地铁施工中的二重管注浆超前支护技术

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地铁施工中的二重管注浆超前支护技术

二重管注浆超前支护技术是地铁隧道施工中常用的一种地层加固方法,主要用于软弱、破碎或富水地层的超前预加固,以提高围岩稳定性,防止开挖过程中发生塌方或涌水。该技术通过在隧道掌子面前方钻孔,插入双层结构的注浆管(即二重管),利用内外管之间的环形空间实现分阶段、可控注浆。外管用于导向和保护,内管则输送浆液,配合特殊的止浆塞装置,可实现分段、定向、定量注浆,有效控制浆液扩散范围,确保加固效果均匀可靠。

二重管注浆具有注浆压力高、渗透性强、止水效果好等优点,尤其适用于对沉降控制要求高的城市地铁工程。通过合理设计注浆参数和布孔方案,能够在隧道开挖前形成稳定的加固拱圈,显著提升施工安全性与效率。同时,该技术可结合地质雷达、监控量测等手段进行信息化施工管理,实时调整注浆策略,保障工程质量和周边环境安全。因此,二重管注浆超前支护已成为复杂地质条件下地铁施工的重要技术手段之一。

卫生间、屋面等防水重点部位管控标准,23页word可下载!      (1)雨水管距结构开挖面最小处仅为1.6m,结构在该位置大角度(35°)挑高,增大了施工难度和风险;

      (2)雨水管采用顶管法施工,年久失修,水流急、水量大,出现渗漏水的可能性很大;

      (3)风道开挖断面大,采用CRD工法多层、多导洞施工,对地层的扰动次数多,沉降量较大,与雨水管相互影响显著。

      (4)雨水管位于CBD核心的东三环主路下方,所处地段非常敏感,施工必须保证万无一失。

      提出3种超前支护方案进行比选,分别为密排小管棚注浆超前支护、大管棚超前支护和二重管注浆+钢插管超前支护。比选情况详见表1。

      通过以上分析比较,采用方案3进行超前支护。

      TXU改型钻机:旋转二重管及排水处理装备;

      二重管注浆超前支护采用TXU改型钻机施工,注浆施工工艺流程如图2所示。

TXU改型钻机体型较小,适合在较小空间施工,能在360°范围内进行钻进,如图3所示。二重管钻杆直径一般为?42,端头安装管内混合器。钻进采用清水作为循环液,达到设计深度或位置时,封闭端点进行横向喷射切换。然后用注浆泵分别将两种浆液压入外管和内管,浆液在二重管的端头混合器内混合,通过滤网在水平方向实行喷射,将浆液注入地层中。注浆采用后退式,一般20~50cm为一个注浆段。

3.3注浆浆液和注浆参数

      施工时根据地层情况配制溶液型或悬浊型浆液;通过调节浆液配比和注浆压力来控制浆液的凝结时间和注入范围。溶液型或悬浊型浆液均采用双液,其配比如表2所示,其中A、B双液组成溶液型浆液,A,C双液组成悬浊型浆液。悬浊型浆液以水泥为主,掺加注入性强的添加剂,适用于软弱粘性土、松散砂层、砂砾石层的前处理、裂隙等的填充。溶液型浆液以水玻璃为主,掺加注入性强的添加剂,适用于密实的砂层、砂砾石层改良的后处理等。浆液中的添加剂一方面改良浆液,增强浆液的注入性,另一方面降低浆液凝固后的收缩性,确保注浆和止水效果。针对不同的地层,注浆时可先进行限制性注浆,浆液凝结速度快,可根据凝结时间确定注浆范围;然后进行渗透注浆,使浆液在地层中分布均匀。限制性注浆和渗透注浆可以自由切换,从而适用于各种复杂的地层。

      根据不同地层和工程情况,一般条件下注浆深度在14m以内,注浆孔直径?46mm;浆液扩散半径1m;浆液凝结时间20s~30min;注浆压力0.3~1.5MPa。

      综合考虑各方面的因素,纵向加固范围为第二次抬高过渡段,立面加固范围为上层导洞结构内0.5m到雨水管底之间的土体,两侧部位加固厚度为结构外3.0m,详见图4和图5。

      (1)1号导洞施工至距抬高段起始点2.0m时,采用150mm厚C25喷射混凝土封闭开挖面,下台阶梅花状打入2m长?22钢筋加筋改良土体,保证开挖面的稳定性。

      (2)进行二重管注浆,加固1号导洞拱顶及侧部土体,中隔墙部位向3号洞内加固,范围不小于3.0m。采用洞内放射型注浆方式,从外围到中心进行施工。

      (3)注浆完成后,距结构开挖线250mm处沿外轮廓以抬高坡度为角度,采用TXU钻机成孔,然后顶入9.0m长、内径?32的钢插管并注浆。

q-320981 dtxc001-2020标准下载      (4)1号导洞开挖,进行初支结构施工。开挖过程中发现注浆效果良好,土体明显改良,没有出现渗漏水。

      (5)3号导洞施工至距抬高段起始点2.0m时,加固方法同1号导洞。由于1号导洞已完成初支结构,注浆时必须严格控制注浆压力,靠近注浆一侧需在结构上设卸压或卸水孔,并加强巡视,确保结构的安全。

从开挖情况看,注浆起到了良好的加固和止水作用,浆液在粉细砂层中扩散性较好,加固体强度高,没有出现任何坍塌现象。在粘性土中,为劈裂注浆,浆液呈脉状扩散,在层理好的地段沿层理扩散,如图6所示。

      二重管注浆超前支护注浆,在隧道拱顶形成一定厚度的水泥固结体,该固结体具有较高的强度和良好的止水效果。从地铁光华路车站东南风道穿越D1800雨水管施工实践看,二重管注浆超前支护技术具有如下优势:

      (1)TXU改型钻机机械轻小,施工灵活,能适应隧道施工的窄小环境;

      (2)注浆原材料主要为水泥、水玻璃,材料来源广,经济且无污染;

      (3)浆液切换灵活,能根据不同地层条件随时更换浆液类型,可实现复合式注浆,适应各种复杂地层;

麓山国际社区花园洋房三期四区施工组织设计      (4)浆液在二重管端头可完全混合,后退式注浆可确保浆液均匀地注入土层中,在特殊地段(如渗漏水严重地段)还可采用前进式注浆,连续可靠;

      (5)加固体强度较高、密实度好,具有良好的止水效果;在沉降控制严格地段,还可插入钢插管或注浆后再打设大管棚以提高土层的整体刚度。

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