实现安全施工奠定基础。图1为注浆技术施工工艺流程图。

3.1施工准备中需要注意的技术要点

良好的施工准备,对工程的顺利进行有着非常重要的意义。①需要对注浆的参数进行科学化的设计和配比,保证参数设计的准确性以及注浆比例的合理性。通常情况下,注浆采用的都是水泥与水玻璃的双浆液,在进行基本的配比时,必须对现场的情况进行全面的了解,并在不同的时段进行现场测试,保证施工过程中注浆本身的压力值能够始终大于水本身的压力值。另外必须对施工材料进行正确化的选择,为稳固性和施工质量提供基本性的保证。②注浆压力测试。暗挖渠道中,随着时间和现场的变化,水压力会产生一定的变化,进行注浆配比时在对不同时间段的水压力进行测试后,还需要在现场对其进行勘察,以保证注浆压力能够始终大于水压力3倍左右。③导管的加工工作以及注浆孔洞的布置工作。其工作中需要特别注意的是漏浆状况的出现。导管必须选择壁厚在一定标准的无缝钢管,并保证其长度统一。注浆孔布置上。根据当前的工程项目施工,注浆孔洞的每一个循环都需要保证六环四时空,并且保证其深度一致。为了避免出现漏浆现象,必须在提前注入5m行左右的止浆墙。

3.2深孔注浆施工要点

(1)隧道支护施工:对隧道初支外1.5m、初支内0.5m注浆,形成2m厚注浆带,拱部180°范围环向布设注浆孔,采用WSS注浆工艺,注浆压力控制在0.8~1.0MPa,注浆扩散半径为0.5m,注浆管环向间距为0.866m。4.2.2封闭开挖面施工为防止注浆过程中工作面漏浆,注浆前应用喷射混凝土封闭开挖工作面。设计厚度0.3m,喷射混凝土强度等级为C25,喷混凝土封闭范围为上半断面部分。止浆墙采用挂网喷射混凝土,钢筋网片为准6@150×150,网片固定在掌子面打设的钢筋锚杆上,钢筋的规格为准22,间距为500mm×500mm,长度为1.5m。

(2)深孔注浆:浆液深孔注浆浆液主要为水泥-水玻璃,可根据地层条件添加外加剂以控制注浆范围和可注性。注浆工艺、注浆的浆液配合比、注浆压力等参数应根据现场注浆实验情况并报设计单位认可后,方可确定。注浆完成后,应通过取岩芯及其他物探等办法检查注浆效果,观察分析地层及浆液充填情况,并检查测量孔内涌水量及测算加固体的渗透系数。加固后的土体28d无侧限抗压强度不小于0.5MPa。加固体的渗透系数应小于10-6cm/s。当注浆效果不能满足上述要求时,应查明原因后,再调整注浆参数或进行补注浆,直到达到设计要求后方可进行正常施工。对出入口暗挖通道采用深孔注浆,注浆分2个循环,第一次注浆长度为7.85m,第二次注浆长度至主体结构围护桩。

3.3注浆施工过程中需要掌握的技术要点

做好充足的施工前准备后,接下来进行注浆施工。

(1)测量放线:测量放线工作必须根据注浆的深孔进行布置,在注浆孔布置的开挖面上进行测量放线工作,以保证测量本身的准确性。

(2)采集的有效数据进行设计,实现合理化的平台建设:通过选择合理化的施工建设材料,并通过全面准确科学化的计算。对地基承载力度以及支架的承载力度和支架本身的牢固程度实现全面化的掌握,从而保证其能够为深孔注浆技术的有效应用奠定基础。

(3)钻孔和管安装:在指定的位置对孔位的解读以及孔位的深度进行确定后,采用专业化的钻孔设备进行钻孔。保证钻孔设备的开孔距离在4m左右。根据实际情况对孔口管进行有效的选择和安装,在安装之前对孔口管中存在的土渣等进行清理,并且需要个根据实际情况对孔口管造插入到注浆口后,在外面裸露部分在50cm左右,为实现深孔注浆技术的有效应用提供重要的质量保证。在进行初步的安装后,检查安装效果,接下来根据其实际要求进行循环的钻孔,并在达到钻孔要求后,对所有钻孔进行清理,保证其灌浆过程中不会受到土渣等杂物的影响,从而导致效果下降。注浆管成梅花形的注浆孔,在完成注浆管口安装后,为了保证其内部的洁净,必须在管孔中采用透明胶带等对其进行覆盖,从而达到隔离杂物的效果。

(4)封孔:对孔管外币进行有效的设计,根据孔管的在外漏出的长度,把长麻丝缠绕其上,使其形成纺锤形,并且经水泥基锚对其固定,使其能够完全符合相关的要求,从而保证孔口不会出现漏浆以及活动等问题,在进行封孔后,对其进行全面化的养护后,在进行试注浆工作。

(5)试注浆工作检测,并进行注浆:试注浆是对其上述施工阶段有效性和施工质量以及设计方案准确性的检测,在进行试注浆后,如果相关参数较为合适,那么就会开始注浆工作。注浆工作必须把握住先注外环,而后在对内环进行工作的原则。先从最长的注浆管开始工作,主次进行注浆,并对现场的压力进行测试,对注浆比例进行轻微的调整,以保证注浆效果。

(6)施工检测:由于上半断面结构的特殊性,因此需要在其上部以及两侧位置设置监测孔,通过抽芯钻进的方式穿透隧道获得岩样,在此基础上进行地质超前预探。此外还需要在孔口位置增设一个阀门,此结构可以实现对出水量的监测。当完成首次注浆后,需要再次对出水量进行测量。

(6)效果检测:通过检测孔对其进行检测,另外可以抽取检测口周边的物质对暗挖隧道进行检测,在合适的灌浆孔上安装书控制水量的阀门,从而为暗挖隧道工程的顺利实施奠定基础。

4结语

深孔注浆技术被广泛运用于地铁隧道暗挖施工过程中,可以有效控制渗水量,应用于富水地层具有高可行性,能够营造出更安全的开挖环境。相比于前进式注浆而言,深孔注浆技术可以节约高达20%的成本。总之,在当前的发展中,地铁是现代化城市不断发展,城市化水平提升的具体化表现,在进行施工过程中,针对暗挖隧道过程中存在的技术难点,通过运用深孔注浆技术,有效降低隧道中的含水量,从而实现地铁隧道施工上的安全,并且降低施工过程中的成本运用,提升工程质量。深孔注浆技术的有效运用并推广,能够为我国的建筑施工水平不断提升奠定坚实的基础。

参考文献:

[1]齐超.地铁隧道暗挖施工中深孔注浆技术的应用[J].设备管理与维修,2018(21):119-120.

[2]豆旭东.深孔注浆技术在地铁暗挖隧道施工中的应用[J].江西建材,2016(09):194+197.

[3]郭育鑫.深孔注浆技术在城市地铁暗挖施工中的应用[J].市政技术,2016,34(S1):144~147.

论文作者:徐淼

论文发表刊物:《建筑细部》2019年第9期

论文发表时间:2019/10/23

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