城市地铁隧道超前小导管预加固技术简介
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动压力 。 ｂ、水化凝结作用
单管置 ！ 排布
Ｉ
ｆ 廖维勇， 勇． 导管注浆超 前支护在某工程 ３ 】 钱 ／ Ｊ 、 中的应用【， Ｊ 铁道工程学报， ０ ．６ ５ｍ Ｊ ２ ４ （： ０ ６ ）９ ［ 高学春． ４ 】 超前小导管在武汉地铁某区 间中的
应用ｆ． 国 水 运， ０ ．９： ６２７ Ｊ中 １ ２ ９ （） ４ －４ ０ ９ ２
双管置 排 布
图２导管横 向布置
【】 李林， ５ 李德才 ． 圳地铁 区 间隧道软 弱 围 深 岩 超 前预加 固施 工 技术 研究 【 ． 代隧 道技 Ｊ现 ］ 术， ０ ． （ ： — ． ２ ５ ２ ）６ ８ ０ ４ ４７ ７ 杜书光 （９２ １８ －），男 ，河南安阳，中铁四局 北 京分公司｛工程师 ；学士学位 ， ０６ ２０ 年毕业 于合肥工业大学土木建 筑工程。
０ 引言 、
道 及地 卜 工程 地 层加 固 ， 也 可用 于处 理塌 方
体 。对砂 层、砂卵石层 、断层破碎带 、涌水 隧 道也有很好的效果。其加固机理为 ：
ａ 梁 支 撑 效 应 、
图１导管纵向布置
源自文库
誊 考文献 ： 参 【 １ 】韩兴 国， 崔江余． 地铁施工中复杂条件下超前 加固技术的应用ｆ． Ｊ铁道建筑， ０２２： － ． １ ２ ６ （ ５ ５ ０ ）２ ４ ［ ２ 】史金栋 － 导管注浆 在软弱地层隧道施工中 ／ ｊ 、 的机理及 其应用… ．建厂 科技交流 ，２ ｏ ， Ｏ ｏ
３（） ８－８ ４２ ： ０２ ３ ２
ｅ 、横 向小导管沿开挖轮廓布置如图２ 。
用作小导管的无缝钢 管，前端以一定的 角 度插入开挖断面 外深部 围岩 ，后 端支撑在钢拱 架上面 ，并与钢拱 架焊接在一起 。导管钢管可 以看作是一端 为绞 支 ，一端为滚 轴支座的简 支 梁 ，隧道开挖后可 有效承受卸荷 产生的部分松
６ ４
４ ≤２ ｃ 小导管可以将 不稳定的土 体联接起来 。并 通过 但不 得超过０．ｍ， 注浆半 径 ｒ ５ ｍ。 采 近年 来，我国地铁建设规 模不断扩‘ ，然 大 浆液作用 ，对土 层的整体性 进行修复 ，提 高其 用双排 管时 ，排 距 ｅ 选 用两排孔正好 紧密搭 而城 市地铁住城 市浅层地下通 过 （ 般在２ ｍ 一 ０ 接 。 劈裂、 压 密性注 浆孔距 ｅ 视地 质条件 粘聚 力与内摩擦角。 以 内的浅 层地 卜 『 ） ，故多穿越软 弱围岩 ， 空 日 】 ａ ＝Ｏ． ３～ ０． ｍ ，ｅ ５ ＝Ｏ． ２～ ０ ３ 。 ．ｍ ｄ 载拱 效 应 、 大 多为第四系地 层，围岩较弱 ，含水 量丰 富 。 总之 ，小导 管适 用 于风 积砂 土 层 、粘性 隧道 开挖后拱顶部 分土体首先失去稳 定 ， 为防止隧 道在开挖时 引起坍 塌或超量 下沉 ，破 产生坍 塌 ，并形成 自然拱 。随 之 ，遂道两侧 由 土 、强风化 岩体以及岩石破碎 等软弱 围岩条件 坏或 损害地 面建筑 ，许 多情 况下都需 先行 改 良 于应 力集中而逐 渐破坏 ，导致 顶部坍塌进一 步 下的隧道开挖 ；小导管可 以改 变围岩的 力学参 土体或加 固围岩 。特别是 在地 下水含量丰 富的 扩大 形成塌落拱 。采用小导管注 浆法进行超 前 数。经过开挖 证实检验 ，通过 小导管注浆把周 地层修建隧 道 ，规定要求 “ 无水作业 ”，都 是 预加 固时 ，可以形 成以注浆管 为中心的 圆形加 围一定范 围内的软弱土体 固结 成整体 ，形成 了 在改 良或加 固土体 （ 围岩 ）作 为掘进的先决 条 固体 ，从 而形 成 以小 导管 钢 管为 骨 架的 承载 支护壳体 ，提 高了掌子面前 方围岩的强度和剐 件。 度 ，大大减少 了开挖引起的土体 松动和坍塌 。 拱。 从加 固的空 间位置来划分 ：可分为洞 内加 同时同盾构法 、明挖法相 比，用小导 管注浆法 ２ ）设计施 工参数 固和地面 （ 洞外）加固 两种 。两种方法的 优 或 ａ 、小导管管径可选用 中２ ～３ ｒｍ 无缝 为辅 助措施的暗挖 施工方法 ，具有成本 低的优 ５ ２ ａ 缺点很明 显。洞 内加固 ，与掘进 同时或相 间进 点 。 但是小导管也存在一些问题 ：小导管的制 钢管，钢管长度采用 ３ ５ ６ Ｏ ．～ ． ｍ。 行，空间面积小 ，相互干扰大 ，优点是对地面 ｂ 、钢筋 应沿隧 道开挖 轮廓线 布置 向外倾 作和施 工工序繁 多，操作复杂 ，施工进 度普遍 交通 和居民的影 响小，污染小 。地 面 （ 洞外 ） 斜， 外插角 ｄ一般为 ５ ～ １ 。，处理塌方 比较慢 ；小导管直径 、 长度 、外插角 角度都 很 。 ０ 加 固 ，实施李 问大 ，施 工条件好 ，但 对城市生 难给出一个统一的规 定等问题。 体的可适当加 大。 活扰动大，污染大 ，加固的费用大 ，效果差… 。 ２ 结语 Ｃ 、注浆压 力应根据地层致密程度决定 ，一 １ 超前小导管注浆技术 以上介绍 了城 市地铁隧道超前小导 管注浆 般为 ０ ５ ．ＭＰ ；劈裂注浆可适当加大 ，应 ． ～１Ｏ ａ １ ）小导管注浆技术加固机理 】 小于 或等于覆盖压 力， 对于松散体和 塌方段一 技术预加 固技术 ，已经得到普遍应用 。城市地 超前小导 管注浆是采用较 多的 一种超前支 铁隧道超 前预支护方案 的选取应视被支护地 层 般 小 于 １ ａ ＭＰ 。 护方法 ，它是沿初期支护外轮廓线以一定的仰 ｄ 、纵向前后相邻两排小导 管搭接的水平投 的地质特征 、 围岩性质以及安全等 因素而定 ， 角向掌子面施打 直径３ ～４ ｒ ２ ５ ｍ。带泄 孔的小 ａ 以确保洞 室及 围岩的稳定 和控制地表沉 降等为 影长度 ｂ 一般不宜小于 １Ｏ ．ｍ，如见 图１ 。 导管并进行注浆 ， 以充分填充土体空隙 ，形 出发点。根据不同嗣岩 类别和施工条件等情 况， 成 一定厚度的结合体 。它能够 控制开挖 面的松 采用不 同的超前预 支护方案 ，坚持条件 变我变 弛 、崩塌、沉降缺 陷，提 高掌子面的 自稳性 。 的原则 ，既确保施 ［质量和安全 ， 又降低工程 小导管 注浆可用于支护 自稳时间短的软 弱破碎 造价，以获得更好的经济和社会效益 。 带 、浅 埋软 弱围岩和严 重偏压隧道 。本方法适 用于风化严重 、 节理发育和碎石土 、 砂 、 砂 砾土 、 泥等 各种软弱 围岩 条件下 的隧洞 、 隧
降低，强度提高。 ｃ 、联接作用 浅埋段一般土 体强度较低 ，整体性较 差 ，
关键词 ｝城市地铁 、 超前加 固、小导管注浆
中图 分类号 ： Ｔ ４ ６ Ｕ ７ 文 献标 识码 ：Ｂ
性注浆 宜采用单排管 ，大 断面 或注浆效果差时 采用双排管（ 见阁２ 。 ） 渗入 性注 浆导管 环向 间距通过 实验确定 ，
目程 技 术
城市地铁隧道超前小导管预加固技术简介
杜书光’ １ 铁四局北京分公司 冲
摘要 ；介绍 了当前城市地铁隧道洞内超前
预 加 固技 术 中的 小导 管 注浆加 固技术 ，为城 市地 铁 隧道超 前加 固施 工技 术 的选择提 供 参考 。
对于致 密的上 质地 层 ，压密注浆时采用单 浆液在流动 扩散过程 中，发生化学反应和 物理变化 ，凝结成具有 一定强度和低 透水性的 排管 ， 处理塌方时可采用双排管 ；泥石流或其 结石体， 并产生大量水化热 ，促使土 体含水量 他地下水丰富的松软层， 可采用多排管。 渗入
单管置 ！ 排布
Ｉ
ｆ 廖维勇， 勇． 导管注浆超 前支护在某工程 ３ 】 钱 ／ Ｊ 、 中的应用【， Ｊ 铁道工程学报， ０ ．６ ５ｍ Ｊ ２ ４ （： ０ ６ ）９ ［ 高学春． ４ 】 超前小导管在武汉地铁某区 间中的
应用ｆ． 国 水 运， ０ ．９： ６２７ Ｊ中 １ ２ ９ （） ４ －４ ０ ９ ２
双管置 排 布
图２导管横 向布置
【】 李林， ５ 李德才 ． 圳地铁 区 间隧道软 弱 围 深 岩 超 前预加 固施 工 技术 研究 【 ． 代隧 道技 Ｊ现 ］ 术， ０ ． （ ： — ． ２ ５ ２ ）６ ８ ０ ４ ４７ ７ 杜书光 （９２ １８ －），男 ，河南安阳，中铁四局 北 京分公司｛工程师 ；学士学位 ， ０６ ２０ 年毕业 于合肥工业大学土木建 筑工程。
０ 引言 、
道 及地 卜 工程 地 层加 固 ， 也 可用 于处 理塌 方
体 。对砂 层、砂卵石层 、断层破碎带 、涌水 隧 道也有很好的效果。其加固机理为 ：
ａ 梁 支 撑 效 应 、
图１导管纵向布置
源自文库
誊 考文献 ： 参 【 １ 】韩兴 国， 崔江余． 地铁施工中复杂条件下超前 加固技术的应用ｆ． Ｊ铁道建筑， ０２２： － ． １ ２ ６ （ ５ ５ ０ ）２ ４ ［ ２ 】史金栋 － 导管注浆 在软弱地层隧道施工中 ／ ｊ 、 的机理及 其应用… ．建厂 科技交流 ，２ ｏ ， Ｏ ｏ
３（） ８－８ ４２ ： ０２ ３ ２
ｅ 、横 向小导管沿开挖轮廓布置如图２ 。
用作小导管的无缝钢 管，前端以一定的 角 度插入开挖断面 外深部 围岩 ，后 端支撑在钢拱 架上面 ，并与钢拱 架焊接在一起 。导管钢管可 以看作是一端 为绞 支 ，一端为滚 轴支座的简 支 梁 ，隧道开挖后可 有效承受卸荷 产生的部分松
６ ４
４ ≤２ ｃ 小导管可以将 不稳定的土 体联接起来 。并 通过 但不 得超过０．ｍ， 注浆半 径 ｒ ５ ｍ。 采 近年 来，我国地铁建设规 模不断扩‘ ，然 大 浆液作用 ，对土 层的整体性 进行修复 ，提 高其 用双排 管时 ，排 距 ｅ 选 用两排孔正好 紧密搭 而城 市地铁住城 市浅层地下通 过 （ 般在２ ｍ 一 ０ 接 。 劈裂、 压 密性注 浆孔距 ｅ 视地 质条件 粘聚 力与内摩擦角。 以 内的浅 层地 卜 『 ） ，故多穿越软 弱围岩 ， 空 日 】 ａ ＝Ｏ． ３～ ０． ｍ ，ｅ ５ ＝Ｏ． ２～ ０ ３ 。 ．ｍ ｄ 载拱 效 应 、 大 多为第四系地 层，围岩较弱 ，含水 量丰 富 。 总之 ，小导 管适 用 于风 积砂 土 层 、粘性 隧道 开挖后拱顶部 分土体首先失去稳 定 ， 为防止隧 道在开挖时 引起坍 塌或超量 下沉 ，破 产生坍 塌 ，并形成 自然拱 。随 之 ，遂道两侧 由 土 、强风化 岩体以及岩石破碎 等软弱 围岩条件 坏或 损害地 面建筑 ，许 多情 况下都需 先行 改 良 于应 力集中而逐 渐破坏 ，导致 顶部坍塌进一 步 下的隧道开挖 ；小导管可 以改 变围岩的 力学参 土体或加 固围岩 。特别是 在地 下水含量丰 富的 扩大 形成塌落拱 。采用小导管注 浆法进行超 前 数。经过开挖 证实检验 ，通过 小导管注浆把周 地层修建隧 道 ，规定要求 “ 无水作业 ”，都 是 预加 固时 ，可以形 成以注浆管 为中心的 圆形加 围一定范 围内的软弱土体 固结 成整体 ，形成 了 在改 良或加 固土体 （ 围岩 ）作 为掘进的先决 条 固体 ，从 而形 成 以小 导管 钢 管为 骨 架的 承载 支护壳体 ，提 高了掌子面前 方围岩的强度和剐 件。 度 ，大大减少 了开挖引起的土体 松动和坍塌 。 拱。 从加 固的空 间位置来划分 ：可分为洞 内加 同时同盾构法 、明挖法相 比，用小导 管注浆法 ２ ）设计施 工参数 固和地面 （ 洞外）加固 两种 。两种方法的 优 或 ａ 、小导管管径可选用 中２ ～３ ｒｍ 无缝 为辅 助措施的暗挖 施工方法 ，具有成本 低的优 ５ ２ ａ 缺点很明 显。洞 内加固 ，与掘进 同时或相 间进 点 。 但是小导管也存在一些问题 ：小导管的制 钢管，钢管长度采用 ３ ５ ６ Ｏ ．～ ． ｍ。 行，空间面积小 ，相互干扰大 ，优点是对地面 ｂ 、钢筋 应沿隧 道开挖 轮廓线 布置 向外倾 作和施 工工序繁 多，操作复杂 ，施工进 度普遍 交通 和居民的影 响小，污染小 。地 面 （ 洞外 ） 斜， 外插角 ｄ一般为 ５ ～ １ 。，处理塌方 比较慢 ；小导管直径 、 长度 、外插角 角度都 很 。 ０ 加 固 ，实施李 问大 ，施 工条件好 ，但 对城市生 难给出一个统一的规 定等问题。 体的可适当加 大。 活扰动大，污染大 ，加固的费用大 ，效果差… 。 ２ 结语 Ｃ 、注浆压 力应根据地层致密程度决定 ，一 １ 超前小导管注浆技术 以上介绍 了城 市地铁隧道超前小导 管注浆 般为 ０ ５ ．ＭＰ ；劈裂注浆可适当加大 ，应 ． ～１Ｏ ａ １ ）小导管注浆技术加固机理 】 小于 或等于覆盖压 力， 对于松散体和 塌方段一 技术预加 固技术 ，已经得到普遍应用 。城市地 超前小导 管注浆是采用较 多的 一种超前支 铁隧道超 前预支护方案 的选取应视被支护地 层 般 小 于 １ ａ ＭＰ 。 护方法 ，它是沿初期支护外轮廓线以一定的仰 ｄ 、纵向前后相邻两排小导 管搭接的水平投 的地质特征 、 围岩性质以及安全等 因素而定 ， 角向掌子面施打 直径３ ～４ ｒ ２ ５ ｍ。带泄 孔的小 ａ 以确保洞 室及 围岩的稳定 和控制地表沉 降等为 影长度 ｂ 一般不宜小于 １Ｏ ．ｍ，如见 图１ 。 导管并进行注浆 ， 以充分填充土体空隙 ，形 出发点。根据不同嗣岩 类别和施工条件等情 况， 成 一定厚度的结合体 。它能够 控制开挖 面的松 采用不 同的超前预 支护方案 ，坚持条件 变我变 弛 、崩塌、沉降缺 陷，提 高掌子面的 自稳性 。 的原则 ，既确保施 ［质量和安全 ， 又降低工程 小导管 注浆可用于支护 自稳时间短的软 弱破碎 造价，以获得更好的经济和社会效益 。 带 、浅 埋软 弱围岩和严 重偏压隧道 。本方法适 用于风化严重 、 节理发育和碎石土 、 砂 、 砂 砾土 、 泥等 各种软弱 围岩 条件下 的隧洞 、 隧
降低，强度提高。 ｃ 、联接作用 浅埋段一般土 体强度较低 ，整体性较 差 ，
关键词 ｝城市地铁 、 超前加 固、小导管注浆
中图 分类号 ： Ｔ ４ ６ Ｕ ７ 文 献标 识码 ：Ｂ
性注浆 宜采用单排管 ，大 断面 或注浆效果差时 采用双排管（ 见阁２ 。 ） 渗入 性注 浆导管 环向 间距通过 实验确定 ，
目程 技 术
城市地铁隧道超前小导管预加固技术简介
杜书光’ １ 铁四局北京分公司 冲
摘要 ；介绍 了当前城市地铁隧道洞内超前
预 加 固技 术 中的 小导 管 注浆加 固技术 ，为城 市地 铁 隧道超 前加 固施 工技 术 的选择提 供 参考 。
对于致 密的上 质地 层 ，压密注浆时采用单 浆液在流动 扩散过程 中，发生化学反应和 物理变化 ，凝结成具有 一定强度和低 透水性的 排管 ， 处理塌方时可采用双排管 ；泥石流或其 结石体， 并产生大量水化热 ，促使土 体含水量 他地下水丰富的松软层， 可采用多排管。 渗入