北京地铁呼光区间超前小导管注浆施工技术.doc

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1、工程建筑论文-北京地铁呼光区间超前小导管注浆施工技术摘要:结合工程实例,介绍了超前小导管注浆施工技术,对工程难点进行了分析,提出了必须严格遵循的施工原则,对改性水玻璃浆液的配制及注浆施工工艺进行了阐述,以推广应用该技术。关键词:超前小导管,改性水玻璃,隧道工程,施工工艺1 工程简介 北京地铁10号线,呼家楼至光华路区间是中铁十九局集团在北京承建的标志性工程之一,它位于东三环辅路,该工程南北走向。南起光华路站;途经京广桥,与朝阳路、朝外大街连接处交叉口,北至呼家楼站。区间隧道(设计里程为19+976.46620+525.084)全长548.618。该区间为双线隧道,施工范围包括南北向隧道左右线、

2、一个竖井及竖井施工通道。该区间利用区间临时施工竖井作为主施工井,采用浅埋暗挖法设计,台阶法施工,小机械配合开挖运输。明挖竖井采用倒挂井壁法施工,以网喷混凝土格栅钢架作为围护结构。2工程难点 1) 本工程潜水含水层底板凹凸不平,开挖初期在局部粘性土夹层或潜水含水层底板处有少量潜水残留水渗出。这部分水若处理不好将带出地层中细颗粒物质,使隧道开挖面地层土扰动,严重时会发生坍塌。2)由于北京地下,上、下水管道多年漏水严重,这些渗水存于杂填土和很多已废弃的地下构筑物中,由于具体位置不明,水量大小亦不明确,靠降水井难以得到控制,往往造成基坑壁或隧道顶部失稳,给地下工程施工带来很大困难。为了有效预防这种异常

3、水给工程带的麻烦,使该区间能顺利在亚粘土层、砂层和卵石层中穿过。控制地表沉降,确保地面建筑物、道路和地下管线的安全。3施工原则(十八字方针) 由于地质体的不均质性及隧道工程对于不良地质环境的敏感性,哪怕是某一局部的不良地质条件(如拱顶局部遇含水砂层等),也可能酿成隧道坍方的大事故。根据本工程的特点,地层松散、自稳能力差。要做到不损坏、断裂和渗漏,不出现洞内坍塌及涌水、涌砂事故,确保地面交通和商贸等各种社会活动的正常进行,保持良好的环卫、环保条件。努力将地表沉降控制在30以内;施工时必须严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测1”的十八字方针,确保工程质量和施工安全。4超前小导管

4、制作 根据实际地质情况,本着经济合理的原则,每循环打设一排小导管。小导管采用32的无缝钢管,钢管长23,环向间距0.3,沿开挖轮廓以1530的外插角打入。小导管主要起止水阻浆的作用,其浆液固结后,使开挖轮廓以上的围岩形成承载拱,方便下一步施工。5改性水玻璃浆液的配制 水玻璃又称泡花碱,它是一种透明的玻璃状溶化物的工业产品,呈黄色至灰白色;一般市场上出售的水玻璃浓度在40波美度左右。2)硫酸:分子式24。纯品为无色、无臭、透明的油状液体,呈强酸性。市售的工业硫酸为无色至微黄色,甚至红棕色。相对密度:98%硫酸为1.8365(20),93%硫酸为1.8276(20)。熔点10.35,沸点338。有

5、很强的吸水能力,与水可以按不同比例混合,并放出大量的热在稀释硫酸时,只能注酸入水,切不可注水入酸,以防酸液表面局部过热而发生爆炸喷酸事故。浓度低于76%的硫酸与金属反应会放出氢气。3)玻璃的稀释(1020)边加水边搅拌;边用波美度测量的方法进行。4)硫酸的稀释(10%20%稀硫酸):先算出所需浓硫酸量和加水量,然后将浓硫酸缓慢倒入水中,搅拌均匀,严禁将水倒入浓硫酸中。5)在快速搅拌的情况下,将水玻璃缓慢地倒入稀硫酸中,并用试纸测量值,以34为宜。6 注浆施工工艺 注浆前先对格栅做初喷20混凝土加固,厚度小于20,注浆材料根据土层情况决定。先用小导管沿开挖的掌子面轮廓以15角插入,环向间距0.3

6、,必要时减小各小导管之间的间距以增加支护的钢度。施工前对钢管尾部焊箍圈,钢管头部加工成尖锥形。以便插入,并防止注浆时浆液前冲。小导管中间到前边部位钻612溢浆孔,呈梅花形布置,间距20(防止注浆出现死角);后边留出1,以便接注浆管用。施工时先用风管吹孔,再用风镐将小导管顶入孔中,外插角控制在15为宜,尾部置于钢架腹部,必要时,焊接在格栅主筋上增强共同支护能力。打孔过程中,掌握好对原土层的保护,切不可野蛮施工。 将已调好的改性水玻璃倒入牛角泵内,浆液占泵体积的2/3,将注浆管(通常是胶皮管)插到小导管尾部并用铁丝拧紧,防止浆液从管口溢出。再将泵盖和放风阀压紧关闭,其后打开注浆管阀门。一切就绪后,

7、慢慢打开送风阀开始注浆,在气压推动下,改性水玻璃不断注入小导管内加固拱部地层。然后用木楔堵塞管口,防止浆液逆流。一个循环结束后,进行下个循环之前先将放风阀打开,使泵内气体挥发出去,在倒入改性水玻璃注下一根管,注浆时应以自下而上顺序交叉注浆。7 注意事项 1)注浆压力不宜过大,应保持在0.30.5为宜;每孔注入量100120,其加固半径为3035,而且各孔之间已经固结成拱壳。 2)压注浆时,必须密切注意压力表,发现压力过高,需立即停风,排除堵塞;注浆管不准对人放置,注浆管在未打开风阀前,不准搬动,关节闭密封盖,以防高压喷出物射击伤人。 3)注浆时,如发生浆液从其它管流出的现象,则应在串浆管口处用

8、木楔堵塞管口,待该管注浆时再拔下木楔,并以高压风和高压水清洗管内杂物,然后再注浆,直至全部注浆结束。 4)注浆完成后,及时清洗机具。超前小导管预支护主要包括封面、布孔、钻孔安管、注浆四道工序。8 防止隧道土体坍塌的应急预案 施工通道采用超前小导管注浆,掌子面超前预注浆加固地层及掌子面喷射混凝土等施工方法进行开挖施工,防止土体坍塌事故。一旦发现有土体坍塌征兆,采用如下措施: 采用人工配风镐开挖施工,减少对土体的扰动;洞内配备足够的装土草袋、木料、方木,一旦发现掌子面坍塌,立即土封堵支顶,并喷射混凝土封闭掌子面,插打压浆导管压浆防止坍塌和减少地面沉降;开挖过程中,为防止拱顶和边墙处土体坍塌,采用插

9、板封堵;开挖支护力求快速,开挖进尺控制在50,初期支护快速成环,尽早封闭。准备足够的排水机具,一旦发生涌水、涌砂局部过量静水压力现象,立即强排,并喷射混凝土封闭掌子面,插打压浆管压浆堵水;采用超短台阶法,人工开挖,减少对土体的扰动,开挖支护力求快速封闭成环,并有足够的钢度承受静水压力;做好地质超前预报,在开挖工作面上钻探测孔,一旦发现涌水、涌砂局部过量静水压力现象,应提前做好预防。9 结语 北京地铁10号线,呼光区间临时横信道工程施工中,由于采用了超前小导管预注浆的辅助施工方法,才得以成功地穿越了地质复杂的东三环路与朝外大街连接处交叉口段,防止了隧道的塌方冒顶事故发生,成功地控制好了地面沉降问题。既保证了工程质量和施工安全,又提高了施工效率,取得了很好的社会效果。参考文献:1崔玖江.隧道与地下工程修建技术.北京:科学出版社,2005.55 56.