李振強(qiáng)

摘? ? 要：地鐵工程建設(shè)促進(jìn)了城市的現(xiàn)代化發(fā)展，由于地鐵施工作業(yè)處于地下，整體的施工難度較大，受到地質(zhì)地形、水文條件的限制，很多地鐵工程會(huì)采用暗挖施工法。如果地鐵工程采用的是暗挖施工，超前加固技術(shù)的應(yīng)用極為關(guān)鍵，能夠通過超前加固為施工作業(yè)創(chuàng)造安全的作業(yè)環(huán)境，促進(jìn)地鐵施工目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。基于此，本文以某地鐵工程為例，探討了超前加固技術(shù)在地鐵暗挖施工中的具體應(yīng)用，對(duì)工程實(shí)踐具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：地鐵工程;暗挖施工;超前加固技術(shù)

1? 引言

地鐵工程的結(jié)構(gòu)型式相對(duì)特殊，其施工建設(shè)與現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件息息相關(guān)，施工建設(shè)常常會(huì)受到環(huán)境因素的很大限制，很多地鐵工程常常會(huì)采用暗挖施工法，在這一施工方法下，整體的施工造價(jià)相對(duì)較高、工期消耗較長(zhǎng)，常常存在著諸多的施工風(fēng)險(xiǎn)。為了降低施工過程中各類風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)幾率，保障施工作業(yè)的穩(wěn)步推進(jìn)，在施工現(xiàn)場(chǎng)常常會(huì)采用超前加固技術(shù)，將超前加固與暗挖法充分結(jié)合起來，可以為各項(xiàng)的施工作業(yè)創(chuàng)造相對(duì)安全的作業(yè)環(huán)境，保障施工作業(yè)的高效、安全開展。

2? 超前加固技術(shù)現(xiàn)狀

2.1? 管棚支護(hù)

管棚支護(hù)技術(shù)下，管棚注漿是最為關(guān)鍵的工序，其主要包含了鋼管充填與地層擴(kuò)散。如果在施工過程中采用的是鋼管充填注漿的方式，管棚不需要開孔，采用高強(qiáng)度水泥砂漿，從底部向孔口開始灌注，或者通過引氣孔的設(shè)置，來保持砂漿的飽滿度，在此注漿過程中，需要將注漿壓力控制在1.0MPa以內(nèi)?，F(xiàn)階段，雖然我國的特長(zhǎng)管棚施工技術(shù)已經(jīng)日益成熟，但是，在實(shí)際的施工過程中，需要進(jìn)行管棚的分段設(shè)置，建立專門的管棚工作室，整體的施工難度相對(duì)較大。

2.2? 小導(dǎo)管注漿加固

小導(dǎo)管注漿加固的過程中，能夠有效對(duì)施工作業(yè)面加以穩(wěn)固，為支護(hù)施工創(chuàng)造良好的條件。在施工過程中，小導(dǎo)管注漿加固技術(shù)在自穩(wěn)能力差的砂、砂礫與含水粘性土層中能夠獲得良好的應(yīng)用效果。通常，小導(dǎo)管注漿工序主要包含了封閉工作面、打孔、導(dǎo)管安設(shè)、注漿，施工過程中，導(dǎo)管長(zhǎng)度需維持在2.5m～3.5m，將環(huán)向間距控制在0.3m左右。導(dǎo)管布設(shè)將會(huì)關(guān)系到施工的效果，在施工作業(yè)過程中，一般需利用鉆孔頂入法，也就是通過螺旋鉆或者自制吹管成孔，通過風(fēng)鉆或者風(fēng)鎬頂入，整體的施工效率較高。這種施工方式下，注漿利用的是止?jié){塞后退式注漿法，所使用的注漿材料主要為無水砂層用改性水玻璃漿液、水泥水玻璃，在注漿過程中，需將注漿壓力控制在0.4MPa～0.6MPa之間。

2.3? 膨潤土注漿技術(shù)

鈉基蒙脫石是膨潤土中的關(guān)鍵構(gòu)成，是由微觀片狀晶體結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的礦物，這些片狀晶體小于2μm，為膠狀，由于其特殊性，可以進(jìn)行水分子的吸收，進(jìn)而使得各個(gè)分子之間的間距有所增大，在這種情況下，膨潤土的顆粒間逐步膨脹。當(dāng)膨潤土顆粒在吸水以后，分子內(nèi)的電荷達(dá)到了飽和狀態(tài)，將會(huì)阻止水分子的通過，這種情況下，膨潤土的透水性較低，就有了更強(qiáng)的防水特性。膨潤土注漿技術(shù)的應(yīng)用過程中，防水性能相對(duì)較高，其施工成本也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他的化學(xué)注漿材料。

3? 工程概況

以某地鐵車站工程為例，其車站全長(zhǎng)696.55m，以主體結(jié)構(gòu)為核心，此部分全長(zhǎng)271.5m，配線長(zhǎng)度為425.05m。根據(jù)此地鐵車站的設(shè)計(jì)施工要求，總體為雙主島式成長(zhǎng)，建筑面積達(dá)到了4萬平方米以上。在工程作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，設(shè)置了4個(gè)豎井、1段明挖段，在配線段由于施工條件的特殊性，采用的是暗挖法施工。

4? 超前加固施工方案的確定

在此地鐵工程項(xiàng)目中，針對(duì)暗挖段的施工作業(yè)，需要采用超前加固技術(shù)，由于超前加固施工具有一定的技術(shù)難度，在正式的施工作業(yè)開始之前，必須要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的探測(cè)。在本地鐵工程中，采用的是RIS-K2型探地雷達(dá)來完成相應(yīng)的探測(cè)工作的，根據(jù)探測(cè)結(jié)果，專業(yè)施工人員了解了管線的位置、埋深信息，且發(fā)現(xiàn)在暗挖段的雜填土層存在一定的地質(zhì)缺陷，主要表現(xiàn)為孔洞、沉陷以及疏松，這些地質(zhì)缺陷都將會(huì)影響正常的施工作業(yè)。根據(jù)有關(guān)的工程實(shí)踐，必須在施工過程中對(duì)不良地質(zhì)加以必要的處理，否則，一旦沒有進(jìn)行相應(yīng)的施工處理，將會(huì)增大施工時(shí)的坍塌、冒頂?shù)仁鹿省，F(xiàn)階段，對(duì)地層的加固處理多以注漿技術(shù)為主，不良地質(zhì)的埋深雖然距離地面相對(duì)較近，但是，極易影響路面的正常交通，需從暗挖的施工掌子面開始實(shí)施超前注漿。由于在施工現(xiàn)場(chǎng)的地下管線極為密集，再加上管線周邊的土層相對(duì)松散，一旦出現(xiàn)滲漏水問題以后，將會(huì)造成管線周邊嚴(yán)重的空洞現(xiàn)象，如果應(yīng)用注水泥漿加固處理的方式，就可以在漿液凝固以后將管線加以包裹，而這會(huì)造成管線的損壞。經(jīng)過相應(yīng)的試驗(yàn)，應(yīng)用水泥膨潤土注漿施工加固更為實(shí)用，使得水泥膨潤土漿液能夠滲入土層中，實(shí)現(xiàn)與土層的有效融合，進(jìn)而保障良好的加固施工效果。

5? 超前加固技術(shù)的具體應(yīng)用

5.1? 加固范圍

在此地鐵工程中，超前加固技術(shù)應(yīng)用的是膨潤土注漿技術(shù)，為了使得這種技術(shù)應(yīng)用能夠符合加固施工的要求，專業(yè)的施工人員需在施工作業(yè)開始之前，結(jié)合施工的具體要求，確定注漿加固的具體范圍與位置。根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)的結(jié)果，確定施工段內(nèi)的不良地質(zhì)段，進(jìn)行不良地質(zhì)段的定位，在開挖施工時(shí)做好測(cè)量，當(dāng)快要掘進(jìn)到不良地質(zhì)段時(shí)，采用超前注漿加固技術(shù)。對(duì)于給排水管線的窨井底部必須要實(shí)施注漿加固處理，而對(duì)于使用時(shí)間較長(zhǎng)的排水管線，在施工時(shí)一般需實(shí)施全段加固。

5.2? 封閉掌子面

在開挖施工作業(yè)中，當(dāng)開挖到加固區(qū)域前方5m的位置時(shí)，利用噴射混凝土的方式來完成拱部的初步支護(hù)，在這種情況下，暫時(shí)停止開挖作業(yè)，并利用網(wǎng)噴方式來進(jìn)行掌子面的封閉，這一處理過程主要是為了避免在拱頂上方實(shí)施高壓注漿加固時(shí)對(duì)掌子面穩(wěn)定性造成的不利影響。

5.3? 安裝注漿導(dǎo)管

注漿導(dǎo)管必須要在初步支護(hù)噴射混凝土的強(qiáng)度滿足一定標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行，這主要是由于加固區(qū)域距離掌子面的距離較遠(yuǎn)，必須要安裝7m～8m的長(zhǎng)導(dǎo)管，而在長(zhǎng)導(dǎo)管安裝時(shí)，需利用風(fēng)鎬頂進(jìn)。導(dǎo)管貫穿加固區(qū)域，在進(jìn)入加固區(qū)域時(shí)，需在導(dǎo)管壁上進(jìn)行注漿孔的開設(shè)。在注漿導(dǎo)管的安裝階段，導(dǎo)管數(shù)量需嚴(yán)格按照加固區(qū)域內(nèi)的面積大小、性質(zhì)來決定。

5.4? 制漿、注漿

由于此工程現(xiàn)場(chǎng)的特殊性，在實(shí)際的施工作業(yè)中，采用的是開挖與注漿同步進(jìn)行的方式，需將注漿機(jī)置于開挖面后15m的區(qū)域，將施工時(shí)需使用的水泥與膨潤土存在料庫中，需要時(shí)隨取隨用。在注漿導(dǎo)管的安裝作業(yè)結(jié)束以后，方可進(jìn)行制漿，使用機(jī)械攪拌的方式，以保障漿液較高的拌和質(zhì)量。在注有水的攪拌桶內(nèi)使用攪拌棒來完成漿液的攪拌，將攪拌時(shí)間控制在3.5min以上。攪拌好的漿液必須在初凝之前使用完，注漿時(shí)需要對(duì)注漿壓力加以科學(xué)控制。由于超前加固技術(shù)應(yīng)用時(shí)的注漿量具有不確定性，如果壓力過大，極易造成管線的損壞，甚至?xí)?duì)已有地面產(chǎn)生極為不利的影響，因此，在實(shí)際的注漿作業(yè)時(shí)，需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)注漿壓力的變動(dòng)情況

6? 結(jié)束語

近年來，隨著地鐵工程建設(shè)項(xiàng)目的增多，在整個(gè)的地鐵施工過程中，由于現(xiàn)場(chǎng)條件的特殊性，很多工程人員傾向于采用暗挖施工、超前加固技術(shù)，在這些技術(shù)應(yīng)用時(shí)，為取得良好的技術(shù)應(yīng)用效果，必須要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，進(jìn)行超前加固技術(shù)的科學(xué)選擇，做好各個(gè)施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，保障地鐵施工的良好效果。

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