地铁暗挖超前支护注浆

【前言】地铁暗挖超前支护注浆由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。2 土层加固方案 针对地铁站周围土层以及地下水分布情况，提出了在开挖前使用小管棚注浆进行提前加固的施工方案；在周围土层布设直径为32mm的水煤气管超注浆小管棚，管厚为3.5mm，单根管长度为3.0m，环向布置的间距为0.3m，外插角度在11°～16°之间，每根管的纵向间距为...

摘要:随着我国科学技术的发展，各种新的施工工艺不断运用于工程实践，暗挖超前支护的施工方法就是其中的典型。本文对北京地铁某车站在施工中运用暗挖超前支护法进行了介绍，详细分析了施工的具体操作方法、流程，希望对相关工程技术人员有借鉴作用。

关键词：超前开挖；注浆支护；加固

1 前言

暗挖超前支护法是最近几年新兴的一门施工方法，它具有方式方法灵活，施工过程中对地面建筑物以及地下管网影响小，对环境污染小等特点，在北京地铁五号线、十号线以及复八线等中得到了广泛的应用。本文以北京地铁某车站为例，介绍暗挖超前支护注浆在工程中的应用。

北京某地铁车站位于中心商业区，该车站主体南北双层段宽度为26.7m，东西全长195m，施工方法采用暗挖施工方法进行施工，在施工过程中须保证不影响上部交通的正常运行；经地质勘探部门测定，该车站地质条件复杂，上部土层为杂填土，土层较薄，下部土层分布为粉土层、细砂层、中砂层以及卵石层等；该地区水位较高，埋深为5～7m，属于台地潜水，施工地附近诸多因素影响了地下水的流动，而且在地铁站附近的不连续分布，这种条件给施工带来困难，容易造成施工过程中的流砂、塌方等事故的发生，因而要求在施工过程中对地下土层进行超前加固处理，以便控制地表沉降量小于30mm。

2 土层加固方案

针对地铁站周围土层以及地下水分布情况，提出了在开挖前使用小管棚注浆进行提前加固的施工方案；在周围土层布设直径为32mm的水煤气管超注浆小管棚，管厚为3.5mm，单根管长度为3.0m，环向布置的间距为0.3m，外插角度在11°～16°之间，每根管的纵向间距为1m，注入改性水玻璃进行加固处理；正式开挖后沿四周布设钢筋网进行初喷加固，钢筋网中钢筋的直径为8mm，间距150mm。

3 施工情况介绍

3.1 小导管的施工

小导管的施工包括注浆小导管的加工以及注浆管的施工。根据地铁车站的设计要求，注浆小导管选用直径为32mm的无缝钢管，先将长导管截成3m一段的再进行后期的加工。具体的操作方法是：先用砂轮无齿锯将注浆管的头部切割成锯齿形，为了使小导管能打入土层内，使用焊机将小导管的头部加工成150mm的锥体尖头；之后处理注浆管的尾部，用直径6mm的钢筋将注浆管的尾部进行环箍加固，防止在将小导管打入土层时，尾部因受力过大而出现开裂，进而影响正常施工；为了便于注浆管内的管液能很好的扩散到周围土层中，需要在注浆管的管身钻直径为8mm的孔，导浆孔的环向之间间距为20mm，之间纵向间距为100mm，按照梅花形进行布置；在实际施工过程中，由于北京地区砂质地层中含有大量的石卵，这些石卵直径较大，使得长度为3m的注浆很难打入周围土层，需先用钻进进行钻孔后，方能打入土层，但钻进钻孔过程中会对周围岩层产生扰动，容易出现塌方事故；针对这种情况，施工方与设计方进行讨论，最后将注浆管纵向之间的间距调整为0.5m，将注浆管的长度调整为2.0m，这样修改不仅降低了施工的难度，而且能很好的降低对周围岩层的扰动，进而避免施工过程中出现塌方事故。

在注浆管施工过程中，由于直接使用大锤将注浆管打入周围岩层内，会对岩层产生很大的振动，影响周围岩层的稳定性，所以在地铁站注浆管施工中使用引孔顶入法施工。具体的施工步骤为：向沿着开挖的轮廓标出注浆管应埋设的位置，之后在直径为20mm的钢管中引入高压空气，使用吹顶法成直径为50mm、深度为1.7m的孔，成孔后将注浆管插入，如果不容易插入，则可再使用大锤将注浆管顶到设计深度；为了保证注浆管内的畅通，用吹风管将管内砂石吹出来；吹干净后，用棉纱堵住注浆管管口，再用喷锚将注浆管周围进行封闭，防止注浆的浆液流出；上述所用工序都做完后，就可以进行配浆、注浆操作了。

3.2 配制注浆浆液

在配制注浆浆液时，先进行水玻璃的稀释。先将波美计放入水玻璃内用以检测稀释程度，之后向水玻璃内加水稀释，当波美计值在10Be～20Be时，即可停止加水；对于硫酸的稀释，在稀释前应计算出浓硫酸的量以及需要加入的水量，之后将浓硫酸缓慢的倒入水中，并不断的进行搅拌，并用PH试纸监测稀释容易的PH值；对于改性水玻璃的配制，应当在高速搅拌状态下，将水玻璃缓慢的倒入稀释好的硫酸内，并用PH试纸监测混合溶液的PH值；二者倒入的顺序不能颠倒，否则配制的溶液将不符合要求，这时因为酸性水玻璃稳定存在的PH值应为1～2，而当溶液PH大于8时，就会出现凝胶现象。在将水玻璃进行酸化过程中，如果搅拌的不均匀或者加入的料过快都会使水玻璃出现凝胶现象，进而影响水玻璃的注入；使用高速搅拌的方法进行浆液的配制，能保证浆液的PH值在1～2之间变化，这样就可以通过控制浆液的PH值进而控制浆液的凝胶时间。由于不同地区地下水的含量不同，所配制的改性水玻璃的PH值也应相应的变化，当地下水含量较高时，就应当将改性水玻璃的PH值调整到5～6之间，但这样做会导致配制水玻璃的难度增大，而且由于水玻璃的凝胶时间较短，应当在配浆前就将施工所用的设备准备好，以便在配置好后就能马上进入注浆操作；当地下水的含量较低时，应将水玻璃的PH值调整到3～6之间，这样配制的就性对容易，浆液很容易配制成功；因为当地层有流动的水时，改性水玻璃无法达到凝胶效果，所以应在施工前降低地下水位，之后再注入配制好的溶液。

3.3 灌注浆液

在施工过程中，为了更容易的注入改性水玻璃，使浆液的注入时间缩短，应当采用恒定的流量和压力，边注浆边搅拌的灌注方法。在本地铁站施工中，使用的是KBY-50/70型注浆泵，该泵的标定流量为60L/min～70L/min；在实际的施工中发现，北京的地层孔隙率相对较大，有的是完全贯通的，注浆过程中如果压力值偏小，浆液在岩层内扩散范围很小，会使注浆效果太差；在注浆过程中如果注浆压力过大，就会使浆液扩散范围加大，造成资源的浪费；根据现场研究得出，将注浆的压力控制在0.8Mpa左右时，可以达到良好的注浆效果，浆液注入的时间会相应的缩短。

为了控制注浆量，避免浆液扩散到不需要进行加固的区域，可采用下面的公式计算每根注浆管所需的注浆量：Q=∏R2Lnαβ，式中Q为所求的注浆量； n为施工地土层的孔隙率；α为填充系数，可取0.8；R为浆液的扩散半径，计算时取l/1.6；β为施工中浆液的损失系数，可取为1.2。在地铁站施工中，注浆管的长度取1.2m，间距根据实际的取为0.3，R取为0.2m，孔隙率取为0.3，将以上值代入计算公式，算的每根注浆的注浆量为0.16m3/根。

4 结语

在北京某地铁站施工过程中，使用暗挖超前支护注浆的方法来加固周围地层，通过合理的设计小导管的长度以及每根注浆管注入改性水玻璃的量，提高了周围岩层的自撑能力，改善了施工环境，保障了施工工人的安全；另外，由于地铁站施工是采用人工风镐开挖，使用改性水玻璃作为注浆液，不仅可以更好的控制周围岩层，而且使开凿过程更加便利，方便了施工。