富水软弱围岩浅埋隧道下穿建筑物施工关键技术

富水软弱围岩浅埋隧道下穿建筑物施工关键技术

梁金平

(中铁十六局集团第二工程有限公司，天津300162)

摘要：结合厦门环岛路工程富水软弱围岩浅埋暗挖隧道下

! 3 地表建筑物情况

穿楼房施工，对隧道施工重难点进行了分析，通过总结施工 经验，确定施工方案，详细介绍了房屋基础及周边地表袖阀 管注浆、ESS复合 前预注浆、超前大管棚导向跟管钻进法、CRD工法等施工工艺和关键施工技术，对今后类似下穿 建筑物、道路及管线等的城市隧道施工具有一定的借鉴 意义。关键词：浅埋暗挖隧道；下穿建筑物；袖阀管注浆；ess

复合

型；CRD工法中图分类号! U455.49

文献标志码:B

文章编号：1672 - 4011 (2018) 04 - 0098 - 03

DOI: 10. 3969/j. issn. 1672 - 4011. 2018. 04. 052

&前言

厦门环岛路(鳌山路-高 号路段）工程场地原始地貌位 陆 地段，隧道建设特点％ 境 ，征

，隧道埋，地下水位高，下穿道路、建物及 较 多。 ，若在 建筑物及 复杂的条件下需在洞

内或洞外 相应的加固措施。

本隧道围岩以砂质黏性土、 化花岗岩为主，地下水

位高且临 岸，地下水发育丰富，围岩遇水软化崩解。隧道采用超前 及小导管支护，形成梁拱效应，开挖采用

性较高的CRD工法。在施工中通过研究 ，采用

ESS复合型化学浆液进行超前预注浆，止水

固效 .

好，控

岩 ，对屋基础及 地 用袖

注 固，有效地保障了地表建筑物及

的 。

1

工程概况

!1 工程简介

岛路(

路 - 高

号路 )工程 厦门 岛路

合的一段，是极为重要的城市快速路。暗挖道下穿盐 铁路、路、 引水渠、特区供水管、轨道1号、铁路、中路、鹰厦铁路及高崎联络n线。隧道拱顶埋深为 5.0〜12>，隧道为高风险隧道。下穿楼房段隧道开挖宽度 为 15. 8 m，高度 11.5 m。1.2 工程水文地质

场地原始地貌位于海陆交互地段，地貌单元主要由海湾

积台地组成。暗挖隧道埋深5. 6〜12.8 m，隧道洞 主要为残积砂质黏性土 化花岗岩。地下水初见水

位埋深2. 0〜2. 3 >，隧址距离海岸最近处约100 >，海水平均 高位在原地面以下2.3m。隧道岩软弱富水，开挖 迅速崩 落，施工过程中多次

、

、水突泥等

现象。

收稿日期:2017-12-12

作者简介：梁金平（1986 -\"，男，本科，工程师，研究方向：隧道及桥梁施工管理。

• 98 •

隧道 有一高崎邮电局楼房，隧道埋深12 >，楼房

有通信设

在

，该通

站涉及、机

、高

站及 区通 ，重要性不言而喻。 及楼房沉降

要求高，经产权单位要求 量 2 cm。

2

施工总体方案

根据本项目隧道下穿铁路动车线、配电房等段落的施工 经验，施工中不断探索、总

论证，本次隧道下穿邮

楼

用 +小导管超前支护、ess复合型化学浆液超前预注浆、CRD工法等技术施工，地表采用350 mm 管注 固 屋 础。3

施工关键技术

3. 1 地 注

3.1.1 施工参数

距房屋基础外缘1. 5 >以外，房屋基础下方布设斜向 36°注

，加固

度8 m;房屋

地表布设

，孔

位 道拱部150°断面延 ，布设范 道开挖轮廓夕卜5>。注 梅花形布置，注 距100 cm。钻孔径391 mm，注浆材料水泥浆，浆液 径按50 cm计，注浆压力0;〜1.0 MPa。

高崎邮电局与相邻3层民房中间设置一■道3159 M 6 mm 钢管桩防护，间距30 cm， 17 >，注水泥浆加固。地表

注浆示意见图1〜2。

3.1.2袖阀管注浆工艺原理

注浆工

在浆液经过注浆泵加压后，通过连通

管进入注 ，聚集 注

， 通过钻有直径

为6mm的 的PVC管（ ），在 力的作用下，将包裹在PVC外的橡胶圈胀开 壳料挤碎。当力逐渐增

一定程度， 的液

沿着地层

、渗

、

、劈裂流动，

供量小于进入量，压

力 回复 衡状态， 的液在压力作用下，使液沿劈裂裂缝不断向外延伸，浆液在土体中形成固结体，

增 地层 度， 地层渗 性的 的。3.1.2 施工工艺

1) 、

。测量

， 位后，开始钻孔，采用

硬质合

头钻进，采用泥

水

进成孔，钻进

第44卷第4期2018年4月

Sichuan Building Materials

^ i»i

Vol.44,N〇.4April, 2018

度应达到注浆固结段高度。孔间距l.〇m，梅花形布置。采用 泥

注

挖1〜2 m应排渣一次，

&清孔

泥 的 ，控制水压， 口 水为止。

2) 、置换壳料。套壳料 土、水泥加水搅成。现场试验确定，套壳料配方%水泥：膨润土：水=1 : 1. 5 : 2 (重量比）。成 通过

通过 泥浆的

壳料置换 泥浆，方

注浆机上，在注 力

插

子面中间设置1〜2个注浆孔，以稳固掌子面前方围岩。注单 状注浆，外角为2°〜33°。浆液扩散半

径按1 m 。主 道加固圈在开挖轮廓线外3 m。

2) 注

力、注量控制。复合浆液超前预注浆以水

泥、水 为主材， 部分化学浆液，注 确保围岩固结强度不小于1.0 MPa，注浆压力初拟为0. 5〜2. 0 MPa。

3) 注浆时间及

ZBSB双液变量注浆泵

。采用TXU -75A型钻机钻孔、注浆。上台阶注

依照先为.后

的作用下，通过 泥 换成套壳料。

3) 及封口。在套壳料置换完成后要

。

邻两节

PVC胶合剂

前 度要进行

用长度为20 cm的PVE ，在 相，采用U-

。第一节

外 ，下

下，左右对称。 3.3 前 3;3;1\"

下穿高崎邮 6 mm超前

，

，左右对称;下阶注

跳两 位注浆施工。护楼

好堵头，再对管中注 水。 口 保护，管口露出地面10〜20 cm。进行孔口封闭处理，长度1.0 m，用1 : 2水 泥砂浆或细砂砾石填塞密实。

4) 。 所用水泥选用普通水泥（P. 0 42.5)，水灰比1:1(重量比）。水泥浆的搅 至用 应小于4h。

5) 注 。 注 ， 用 13 h

少于90 5,浆液固。 一 注

应

道拱部150。范围设置3159 x40 m，

距0. 3 m&拱部150。范

围设置342 x 3. 5 mm超前小导管，长4. 5 m，纵向间距3.0

m， 距 0;3 m。3.3.2施工方法

楼

要求

高，

道地质特点，结合相似

工程的施工经验， 用导向跟 进法进行 施工。

1) 施工设备选型。采用ZSDL - 160型多功能全液压履

机，导跟

进。钻进、

的

用

回转跟

「

一次成活，成速度较快。注机采用BE-

用YJ - 340注搅拌机。

进技

用有线

进 ，

进，

下超限问

反馈钻进参数，有

跳 注浆或分 次序注浆。待壳料凝固10〜

再分段注入水泥浆液，自下 进行注浆。每段注浆时，压力

两次峰值，在注

开始，出现

一次峰值，持续的 很短； 力逐渐下降在一定范围相对平稳， 在1 >4左右，压力 次峰值，当 次峰值后，将注 提进行下一段注浆。采取分段式注浆，注浆步距选取0.7〜1 m，注浆终压达到1.0 MPa。3.2 ESS复合型超前预注浆3.2.1 原理

ESS复合型化学浆液可分为悬浊型（由A液和C液组

250/50高压注浆机，水泥 仪器进行导向，可以控

。 设 利于钻进 3) 的轴 度高。采用 度后， 3.4 CRD工法

控制， 位及 。

2) 导系统及纠偏处理。导跟

设度很高。

。用站仪准确测定钻杆的轴线方

明路，用站仪复特点 潜 ，

在

速度快、成 进，钻为

。

：

，进10〜20m后，

回跟 ，中 潜

成，简称AC液） 液型（由A液和B液组成，简称AB液）

水泥浆液，AB液的主

两种。AC液主要组成部分为水

要组成部分为水 化学浆，AB液强度较低，但止水效果

好;AC液强度较高，加固效果好，为 止水加固的目的，用双重注 使AB液与AC液交替注

复合 液 用 机的 重注 注浆工艺，当复合浆液专用钻机

固土体。

， 用设

度

掌子面围岩

， 道开挖 用 CRD 能力较差，为控 收敛变

土 进行开挖。 CRD 开

，利用双液浆高 泵分别 液泵 外

状间隙。当经过 头处配置的双液混合 ，二者迅速 混合，在较高压力的作用下，浆液 、渗土层，并在控 调的 位、 ，量砂土层

反应——

凝胶作用，起砂土体改良，止水固结地

注

固目的。

层，强化地质作用， 3.2.2 施工工艺1)布 cm注 ，两

挖的每一步都 封闭成环，施工通过设置中 及临

拱将开挖断面分四个部分， 下，分成环。隧道CRD开挖

：下列

开挖均应在预支护超前支

成并达到

强度后进行。①右上导航①部位开挖，施初期支护;②左 导航③部位开挖，施初期支护;③右下导航②部位开挖， 施作初期支护;④右下导航④部位开挖，施初期支护;⑤施 拱 部、

&⑥施

。

拱

&⑦临时支撑拆除;⑧施作拱

。沿隧道开挖轮廓线内30 cm布置两环2 距80 cm， 距为80 cm，每个部位掌

CRD开挖工法施工步序图见图3。

图3 CRD开挖工法施工步序图(下转第101页)

• 99 •

第44卷第4期 f h丨!讨 v〇l.44,N〇.42018 年 4 月________________________Sichuan Building Materials___________________________April，2018

的厚度 逐渐地减小， 粒逐 。使高速公路 路面表面变化程度很大。所以必须用 轧铁皮的

， 路面尾部的 面 起来， 再下车进行摊，要注意的是，要让道路表面 性 影响。其次，对纵缝来说，也要合理进行处理。在 理 期间，要保 缝本身的 ， 化节省混合料，因，必须做好对搭 度的控制。 相规定，把缝搭纵向的宽度控制在76 mm以 为合适，在 下，要保证在80 mm以内。还有，接缝高度必须严格控制在 6 mm以内。

2.4养护施工质量控制

，要对油石比进行严格地要求，尤其在 的施工下，要用相 案 对 的计量 度以有效地控制， ，对 具体的 ，每辆都要严格控制， ，确 料门开度和材料用量读数，并通过 确 下的油石比。其次，还要严格控 度和配合比，科学分配用水量和用油量，并对它们加以控制。 ，还要进行 ， 地对其进行加水， 进行 混合料的 ， 确其能不能符合行要求。如 规定要求，要科学合理地调节出水量，从而让其能 具体的规定要求。3

施工过程中的质量控制要求

混合量控制

的计量，不仅要尽早确 机所有料门打开程度和合程度，还要 掌握材料用量的 相关泵设计的要求， 通过相 数 稀 油 石 ， 设 进行比较，如符合设计要求， 止 工作。

3.3 外观质量控制

，否则必须停

为了能 单有效地进行 施工，必须保证道路表

面 严密，没有 ，纵横缝 严， ，其他 的 规范 地合在一起。除此以外，因为开始 的厚度 稀浆封层需要一 ‘

进行 成型，要求在 ，对通进行管理，禁止行人通行，防止对施工区域造成影响，造成 施工的二次损坏。4 结 语

技 理路面轻 的一个新的有效 ，

在 混凝土公路路面的预防性 施工中应用范围在不断增大， 技的发展，其混合料组成、稀配合比控制、施工工艺流程、施工质量控 面的要求 提高，在应用过程中，必须严格控制施工 ， 的要求 规范施工， 保其 好使用效果。本具体分析 面，以供 技术相关设 ，更好地加以施工。

[ID %005794]

参考文献：

3.1

的成分的质量对稀浆、对路面的作用机理起

重要的作用，能 用 硅路面的负荷 ：力， 为在 施工之前要先做 材料试，所以要求配料前 符合规定的稀浆混合料：报告， 以做混合料配化工作， 在进行混合料 ‘，要严格地级配筛分 稀浆料，在 稀浆配合比设计规定相匹配时，要 止施工，并重新进行配料。3.2摊铺量控制

在施工过程中，还要加大对摊铺车控制力度，严格控制

(上接第99页）

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3.5 控量测工作

土的特性，提高 岩的 性;而超前 进法、CRD工法的应用确保隧道开挖 的

;房屋础及 地 用 力 性， 为控 邮 楼

导向跟

较大的沉

施工前在房屋 、周边地表、 拱、 及中支撑布设 点 集数据，注开始时进行 位移观，在地表注浆、隧道超前支护、超前预注浆、隧道开挖支 护、封成环的全过程进行 。

设计及规范要求的监控量测频率进行全过程监控量 测工作，量资料显示%高崎邮 楼 为4;6»，楼 无开裂、无斜， 地值为15.28 mm，该隧道下穿段拱 为22. 8

mm，

注浆，增 土层

增 一道

屏障。隧道施工过程中严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、

支护、早封、勤量测”的施工原则，有效地控 道的

地 ，且提高了施工工效，为类工程提供很好的 。

[ID：005825]

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.一次性导向跟

进

施工技术在客运

收敛 为-5.33 mm。

控量测数据分析，在屋基础及 地表注浆和洞

用edd复合型化学浆液注 ， 地有稍许隆起，道开挖 成临空面，围岩应力重新分布，围岩下沉及收敛速度较大，在初期支 度形成及闭合成 ，数速率减小至区 状态。总体来说，最终楼 量在可控范 ， 理想的效果。4

结束语

厦门环岛路浅埋暗挖隧道采用ESS复合型化学浆液进 行超前预注 岩遇水软化崩解坍塌的 ，复合式化学材料封堵地下水渗 道形成隧道 止水帷幕，改良

施工中的应用[J].铁道 设计，2007,51 ( 11 ):116

王亚军.莞惠城际富水8级围岩浅埋暗挖隧道施工关键技术

技术的应用研究

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