建筑工程師評職范文地鐵過房屋段施工技術(shù)

　　摘要：在淺埋暗挖地鐵施工中常因施工措施不到位，引起周圍地下水位下降，造成地表和周圍房屋下沉。深圳地鐵5號線上水徑停車場出入線在側(cè)過老梅子園時埋深淺、地下水豐富，極易引起房屋和地表下沉，對周圍居民生活造成極大影響。在施工中對房屋基礎(chǔ)及周圍土體分別在洞外和洞內(nèi)進(jìn)行注漿加固，并嚴(yán)密監(jiān)測。在施工過程中沒有出現(xiàn)失水現(xiàn)象，施工后沉降變形小且在規(guī)范要求內(nèi)。

　　關(guān)鍵詞：隧道,淺埋暗挖,注漿,加固,施工

　　1 工程概況

　　深圳地鐵5號線土建工程上水徑停車場出入線在SDK0+830～SDK0+895處隧道共側(cè)過上水徑村老梅子園居民的磚混結(jié)構(gòu)房屋3棟，均為高3～5層基礎(chǔ)為條筏基礎(chǔ)。且其基礎(chǔ)都在全風(fēng)化-強(qiáng)風(fēng)化角巖上，地下水豐富。一旦隧道開挖過程中造成失水，引起房屋出現(xiàn)沉降，后果將非常嚴(yán)重。

　　2 工程地質(zhì)情況

　　側(cè)過房屋段隧道拱頂埋置深度3.80~12.1m，上覆粉質(zhì)粘土及素填土,洞身地層為全風(fēng)化-強(qiáng)風(fēng)化角巖。本場地地下水按賦存條件主要為孔隙水及基巖裂隙水。側(cè)過梅子園段左線側(cè)地下水位深度2.2m，右線側(cè)地下水位深度2.8m。

　　3 注漿加固原理

　　注漿采用壓密注入法，是使水泥或其他漿液在周圍土體中通過滲透、充填、壓密擴(kuò)展形成漿脈。由于地層中土體的不均勻性，壓灌入一定水灰比的漿液一方面灌漿孔向外擴(kuò)張形成圓柱狀漿體，鉆孔周圍土體被擠壓充填，緊靠漿體的土體遭受破壞和剪切，形成塑性變形區(qū)，離漿體較遠(yuǎn)的土體則發(fā)生彈性變形。另一方面隨著灌漿的進(jìn)行，土體裂縫的發(fā)展和漿液的滲透，漿液在地層中形成方向各異、厚薄不一的片狀、條狀、團(tuán)塊狀漿體，縱橫交錯的漿脈隨著其凝結(jié)硬化，造成結(jié)實(shí)體與土體之間緊密而粗糙的接觸，沿灌漿管形成不規(guī)則的、連續(xù)的防滲墻，起到控制沉降、提高變形穩(wěn)定性的作用。

　　4 施工方案

　　洞外在左線側(cè)穿地表3棟房屋，采用袖閥管注漿預(yù)加固房屋基礎(chǔ)。加固范圍為房屋靠隧道側(cè)三邊，平行于隧道線路側(cè)設(shè)雙排豎向袖閥管，長度深入隧底2.0m，間距及排距0.5m;垂直于隧道線路側(cè)設(shè)雙排斜向袖伐管，長8.0m，間距及排距0.5m，角度傾向不大于30°;房屋平行于隧道線路側(cè)另設(shè)單排斜向袖閥管，長8.0m，間距及排距0.5m，角度傾向不大于30°。施工中預(yù)留注漿孔洞，以便日后房屋如發(fā)生較大沉陷后進(jìn)行跟蹤注漿。地表加固完成后，于左右線SDK0+820～SDK0+905段洞內(nèi)進(jìn)行全斷面注漿加固，注漿采用前進(jìn)式分段深孔注漿，每循環(huán)施做長度14米，開挖12米，留2米作為下一循環(huán)施工的止?jié){巖盤，掌子面需噴射30cm的鋼纖維混凝土封閉。超前小導(dǎo)管調(diào)整長度為3.5m，環(huán)向間距30cm，隧道兩側(cè)導(dǎo)管落底。掘進(jìn)支護(hù)中仰拱同時成環(huán)，視監(jiān)控量測情況對隧道底板進(jìn)行注漿加固，導(dǎo)管長度2.5m，間距1.0m。

　　4.1袖閥管注漿

　　⑴施工機(jī)具設(shè)備及材料

　　①鉆孔機(jī)械：采用100型或300型工程地質(zhì)鉆機(jī)。

　　②注漿機(jī)械：雙液注漿泵，并配備高壓注漿管路系統(tǒng)和制漿設(shè)備，注漿壓力0.2Mpa～0.5Mpa，漿液擴(kuò)散直徑1.0m。

　　③袖閥注漿管及花管、心管：

　　袖閥注漿管為每節(jié)長330mm、外徑50mm的硬質(zhì)塑料管，它是由鈣塑聚丙烯制造而成。注漿管內(nèi)壁光滑，接頭有螺扣，端頭有斜口，外壁有加強(qiáng)筋以提高其抗折強(qiáng)度。注漿管分A、B兩種，A種注漿管上未開設(shè)溢漿孔，B種注漿管上開有8mm的溢漿孔6個。在B種注漿管有孔部位外面緊緊地套著抗爆破壓力為4.5 MPa的橡膠套，橡膠套覆蓋著溢漿孔，這樣，注漿時，漿液可以通過溢漿孔進(jìn)入地層，而地層中的水和顆粒難以進(jìn)入注漿管中，從而達(dá)到注漿管的單向閥作用。

　　④套殼料：水泥：粘土=1.2～1.3，干料：水=1:1～1:1.5(重量比)，塑性指數(shù)15～30。

　　⑤水泥-水玻璃雙液漿：水泥漿水灰比1：1，水玻璃濃度30～35Be，水泥漿：水玻璃 =1:1～1:0.3(體積比);

　　⑥配備注漿液及注漿

　　漿液采用雙液漿，為了增加可灌性，在漿液中可加入水泥用量0.3%～0.5%的復(fù)合型減水早強(qiáng)劑。攪拌機(jī)采用葉式機(jī)械攪拌機(jī)，應(yīng)能保證漿液能連續(xù)均勻攪拌，才能過濾。漿液須在攪拌均勻過篩后，再泵送壓注，在注漿過程中，漿液應(yīng)連續(xù)攪拌，攪拌時間大于2min。注漿泵采用雙液柱塞泵，壓送水泥漿液時，柱塞與缸體不直接接觸，以減少磨損。按每米注漿加固深度控制注漿量，每米注漿深度水泥用量為150kg。注漿的流量一般為7～15L/min。注漿芯管應(yīng)有雙向密封裝置，保證上下密封良好，達(dá)到定位注漿的目的。待封殼料初凝后，插入雙向密封注漿芯管自下而上或自上而下進(jìn)行注漿。注漿分次進(jìn)行，一般可分為5次，每次注漿的間隔時間不小于12小時。

　　每次注漿完畢后用清水沖洗塑料袖閥管中的殘留漿液，以利于下一次重復(fù)注漿。注漿進(jìn)程中出現(xiàn)地面冒漿或壓力突變，應(yīng)立即停止注漿，查明原因，采取措施。

　　單孔注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)下列情況綜合決定：a. 注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)要求;b. 注漿壓力超過設(shè)計(jì)值;c. 地面冒漿。

　　4.2洞內(nèi)全斷面注漿

　　本工程選用前進(jìn)式分段深孔注漿施工工藝,其步驟為：先施做止?jié){墻，在設(shè)定孔位進(jìn)行鉆孔，在鉆孔內(nèi)裝孔口管，更換鉆頭，通過孔口管進(jìn)行第一段鉆進(jìn)，達(dá)到深度后，每一循環(huán)進(jìn)尺控制在2-3m，停止鉆進(jìn)，退出鉆具，在孔口管上安裝注漿配套設(shè)備，將注漿材料注入地層中;待注漿土體達(dá)到強(qiáng)度后，拆除注漿設(shè)備，通過孔口管再進(jìn)行第二段鉆進(jìn);如此循環(huán)達(dá)到設(shè)定孔深;換另外一個孔位，直到完成所有注漿孔。本工藝的優(yōu)點(diǎn)：針對暗挖隧道側(cè)穿越建筑物底部，對地層進(jìn)行分段前進(jìn)式超前深孔注漿，可對地層進(jìn)行全面加固，從而進(jìn)一步減緩或避免地層破壞后的沉降及建(構(gòu))筑物的損壞。

　　⑵全斷面注漿參數(shù)

　　注漿參數(shù)主要根據(jù)地層實(shí)際情況進(jìn)行試驗(yàn)確認(rèn)，并在現(xiàn)場施工中不斷完善調(diào)整，注漿過程中，結(jié)合注漿壓力變化情況，現(xiàn)場動態(tài)調(diào)整優(yōu)化注漿參數(shù)。本次結(jié)合全風(fēng)化角巖和粉質(zhì)粘土地層特性，設(shè)定注漿參數(shù)見下表。

　　⑶施工方法及工藝要求

　　①注漿范圍

　　前進(jìn)式深孔注漿每循環(huán)施做長度為14米，開挖12米，留2米作為下一循環(huán)施工的止?jié){巖盤。注漿施工前掌子面需噴射30cm的鋼纖維混凝土封閉。

　　每斷面加固范圍為開挖斷面拱墻外不小于2.5m，拱底不小于2.0m(如下圖)。根據(jù)加固要求，設(shè)計(jì)鉆孔共分三排，總計(jì)鉆孔數(shù)30個：其中A排孔16個，B排孔10個，C排孔4個。

　　5結(jié)束語

　　本段隧道在深圳地鐵修建過程中很具有代表性，深圳地鐵有大部分是在既有建筑物下方通過，如何保證地鐵施工過程中地表建筑的安全，這次施工提供了很好的成功案例。在上水徑停車場出入線過梅子園的施工過程中，沒有出現(xiàn)大的失水現(xiàn)象，通過現(xiàn)場的監(jiān)測地表累計(jì)沉降最大為-14.57mm，平均沉降為-6.9mm。均在設(shè)計(jì)要求范圍之內(nèi)，地表房屋沒有出現(xiàn)大的沉降和變形。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 關(guān)寶樹，隧道工程施工要點(diǎn)集，人民交通出版社.2006.3

　　[2] 夏明耀，地下工程設(shè)計(jì)施工手冊，中國建筑工業(yè)出版社.1997.7 2011.4.