地鐵施工中的支護技術(shù)

1、地鐵施工中的支護技術(shù)一、支護技術(shù)現(xiàn)狀地下工程施工最重要的是控制變形，保證其穩(wěn)定性。在軟弱、 松散、富水地層中，采用支護（加固）輔助法修建地下工程 在工程界得到了廣泛應(yīng)用。目前支護方法主要有 ：小導(dǎo)管、小導(dǎo) 管注漿大管棚、咬合管棚、深孔注漿、水平旋噴樁、水平攪拌樁、 水平凍結(jié)鎖腳錨管等。（一）管棚支護在自穩(wěn)能力較差的地層中，為提高地層的整體剛度，施工部門 常采用管棚支護技術(shù)。管棚支護技術(shù)中，管棚注漿是一項重要的工序，可分為兩種：一 種是僅為充填滿鋼管，另一種是在地層中擴散，可隔孔進行。僅為 充填滿鋼管注漿時，管棚不開孔，漿液可采用強度較高的水泥砂 漿,并且采用從底部向孔口灌注，或設(shè)置引氣孔，保證

2、漿液的飽滿 度，注漿壓力稍低，在I. OMPa以內(nèi)。特長管棚施工技術(shù)已較成熟，但需分段設(shè)置管棚，并要建造管 棚工作室，因此難度較大。在需做管的地段最好采用長管棚或特長 管棚。（二）小導(dǎo)管注漿加固小導(dǎo)管注漿加固是穩(wěn)定工作面，給支 護創(chuàng)造有利條件的必不可少的技術(shù)措施，在自穩(wěn)能力差的砂、砂礫 和含水的粘性土層中作用較明顯。小導(dǎo)管注漿工序可分為封閉工作 面、打孔、安設(shè)導(dǎo)管、注漿等。導(dǎo)管長度一般為2.5-3. 5m,環(huán)向間 距為0.3m。導(dǎo)管布設(shè)采用鉆孔頂入法，即先用煤電鉆（螺旋 鉆）或自制吹管成孔用風(fēng)鉆或風(fēng)鎬頂入，效率較高。小導(dǎo)管注漿可 采用止?jié){塞后退式注漿，注漿材料分為兩種：（1）無水砂層用改 性（

3、酸性）水玻璃漿液；（2）有水地段采用水泥水玻璃（C-S 漿液）。注漿壓力一般為0.40 . 6MPa。（三）水泥土樁支護 采用地基處理技術(shù)中的高壓旋噴技術(shù)或深 層攪拌技術(shù)形成水平水泥土樁進行支護，是最近幾年在工程上應(yīng)用 的一種新技術(shù)。高壓水平旋噴樁是以高壓泵為動力源通過水平鉆進鉆 桿、噴嘴把配置好的漿液噴射到土體內(nèi)，噴射流以很大的能量將一 定范圍內(nèi)的土體射穿，并通過噴嘴作緩慢旋轉(zhuǎn)和后退的同時切割土 體強制土顆粒與漿液攪拌混合，待漿液凝固后，便形成水平圓柱狀 水泥土固結(jié)體，即水平旋噴樁。當(dāng)旋噴樁相互咬接后，便以同心圓 形式在隧道拱頂及周邊形成封閉的水平旋噴帷幕體，起到防流砂、 抗滑移、防滲透的作

4、用，起到支護，保證隧道掘進安全。水平旋噴 樁有以下優(yōu)點：1. 可控性。水平旋噴樁的漿液局限在土體破壞的范圍內(nèi)，漿 液的注入部位和范圍是可 以控制的，可通過調(diào)節(jié)注入?yún)?shù)（切削土體壓力、固化材料的注 入速度、配比、注入量）獲得滿足設(shè)計要求的固結(jié)體。2. 均勻性。噴射流在能量衰減前使其射流交匯，在碰撞點切削 能力相互抵消，以致比樁心到碰撞點距離大的地方射流已無能力切削土體，所以加固體均勻性好。3. 成本低、效率高。由于限定注入范圍，相對注入量大幅減少，每米水泥用量為100 150kg,同等條件下，其耗用水泥量少于固結(jié)注漿，施工速度比大管棚 或深孔注漿提高23倍,周期縮短。4. 加固效果好。部分土體被

5、噴射漿液所置換，另外一部分與 水泥漿混合形成水泥土，其余土體在噴射動壓、離心力和重力的共 同作用下，在橫斷面上重新排列，從而形成一個由水泥和巖土組成 的固結(jié)樁體，固結(jié)體周圍地層也因擠壓滲透作用得到一定程度的加 固，其成樁機理及固結(jié)體性能與豎直旋噴相同根據(jù)需要，在旋噴后 可插入鋼筋以增強固結(jié)體的抗彎、抗剪強度。5. 支護。在隧道輪廓線外四周，根據(jù)設(shè)計的旋噴樁成樁直徑， 使旋噴樁相互搭接咬合，形成一個連續(xù)的具有承載力的水泥-巖土 固結(jié)體，支護拱殼，形成真正意義上的支護拱棚，在其防護下進 行隧道掘進，從而達到提高隧道施工的安全，防止地表下沉，降低 支護費用，加快施工進度等目的。二、支護存在的問題（-

6、）管棚大管棚有一定仰角，隨著向前施工，管棚與拱頂間懸土將越來 越厚，因此，常采用小管棚輔助支撐；當(dāng)管棚打入后會出現(xiàn)末端下沉量 過大，經(jīng)常要在初期支護拱頂背后注漿，以保證大管棚和初期支護 之間不形成空洞。因此，這種支護方法費工、費時、費料。管棚注漿工藝落后，漿液擴散情況差，砂層中易發(fā)生溜空現(xiàn) 象；傳統(tǒng)施作管棚的方式精度較差，單獨施作長度太短，設(shè)備對現(xiàn) 場環(huán)境要求高，在施工過程中，每次均須建立工作室。（二）小導(dǎo)管小導(dǎo)管施工中，仰角控制困難，小導(dǎo)管的作用發(fā)揮不充分； 支護不能因地質(zhì)情況的改變而改變，常造成資源浪費；注漿工藝落 后，漿液擴散不均勻，在粘土層中效果不好。（三）水平旋噴樁支護鉆機定位較差，

7、難以滿足設(shè)計精度；需擴大斷面形成工作室， 每一步施工不能太長；施工進度慢，污染大。三、對支護技術(shù)的建議（一）管棚對于斷面跨度大（7m）、受力情況復(fù)雜部位，穿過重要建構(gòu)筑 物，且對沉降要求較高的地段，長大管棚是一種十分有效的支護手 段，但具體應(yīng)用時應(yīng)在以下方面予以改進與提高：1. 改進長大管棚的注漿工藝，改善漿液擴散較差的問題，提高長大管棚對不同地層的適用性。2. 應(yīng)用新的管棚施工工藝，提高管棚施工精度。3. 對車站、大斷面、沉降較難控制等施工地段 ，可推廣采用 長管棚的支護方式。4. 有條件時管棚宜一次性貫通拱部，避免施工過程中多次挑5. 從經(jīng)濟角度考慮， 150mm以下的管棚，其成本較為適中

8、， 可廣泛采用。（二）小導(dǎo)管對于斷面跨度在7m以下的砂性地層，可采用小導(dǎo)管支護。小導(dǎo) 管各項指標(biāo)如下：1. 小導(dǎo)管宜采用 32mM 3. 25mm鋼管。2. 注漿前宜先噴5cm厚噴射混凝土封閉掌子面，并在管口設(shè)止 漿塞。3. 在北京地區(qū)，宜采用煤電鉆和吹管施作小導(dǎo)管。（三）水平旋噴樁淤泥質(zhì)粘土地層，采用水平旋噴樁也是一種有效的加固方法但 需注意以下問題：1 加強旋噴樁的施工質(zhì)量，確保暗挖施工時拱棚的穩(wěn)定性，為 下道工序的施工創(chuàng)造有利的條件。2. 每段旋噴樁施工完成后，應(yīng)當(dāng)在水泥土達到初期強度后（約24h）進行土方開挖。3. 對土方開挖應(yīng)根據(jù)理論計算分析，合理分段、分層開挖，每 段開挖控制在0.5m范圍內(nèi)，嚴(yán)禁超挖，開挖后及時施作臨時支撐和 初襯。4. 通過保證旋噴樁成樁施工過程中水泥用量、壓漿過程中的連續(xù)性、噴漿進退速度和復(fù)噴次數(shù)，確保旋噴樁樁墻的整體穩(wěn)定性。5. 通過保證水平旋噴樁的直徑、平直度、中支架、止?jié){裝置、 桿材的除污除銹、注漿壓力和注漿量的控制，確保水泥土強度達到 設(shè)計要求。6. 嚴(yán)格控制水平旋噴樁的施工質(zhì)量，對施工中的斷樁、漏樁、 施工中引起的地面沉降隨時監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時補救。四、結(jié)語地鐵工程，尤其在軟弱圍巖中進行隧道開挖，應(yīng)根據(jù)開挖斷面、地層情