预注浆加固技术在过管线处暗挖通道施工中的应用

预注浆加固技术在过管线处暗挖通道施工中的应用

【摘要】本文阐述了某软土地区管线下方暗挖施工段超前大管棚预支护的施工方法，通过对监控量测结果进行分析，总结了超前预支护技术在通过软弱围岩时的作用。

【关键词】软土过管线暗挖段浅埋暗挖超前预支护效果评价

中图分类号：tu990.3文献标识码： a 文章编号：

1.工程简介

某地铁车站某出入口由中通道斜向展览馆北停车场，由于管线密集，迁改难度大，故增加10m长的暗挖通道，其暗挖段通道跨展览馆东北角侧管线与绿化带平行东西向布置，长约10m，覆土厚度7.6m，最大开挖底埋深15m，通道暗挖段断面以及暗挖段与各管线的具体位置见下图。自然地面标高6.2-6.5m，地层从上至下依次为：人工填土、耕植土、淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土、粉质粘土。地下水主要为第四系松散岩类孔隙潜水、孔隙承压水和深部基岩裂隙水。地下水为第四系松散岩类孔隙潜水、承压水和基岩裂隙水。地下水流速较小，开挖深度浅，主要受孔隙潜水影响。出入口范围浅部地下水属孔隙性潜水类型，主要赋存于上部①层填土及②层粉土④3层淤泥质粉质粘土夹粉土中，补给来源主要为大气降水及地表水，地下水位随季节性变化，勘探期间测得水位埋深0.4～3.8m，对应高程为2.24～5.54m。

2.设计方案的确定

此出入口位于城市主干道边，施工周边管线密集，其中有雨、污

水、自来水管及110kv城市高压电缆线，其中110kv城市高压电缆不易迁改。根据专家意见施工期间对这些管线要重点保护，管线的保护主要是控制雨、污水及高压电缆、自来水管线沉降量在2cm以内。必须采取有效的措施对该部位进行加固。

根据现场实际情况，结合其他施工经验，认为较为合理的施工方法是采用大管棚加小导管超前预注浆，先对此部位进行固结处理再进行开挖，可以有效保证周边环境安全，确保施工顺利。

3.施工方案设计

采用wss对开挖轮廓线周边3m范围内的土体进行全断面预注浆，拱部采用φ108mm管棚及tss小导管预支护，对边墙采用tss小导管预支护。在地面有条件的情况下可从地面采用φ800@600的高压旋喷桩进行垂直加固。

3.1加固参数选择

3.1.1洞外地层加固

注浆终压：1.0～2.0mpa水泥浆浓度：1.20～1.30：1

水泥浆与水玻璃体积比为 1：1浆液初凝时间：1～2分钟

直径32mm小导管长度为4m,外插角100-150，纵向间距2m。小导管搭接长度不小于2m,交叉排列，间距0.15-0.10m。注浆完成后，小导管端部焊接在钢架上，与钢架共同作用，达到最佳支护效果。结合实际管线分布情况，在地面有条件的情况下可从地面采用φ800@600的高压旋喷桩进行垂直加固，加固体水泥参量不小于20%，28天抗压强度不小于1.0mpa。加固范围与注浆范围相同，开挖面

周围3m(底部为2m)。

3.1.2大管棚加超前密排小导管预支护设计

大管棚采用φ108mm，壁厚8mm的热轧无缝钢管，节长分别为2-3 m。管棚环向间距拱部为30cm，墙部为50cm。外插角1°～2°。孔钢管上注浆孔孔径12mm，孔间距20cm，梅花型布置，尾部50cm范围内不钻孔作为止浆段。管棚施工前先有空钢花管，注浆后再打无孔钢管，无孔钢管可作为检查管，检查注浆质量。管棚长度：11m。如图所示。

3.1.3 注浆参数设计

(1)注浆材料及配合比：注浆浆液采用水泥浆与水玻璃，水泥采用32.5（r）普通硅酸盐水泥，水玻璃采用浓度35波美度，水玻璃模数为2.6，水泥浆液水灰比为1:1，水泥浆与水玻璃体积比为1：0.5;

(2)注浆压力：初压为0.5～1.0mpa，终压2mpa;持续压力15min 后停止注浆。

3.2过管线处暗挖通道施工方法

暗挖段采用crd工法施工，通道暗挖段利用两侧明挖通道从西侧向东侧施工，采用注浆为主的方案进行暗洞的施工。初期支护采用喷35cm厚c25砼、挂钢筋网、间距50cm格栅钢架进行联合支护；局部需保护部位（离管线较近段）全环加密（间距10cm）tss型小导管注浆（压注水泥—水玻璃浆液）进行超前预加固地层；施工临

时支护采用c25素喷砼、间距50cm的i20钢支撑进行联合支护；

3.3暗挖段监测设计

主要监测项目控制值：

①雨、污、自来水水管差异沉降累计控制值：＜30mm

②地表下沉：＜30mm

③周边收敛：＜15mm

④底部隆起：＜10mm

4.方案实施

4.1暗挖轮廓线周边2米范围内进行加固

超前加固支护为：φ108×8＠300大管棚+φ32×3.25＠150超前tss型小导管注浆（压注水泥—水玻璃浆）+注浆加固开挖土体；初期支护采用喷35cm厚c25砼、挂钢筋网、间距50cm格栅钢架进行联合支护；局部需保护部位（离管线较近段）全环加密（间距10cm）tss型小导管注浆（压注水泥—水玻璃浆液）进行超前预加固地层；施工临时支护采用c25素喷砼、间距50cm的i20钢支撑进行联合支护；

4.2开挖

暗挖段采用crd工法施工，暗挖结构施工工序如下：

开挖过程分6步按①～⑥依次进行导洞开挖，每开挖一步，然后跟踪进行格栅钢架支护安装并施工初衬支护。开挖步长为0.5m。（1）初期支护施工

通道每开挖完0.5m后，及时进行初期支护，封闭土体。初期支护厚度为35cm，初支采用28cm×28cm,间距为0.5m的格栅钢架、网喷砼支护形式。

（2）初支背后注浆

为防止初支砼与土层间有空隙，引起顶部土层松弛下沉，初支施工后及时在其背后注浆，填充空隙，以防污水管下沉。

（3）暗挖段主体施工中临时支撑拆除及换撑施工要求

暗挖通道主体施工采用分段施工，施工段根据设计要求划分为3段，先施工底板，再施工侧墙，最后施工顶板。

临时支撑拆除及换撑施工顺序如下：

（1）导洞施工完毕后，分段拆除导洞竖向下层初支型钢（拆一留一），在留下的横向初支型钢满焊一圈止水钢板；

（2）敷设两侧防水层，模筑一半底板及一侧部分侧墙永久结构二衬，并在二衬结构内预留背后注浆管；

（3）在已浇筑的侧壁导洞设置竖向初支换撑型钢；

（4）分段拆除中间导洞另一侧竖向下层初支型钢；

（5）敷设底板防水层，模筑另一半底板及另一侧部分侧墙永久结构二衬，并在二衬结构内预留背后注浆管；

（6）在已浇筑的另一半底板混凝土上设置换撑，下层竖向支撑恢复原支撑体系；

（7）分段破拆除侧壁导洞横向初支型钢，留下中间横向初支型钢与上层竖向初支型钢下层竖向换撑，并在留下的竖向初支型钢满