北京地鐵呼光區(qū)間超前小導(dǎo)管注漿施工技術(shù)

1、北京地鐵呼光區(qū)間超前小導(dǎo)管注漿施工技術(shù)摘要:結(jié)合工程實(shí)例,介紹了超前小導(dǎo)管注漿施工技術(shù),對(duì)工程難點(diǎn)進(jìn)行了分析,提出了必須嚴(yán)格遵循的施工原則,對(duì)改性水玻璃漿液的配制及注漿施工工藝進(jìn)行了闡述,以推廣應(yīng)用該技術(shù)。關(guān)鍵詞:超前小導(dǎo)管,改性水玻璃,隧道工程,施工工藝1 工程簡(jiǎn)介 北京地鐵10號(hào)線,呼家樓至光華路區(qū)間是中鐵十九局集團(tuán)在北京承建的標(biāo)志性工程之一,它位于東三環(huán)輔路,該工程南北走向。南起光華路站;途經(jīng)京廣橋,與朝陽(yáng)路、朝外大街連接處交叉口,北至呼家樓站。區(qū)間隧道(設(shè)計(jì)里程為19+976.46620+525.084)全長(zhǎng)548.618。該區(qū)間為雙線隧道,施工范圍包括南北向隧道左右線、一個(gè)豎井及豎井

2、施工通道。該區(qū)間利用區(qū)間臨時(shí)施工豎井作為主施工井,采用淺埋暗挖法設(shè)計(jì),臺(tái)階法施工,小機(jī)械配合開挖運(yùn)輸。明挖豎井采用倒掛井壁法施工,以網(wǎng)噴混凝土格柵鋼架作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)。2工程難點(diǎn) 1) 本工程潛水含水層底板凹凸不平,開挖初期在局部粘性土夾層或潛水含水層底板處有少量潛水殘留水滲出。這部分水若處理不好將帶出地層中細(xì)顆粒物質(zhì),使隧道開挖面地層土擾動(dòng),嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生坍塌。2)由于北京地下,上、下水管道多年漏水嚴(yán)重,這些滲水存于雜填土和很多已廢棄的地下構(gòu)筑物中,由于具體位置不明,水量大小亦不明確,靠降水井難以得到控制,往往造成基坑壁或隧道頂部失穩(wěn),給地下工程施工帶來很大困難。為了有效預(yù)防這種異常水給工程帶的麻

3、煩,使該區(qū)間能順利在亞粘土層、砂層和卵石層中穿過?？刂频乇沓两?確保地面建筑物、道路和地下管線的安全。3施工原則(十八字方針) 由于地質(zhì)體的不均質(zhì)性及隧道工程對(duì)于不良地質(zhì)環(huán)境的敏感性,哪怕是某一局部的不良地質(zhì)條件(如拱頂局部遇含水砂層等),也可能釀成隧道坍方的大事故。根據(jù)本工程的特點(diǎn),地層松散、自穩(wěn)能力差。要做到不損壞、斷裂和滲漏,不出現(xiàn)洞內(nèi)坍塌及涌水、涌砂事故,確保地面交通和商貿(mào)等各種社會(huì)活動(dòng)的正常進(jìn)行,保持良好的環(huán)衛(wèi)、環(huán)保條件。努力將地表沉降控制在30以內(nèi);施工時(shí)必須嚴(yán)格遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)1”的十八字方針,確保工程質(zhì)量和施工安全。4超前小導(dǎo)管制作 根據(jù)實(shí)際

4、地質(zhì)情況,本著經(jīng)濟(jì)合理的原則,每循環(huán)打設(shè)一排小導(dǎo)管。小導(dǎo)管采用32的無縫鋼管,鋼管長(zhǎng)23,環(huán)向間距0.3,沿開挖輪廓以1530的外插角打入。小導(dǎo)管主要起止水阻漿的作用,其漿液固結(jié)后,使開挖輪廓以上的圍巖形成承載拱,方便下一步施工。5改性水玻璃漿液的配制 水玻璃又稱泡花堿,它是一種透明的玻璃狀溶化物的工業(yè)產(chǎn)品,呈黃色至灰白色;一般市場(chǎng)上出售的水玻璃濃度在40波美度左右。2)硫酸:分子式24。純品為無色、無臭、透明的油狀液體,呈強(qiáng)酸性。市售的工業(yè)硫酸為無色至微黃色,甚至紅棕色。相對(duì)密度:98%硫酸為1.8365(20),93%硫酸為1.8276(20)。熔點(diǎn)10.35,沸點(diǎn)338。有很強(qiáng)的吸水能力

5、,與水可以按不同比例混合,并放出大量的熱在稀釋硫酸時(shí),只能注酸入水,切不可注水入酸,以防酸液表面局部過熱而發(fā)生爆炸噴酸事故。濃度低于76%的硫酸與金屬反應(yīng)會(huì)放出氫氣。3)玻璃的稀釋(1020)邊加水邊攪拌;邊用波美度測(cè)量的方法進(jìn)行。4)硫酸的稀釋(10%20%稀硫酸):先算出所需濃硫酸量和加水量,然后將濃硫酸緩慢倒入水中,攪拌均勻,嚴(yán)禁將水倒入濃硫酸中。5)在快速攪拌的情況下,將水玻璃緩慢地倒入稀硫酸中,并用試紙測(cè)量值,以34為宜。6 注漿施工工藝 注漿前先對(duì)格柵做初噴20混凝土加固,厚度小于20,注漿材料根據(jù)土層情況決定。先用小導(dǎo)管沿開挖的掌子面輪廓以15角插入,環(huán)向間距0.3,必要時(shí)減小各

6、小導(dǎo)管之間的間距以增加支護(hù)的鋼度。施工前對(duì)鋼管尾部焊箍圈,鋼管頭部加工成尖錐形。以便插入,并防止注漿時(shí)漿液前沖。小導(dǎo)管中間到前邊部位鉆612溢漿孔,呈梅花形布置,間距20(防止注漿出現(xiàn)死角);后邊留出1,以便接注漿管用。施工時(shí)先用風(fēng)管吹孔,再用風(fēng)鎬將小導(dǎo)管頂入孔中,外插角控制在15為宜,尾部置于鋼架腹部,必要時(shí),焊接在格柵主筋上增強(qiáng)共同支護(hù)能力。打孔過程中,掌握好對(duì)原土層的保護(hù),切不可野蠻施工。 將已調(diào)好的改性水玻璃倒入牛角泵內(nèi),漿液占泵體積的2/3,將注漿管(通常是膠皮管)插到小導(dǎo)管尾部并用鐵絲擰緊,防止?jié){液從管口溢出。再將泵蓋和放風(fēng)閥壓緊關(guān)閉,其后打開注漿管閥門。一切就緒后,慢慢打開送風(fēng)閥

7、開始注漿,在氣壓推動(dòng)下,改性水玻璃不斷注入小導(dǎo)管內(nèi)加固拱部地層。然后用木楔堵塞管口,防止?jié){液逆流。一個(gè)循環(huán)結(jié)束后,進(jìn)行下個(gè)循環(huán)之前先將放風(fēng)閥打開,使泵內(nèi)氣體揮發(fā)出去,在倒入改性水玻璃注下一根管,注漿時(shí)應(yīng)以自下而上順序交叉注漿。7 注意事項(xiàng) 1)注漿壓力不宜過大,應(yīng)保持在0.30.5為宜;每孔注入量100120,其加固半徑為3035,而且各孔之間已經(jīng)固結(jié)成拱殼。 2)壓注漿時(shí),必須密切注意壓力表,發(fā)現(xiàn)壓力過高,需立即停風(fēng),排除堵塞;注漿管不準(zhǔn)對(duì)人放置,注漿管在未打開風(fēng)閥前,不準(zhǔn)搬動(dòng),關(guān)節(jié)閉密封蓋,以防高壓噴出物射擊傷人。 3)注漿時(shí),如發(fā)生漿液從其他管流出的現(xiàn)象,則應(yīng)在串漿管口處用木楔堵塞管口,

8、待該管注漿時(shí)再拔下木楔,并以高壓風(fēng)和高壓水清洗管內(nèi)雜物,然后再注漿,直至全部注漿結(jié)束。 4)注漿完成后,及時(shí)清洗機(jī)具。超前小導(dǎo)管預(yù)支護(hù)主要包括封面、布孔、鉆孔安管、注漿四道工序。8 防止隧道土體坍塌的應(yīng)急預(yù)案 施工通道采用超前小導(dǎo)管注漿,掌子面超前預(yù)注漿加固地層及掌子面噴射混凝土等施工方法進(jìn)行開挖施工,防止土體坍塌事故。一旦發(fā)現(xiàn)有土體坍塌征兆,采用如下措施: 采用人工配風(fēng)鎬開挖施工,減少對(duì)土體的擾動(dòng);洞內(nèi)配備足夠的裝土草袋、木料、方木,一旦發(fā)現(xiàn)掌子面坍塌,立即土封堵支頂,并噴射混凝土封閉掌子面,插打壓漿導(dǎo)管壓漿防止坍塌和減少地面沉降;開挖過程中,為防止拱頂和邊墻處土體坍塌,采用插板封堵;開挖支護(hù)力求快速,開挖進(jìn)尺控制在50,初期支護(hù)快速成環(huán),盡早封閉。準(zhǔn)備足夠的排水機(jī)具,一旦發(fā)生涌水、涌砂局部過量靜水壓力現(xiàn)象,立即強(qiáng)排,并噴射混凝土封閉掌子面,插打壓漿管壓漿堵水;采用超短臺(tái)階法,人工開挖,減少對(duì)土體的擾動(dòng),開挖支護(hù)力求快速封閉成環(huán),并有足夠的鋼度承受靜水壓力;做好地質(zhì)超前預(yù)報(bào),在開挖工作面上鉆探測(cè)孔,一旦發(fā)現(xiàn)涌水、涌砂局部過量靜水壓力現(xiàn)象,應(yīng)提前做好預(yù)防。9 結(jié)語(yǔ) 北京地鐵10號(hào)線,呼光區(qū)間臨時(shí)橫通道工程施工中,由于采用了超前小導(dǎo)管預(yù)注漿的輔助施工方