盾構(gòu)隧道輔助工法施工工藝隧道工藝標(biāo)準(zhǔn)系列之二十三

23輔助工法工藝23.1總則23.1本標(biāo)準(zhǔn)適用于盾構(gòu)法施工的隧道。23.1.23.1.2.23.1.23.1.23.1.23.2術(shù)語23.2.在盾構(gòu)施工過程中，穩(wěn)定地層及保護(hù)環(huán)境的輔助施工措施。23.223.2.223.2.223.2.223.223.2.3.23.2.3.23.3施工準(zhǔn)備23.3.23.3.1(1)調(diào)查土質(zhì)條件和地下水狀況。調(diào)查地層各層的粒度分布，地下水在各層中的分布與水質(zhì)情況。(2)選擇工法和注漿材料。根據(jù)土質(zhì)條件、注漿要求及環(huán)境要求選擇注入工法和注漿材料。(3)調(diào)查障礙物。調(diào)查該范圍內(nèi)的埋設(shè)物、構(gòu)造物的情況，及其對注漿工法可能的影響。(4)布置鉆孔。確定鉆孔的總孔數(shù)、鉆孔的間距和分布。(5)確定注漿參數(shù)。注入量、注入壓力、注入速度等。 (6)了解公用井水域的情況。討論公用水域受到注漿，尤其是化學(xué)注漿影響的可能性。23.3.1(1)根據(jù)工程的具體情況，選擇凍結(jié)方式。隧道工程一般采用鹽水方式，而較少采用液氮低溫方式。(2)調(diào)查土質(zhì)條件和地下水狀況。(3)調(diào)查地下管線及其他地下構(gòu)造物的分布狀況。(4)制定低溫下混凝土澆筑質(zhì)量保證措施。(5)制定防止凍脹及融沉措施。23.3.23.3.2(1)注漿材料的選擇依據(jù)是地質(zhì)條件、加固或止水的工程要求、周圍環(huán)境條件以及價格。圖23.3.2.(2)注漿材料由漿材和助劑混拌而成。常用的漿材有水泥、水玻璃、膨潤土、粘土、有機(jī)物等；助劑有固化劑、催化劑、減水劑、速凝劑和懸浮劑等。23.3.2(1)根據(jù)凍結(jié)方式準(zhǔn)備相關(guān)材料，如制冷劑(氨)、冷媒劑(氯化鈣，即工業(yè)用鹽)。(2)根據(jù)工程需要，準(zhǔn)備注漿材料。23.3.23.3.3（1）材料筒倉。應(yīng)注意的是，液態(tài)材料、粉體材料以及帶腐蝕性的材料采用的筒倉有所不同。如雙液型漿液必須使用貯藏液態(tài)材料的罐，多為硅酸罐；如果不是硅酸性材料，而是其他腐蝕性材料，則可采用聚乙烯制的貯罐。（2）計量設(shè)備：通常粉體計量重量，液體計量容積。（3）拌漿機(jī)：用于將材料混拌成漿。（4）貯漿槽：帶攪拌器的料倉，用于存放攪拌好的漿液。（5）注漿泵：有用于壓送的泵和用于注入的泵兩種。（6）注入輸漿管：用于從制漿設(shè)備向注入現(xiàn)場運送漿液。（7）注入裝置：注入管和操作盤，往地層中注漿，并用以控制漿液流量、注漿壓力、注入量等操作。23.3.3（1）制冷設(shè)備：壓縮機(jī)組，主機(jī)與輔機(jī)。（2）鹽水系統(tǒng)：離心泵、鹽水管路。（3）冷卻水系統(tǒng)：清水泵、冷卻塔。（4）鉆機(jī)。23.323.3.4.（1）施工機(jī)具簡單。（2）占地面積小，狹窄的場地、矮小的空間均可施工。23.3.4.（1）當(dāng)?shù)叵滤牧魉俪^一定值(1～5mm/d以上)時，會影響凍結(jié)效果。一般可用注漿方法來截斷地下水流，使其不再流動。（2）凍土強(qiáng)度與溫度有關(guān)，隨溫度下降而增大；強(qiáng)度還與地層含水率有關(guān)，當(dāng)含水率＜10%時，凍土強(qiáng)度較低。23.根據(jù)施工工藝需要，編制勞動組織計劃，一般每工班20人左右。23.4工藝設(shè)計和控制要求23.423.4.1（1）按土質(zhì)條件選定漿液由土質(zhì)條件選定漿液的大致標(biāo)準(zhǔn)見表23.4.1。（2）由周圍環(huán)境選定漿液主要應(yīng)考慮漿液對公共水源和植物的影響。①中性水玻璃粒狀漿液。適用于周圍環(huán)境要求漿液無毒性的情形。②除中性水玻璃粒狀漿液以外的各種漿液。適用于周圍環(huán)境對漿液毒性無要求的情形。（3）加固強(qiáng)度要求選用超細(xì)水泥、硅粉等超細(xì)粒狀漿液或有機(jī)高分子類漿液可提高加固強(qiáng)度。（4）耐久性要求選用凝膠時間長、滲透性好、無硅石淋液、凝固收縮率小、均凝強(qiáng)度高的硅溶膠漿液、硅粉漿液等。（5）對地下水的要求通常情況地下水是中性或接近中性的，對漿液的凝結(jié)沒有影響。如果地下水的pH值呈酸性或堿性，漿液的凝結(jié)將受到影響，應(yīng)制定相應(yīng)的措施。23.4.1（1）凍結(jié)孔的孔位、孔間距及孔深須嚴(yán)格按設(shè)計要求進(jìn)行。（2）鉆孔深度不能小于設(shè)計深度，也不能大于+0.5m。（3）測溫孔的深度、質(zhì)量要求同凍結(jié)孔。（4）地層凍結(jié)溫度必須達(dá)到設(shè)計要求，否則不能開始隧道掘進(jìn)。23.4各種材料均應(yīng)符合設(shè)計與規(guī)范的要求。23.4作業(yè)現(xiàn)場條件必須符合國家勞動衛(wèi)生部門相關(guān)規(guī)定。注漿施工時，大多數(shù)漿液均不同程度地具有一定毒性和腐蝕性，施工時必須按規(guī)定采取防范措施。23.4漿液固結(jié)后的析出水中往往具有毒性和腐蝕性，因而要注意檢測地下水和當(dāng)?shù)厮蚴欠袷艿轿廴尽?3.5施工工藝23.5.23.5.1見圖23.5.1.1。圖23.5.1.1注漿施工工藝流程圖圖23.5.1.1注漿施工工藝流程圖圖23.5.1.2凍結(jié)法施工工藝流程圖圖23.5.1.2凍結(jié)法施工工藝流程圖23.5.23.5.2根據(jù)注漿工法的不同，注漿工藝也有所不同，下面介紹幾種常用的工法。(1)雙重鉆桿過濾管注漿工法①單液雙重鉆桿過濾管注漿工法這里所謂的“單液”并非指只能采用A液，或是只能采用B液，而是指它只能注入短凝(凝膠時間以秒為量級)漿液，而不適于“中凝”(凝膠時間以分為量級)漿液和“長凝”(凝膠時間幾十分鐘以上)漿液。先用短凝漿液將注入范圍的邊緣固化，以防止?jié){液外溢，然后再開始范圍內(nèi)的注漿。見圖23.5.2.1-1。圖23.5.2.1-1單液雙重鉆桿過濾管注漿工法示意圖該法采用雙重鉆桿把兩種漿液分別送到鉆桿地下尖頭部位的過濾槍中，使它們在過濾槍中混合，然后噴射到地層中。這是一種能較好地限定固結(jié)范圍的工法。圖23.5.2.1-1單液雙重鉆桿過濾管注漿工法示意圖②雙液雙重鉆桿過濾管注漿工法圖23.5.2.1-2雙液雙重鉆桿過濾管注漿工法示意圖見圖23.5.2圖23.5.2.1-2雙液雙重鉆桿過濾管注漿工法示意圖(2)雙層管雙栓塞法該方法主要用于長凝注漿，在鉆孔成形后，拔出鉆桿撤走鉆機(jī)，然后向鉆孔中插入一根外套管，外套管的節(jié)長為330～500mm，管壁開有注漿小孔，孔口外側(cè)用橡膠脹圈包好。脹圈的作用是當(dāng)孔內(nèi)加壓注漿液時，脹圈脹開，漿液從小孔中噴出進(jìn)入土層，不注漿時脹圈封閉噴射口，以免土顆粒和地下水進(jìn)入。注漿時，把兩端都裝有密封栓塞的注漿芯管插入外套管內(nèi)，由于注槳壓力的作用，漿液從兩組栓塞的中間經(jīng)噴射口擠開脹圈進(jìn)入土層中，逐次提升（或下降）芯管，即可實現(xiàn)逐段分層注漿。這種工法注漿不受時間限制，可進(jìn)行多次注漿以提高加固效果，且注漿不受深度限制，可深可淺，還可據(jù)不同地層，有選擇地進(jìn)行分層注漿。23.5.2.在鉆孔中設(shè)置特殊金屬管(冷凍管)，將冷媒劑(冷卻鹽水等)注入管中、經(jīng)過一段時間的連續(xù)循環(huán)，吸走周圍地層的熱量，從而使地層凍結(jié)。以凍結(jié)管為中心，凍土區(qū)域逐漸擴(kuò)大，形成一定厚度的凍土壁，然后在其保護(hù)下，安全地進(jìn)行隧道施工。地層的凍結(jié)性能視其物理力學(xué)性質(zhì)、水量、水的流速及化學(xué)成份而定。其中，土壤的熱學(xué)性質(zhì)、孔隙的總體積及孔隙的大小起著主要的作用。凍結(jié)的速度隨著土壤的導(dǎo)熱率而增加，并隨著土壤的熱容量的增加而降低。在孔隙大的土壤中存在著的自由水會加快凍結(jié)過程，而在孔隙小的土層中，凍結(jié)過程則進(jìn)行得緩慢。根據(jù)揭露出來的地層情況，應(yīng)在軟土或粘土中預(yù)留注漿孔，以備在凍結(jié)壁融化時，視融沉發(fā)展情況，及時跟蹤壓密注漿控制融沉。23.6質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)23.6.23.6.123.6.123.6.123.6.23.6.2.1凍結(jié)土層的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)依工程需要而定。參考值：在溫度為-9℃左右時，砂層的凍結(jié)極限抗壓強(qiáng)度可達(dá)11.0～15.0MPa，土層達(dá)6.0～8.0Mpa23.7成品保護(hù)23.7注漿成功后，對注漿區(qū)域并不需要有專門的保護(hù)，關(guān)鍵在精心施工。尤其在注漿過程中應(yīng)注意對注漿壓力、漿液配比及凝結(jié)時間的控制，以保證注漿效果達(dá)到要求。23.723.7.2.123.7.223.8安全環(huán)保措施23.823.8.123.8.123.8.1排水標(biāo)準(zhǔn)表23.8.1.3水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)排水標(biāo)準(zhǔn)表23.8.1.3水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)表23.8.1.223.823.8.223.8.223.8.2(1)加強(qiáng)凍結(jié)壁溫度與厚度的監(jiān)測，并盡可能采用間隔制冷措施。(2)在隧道開挖過程中，適當(dāng)