第３６卷第３２期 山 西 建 筑 Ｖｏ１．３６ Ｎｏ．３２ ２ ０ １ ０年１ １月 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｎｏｖ． ２０１０ ・３４７・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１０）３２—０３４７—０２ ＴＳＳ管后退分段式注浆在含水砂层中的应用 王菊芳牛瑞 摘要：结合广州地铁五号线小北站西端站厅通道工程实际，主要介绍ＴＳＳ管的制作及在本工程浅埋暗挖隧道过含水砂 层中的应用，实践证明，ＴＳＳ工艺能有效加固掌子面，控制地表沉降，为暗挖隧道通过含水砂层提供技术储备，值得进一 步推广。 关键词：ＴＳＳ管，后退分段式注浆，施工工艺 中图分类号：Ｕ４４５．５５２ 文献标识码：Ａ １ 工程概况 采用 ０（外）×３０ ｍｍ（长）的圆钢加工ＴＳ—— Ｃ顶杆螺母。采 ８ ＿【＿ｌ 地铁五号线小北站西端站厅通道最小覆土厚度仅３．５ ｍ，隧 用车床沿圆钢轴心方向钻Ｍ１６＋２０内丝，ＴＳ・Ｃ顶杆螺母内径应和 道跨度９．９ ｍ，覆跨比Ｈ／Ｄ＝０．３５＜０．６为超浅埋大跨隧道。隧道 ＴＳ—Ｂ芯管外丝形成内外丝配套。螺母对应两侧钻＋１２的孔，深度 拱部位于２ ｍ～３ ｍ厚的含水砂层之中，地表为交通繁忙的主干 １０ ｍｍ，安设＋１２长２１ ｃｍ的螺杆。施工中主要通过旋转ＴＳ—Ｃ顶 道环市中路。站厅通道范围从上至下依次覆盖着：①人工填土 杆螺母，顶动Ｔｓ—Ａ顶管使止浆塞膨胀，从而达到止浆目的。 层、③。冲积～洪积砂层、④一．冲积一洪积土层、⑤残积土层、⑥泥 ３．４ ＴＳ—Ｄ止浆塞加工 质粉砂岩全风化层、⑦泥质粉砂岩强风化层、⑧泥质粉砂岩中风 止浆塞采用回弹性好，耐久性好的优质橡胶制作。 化层、⑨泥质粉砂岩微风化层，地下水水位埋藏较浅，稳定水位埋 ３．５注浆管制作 深为０．１５ Ｉ１１～６．２０ ｍ，平均埋深３．２５ ｍ。 采用 ２（外）×３．２５ ｍｍ（壁厚），长２．５ ｍ的钢管作为注浆 ２施工方案简介 管，将注浆管一端切割三瓣花叶形，再用铁锤将其砸成锥形，便于 西端站厅通道采用ＣＲＤ工法施工，设２道Ｉ临时仰拱和１道中 打入，用电焊将切缝焊严实，使其密闭性良好。ＴＳＳ管可以保证浆 隔墙临时支护，共分左洞、右洞开挖，每侧洞分３台阶共６部开挖， 液通过压力注入地层，同时，可以避免地层中的砂粒涌入注浆管， 隧道采用＋１ｏ８大管棚＋ＴＳＳ管超前注浆加固地层的方法进行超 减免地下水渗流入注浆管中，起到注浆管的单向袖阀作用。注浆 前支护。隧道永久初期支护采用间距５０ ｃｍ格栅钢架＋连接筋＋ 管管身采用钻床钻孔，注浆管身施钻内径３ ｍｍ～５ ｍｍ，外径 钢筋网＋３５０ ｅｍ厚Ｃ２５喷射混凝土联合支护体系，临时初期支护 ６ ｍｍ～８ ｍｍ，即外大内小的溢浆孔，溢浆孔呈螺旋形布置，相邻 采用Ｉ ２５ａ工字钢＋连接筋＋钢筋网＋３００ ｃｍ厚Ｃ２５喷射混凝土 两孔中心间距５０ ｒａｍ。为保证注浆过程不返浆，在注浆管的尾端 联合支护体系，具体见图１。 宜留８００ ｍｍ不布孔，埋设时外露２００ ｍｍ。在注浆管打入前用直 径为６ ｍｍ一８ ｍｍ小铝片粘“哥俩好”胶好将注浆孔封盖，放置２４ ｈ 保证有较强的粘结效果后用透明胶布粘牢，防止注浆管在打入时 泥土进行管内注浆芯管无法进入（见图２）。 ３００．５００ 布 Ｌ范围 ．２００． 设计管长度Ｌ 图１西端站厅通道横断面图 ３ ＴＳＳ注浆管制作 ３．１ ＴＳ．Ａ顶管加工 ： ，Ｉ’Ｓ．Ａ顶管：采用＋３０（外）×２ ｍｍ（壁厚），长３．０ ｍ的无缝钢 １—１剖面 管作为Ｔｓ—Ａ顶管。 一Ａ顶管的作用主要是起到推动Ｔｓ—Ｄ型止浆 图２注浆管钻孔布置纵剖面图 塞，使止浆塞膨胀，从而起到止浆作用。 ３．６注浆管构件的组装 ３．２ ｒｒｓ．Ｂ芯管加工 采用＋３４（外）×＋２０（内）×８０ ｍｍ（长）尺寸的橡胶止浆塞进 ，Ｉ＇ｓ．Ｂ芯管－采用＋２０（外）×２．５ ｍｍ（壁厚），长３．３ ｍ的无缝 行止浆。将，Ｉ１Ｓ—Ａ顶管、ＴＳ—Ｂ芯管、ＴＳ—Ｃ顶杆螺母和ｒｒｓ—Ｄ止浆塞 钢管加工，ＩＳ・Ｂ芯管。 一Ｂ芯管一端采用车床加工３ ｃｍ外丝，配 配套后装入独头焊接钢管中。顺时针旋转ＴＳ．Ｃ顶杆螺母，使止 合螺栓和垫片，起到阻挡止浆塞作用；另一端采用车床加工２７ ｃｍ 浆塞膨胀至旋转困难时为止，停止旋转，将止浆系统固定牢固后， 外丝，用于顶杆螺母的移动，以及连接注浆管路。 可进行注浆，如图３所示。 ３．３ １’Ｓ Ｃ顶杆螺母及止浆塞加工 ４ ＴＳＳ注浆管注浆 收稿日期：２０１０．０７－２８ 作者简介：王菊芳（１９８２一），女，助理工程师，中铁隧道集团二处有限公司，河北三河０６５２０１ 牛瑞（１９８１一），男，助理工程师，中铁隧道集团二处有限公司，河北三河０６５２０１ 一・第３６卷第３２期 ３４８・ ２ ０ １ ０年１ １月 山 西 建 筑 升，流量逐渐减少，当压力达到注浆终压，注浆量达到设计注浆量 ４．１施工工艺流程 注浆压力未能达到设计终压，注浆 注浆管加工（提前加工）一注浆设备检查与维修一施工准备一 的８０％以上，可结束该孔注浆；并无漏浆现象，亦可结束该孔注浆。注浆 施工作业平台搭设一孔位测量放样一注浆管打设一注浆管与成 量已达到设计注浆量，５ ｍ。。３）本循环结束标准：所有注浆孔均达 孔间隙封填一喷射５０ ｍｍ厚混凝土封闭开挖面一Ｔｓ．Ｂ芯管与 量单孔每米不大于０．无漏注现象，即可结束本循环注浆。 ＴＳ－Ａ顶管安装一ＴＳ—Ｃ顶杆螺母安装一接输送注浆管路一注浆机 到注浆结束标准，一 具设备调试一进行注水试验一浆液配制一第一段注浆施工一松 ４．６ ＴＳＳ管注浆监控量测控制标准 开ＴＳ—Ｃ顶杆螺母一将ｒＩ’Ｓ—Ｂ芯管向外抽６Ｏ ｃｍ一拧紧ＴＳ－Ｃ顶杆 工（重复以上相关步骤）一本循环注浆完成一清理场地及机具一 施工结束。 对地面布设监测点对注浆过程中进行监测，精密水准仪的测 １０ ｍｍ。 螺母一第二段注浆施工一单管注浆完成一进入下一根注浆管施 量精度为０．１ ｍｍ，控制地表隆起变形情况，保证地表隆起不超过 ４．７质量保证措施 １）分段后退式注浆要特别注意止浆塞损坏程度，施工过程中 派专人检查止浆塞损耗情况，对有问题的及时进行更换，有效的 防止了注浆管堵塞，避免芯管无法拔出。２）每环注浆管全部安设 完成后，对开挖面初喷１００ ｍｍ厚的混凝土进行封闭。３）采用风 镐直接将注浆管顶入地层时，对ＴＳＳ管尾部采取了保护措施，防 图３ ＴＳＳ注浆管组装图 止尾部损坏致使ＴＳ—Ｂ无法放入。做法一：在尾部加焊郴钢筋形 成管箍；做法二：在６３４（外）×６２ｏ（内）×９０ ｍｍ（长）钢管端头焊 ～４．２注浆管布设 注浆管沿拱顶按环向间距设计为４００ｒａｍ，外插角１０。～３０。。 １０ ｍｍ厚钢板，用风镐顶ＴＳＳ管时将其嵌入ＴＳＳ管，两种做法 注浆管采用，Ｉ，４２钢管，普通标准段长度３ ｍ，壁厚ｔ＝３．５ ｍｍ，纵 相比，做法二效果更佳，具体见图４。４）经过多次试验，ＴＳＳ管注 向搭接长度不小于１．５ ｍ。西端站厅通道开挖初支格栅钢拱架纵 双液浆时混合器安装离孔口距离５ ｍ一８ ｍ处较为适宜，这样即 向间距为５００ ｍｍ一榀，按注浆管的搭接长度，即每开挖１．５ ｍ或 能缩短浆液混合后在管内的凝结时间，从而避免造成堵管。５）注 立三榀格栅钢拱架就打设一环注浆管进行注浆超前加固地层。 浆顺序宜按约束一开放型进行，首先将群孔的三周进行注浆，从 对于较软弱的地层，采用风镐直接顶注浆管打人地层中；对于 而达到约束的目的，防止浆液过远扩散；然后采取开放型注浆，由 较硬的地层，可采用ＹＴ－２８型手持式风动凿岩机进行钻孔，并确保 成孔顺直，及时清理孔内的残积渣土，然后将注浆管埋设进去。 一侧向另一侧平行推进。６）浆液拌制过程中使用专用的计量器 １００厚钢板， ６３４（外径）ｘ６２０（内径）钢管 具，并按照设计要求进行配浆，以确保浆液配比准确。 ４．３注浆压力 Ｉ）注浆压力应根据地层致密程度决定，一般为０．５ ＭＰａ～ １．０ ＭＰａ。２）注水泥浆或改性水玻璃浆液：初压宜为０．１ ＭＰａ～ ０．３ ＭＰａ，砂质土终压一般应不大于０．５ ＭＰａ，粘质土终压一般不应 大于０，７ ＭＰａ０ ３）注水泥一水玻璃浆液：初压０．３ ＭＰａ～１．０ ＭＰａ， ｛ ｌＩ ’ｆ 终压１．２ ＭＰａ一１．５ ＭＰａ并持续１０ ｍｉｎ，压力下降值小于０．１ ＭＰａ。 ４．４ 注浆材料及浆液配比 图４套管Ｊｊ￣＇ｒ示意图（单位ｉｌｎｎ１） １）注浆材料及配合比根据地质不同情况和要求采用以下两 ４．８注浆效果评价 １）加固效果观察法。对掌子面注浆效果进行观察，注浆后掌 种：ａ．纯水泥浆：原材料为掺入１０％微膨胀剂的普通水泥，水灰比 开挖过程中土体稳定性好。２）钻孔观察法： Ｗ／Ｃ＝０．５—１．０。ｂ．水泥一水玻璃双液浆：水泥采用３２．５Ｒ普通 子面砂层被有效加固，检查孔涌水量不大于０．２ Ｌ／（ｍ・ｍｉｎ）。 硅酸盐水泥，水玻璃为３５ Ｂｅ 。水泥浆液水灰比为１：１—１：１．２； 注浆结束后钻设检查孔，水泥浆液与水玻璃体积比为１：１。２）根据预配制水泥浆的体积， ５结论与体会 按水灰比计算出所需要的超细水泥和水的用量。３）根据用量，在 实践证明，ＴＳＳ注浆工艺在广州地区对含水砂层地层进行预 搅拌机中加入水和超细水泥，强力搅拌，混合均匀。４）水玻璃浆 加固效果明显，能有效的加固掌子面，且使用简单、灵活，克服了 的配制，在浓水玻璃中加入水，边加水边搅拌，边用玻美计测试其 其他大型机械进行土体加固的弊端，有效的控制了地表沉降，为 浓度，达到所需要的稀浓度３５ Ｂｅ 时为止。 暗挖隧道通过含水砂层提供了技术储备，值得进一步推广使用。 参考文献： ４．５ 注浆顺序及注浆量控制 以间隔对称注浆为宜。２）单根结束标准：注浆过程中，压力逐渐上 １）注浆时相邻孔位应错开，交叉进行。注浆顺序由下而上， ［１］ 徐 平，张敏霞，丁亚红．高压旋喷注浆加固设计及应用 ［Ｊ］．山西建筑，２００９，３５（１３）：９４－９５． Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｂａｃｋｗａｒｄ ｓｅｇｍｅｎｔｅｄ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｗｉｔｈ ＴＳＳ ｔｕｂｅ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｓａｎｄ ｌａｙｅｒ ＷＮＡＧ Ｊｕ－ｆａｎｇ ＮＩＵ Ｒｕｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｗｅｓｔ ｓｔａｔｉｏｎ ｃｈａｎｎｅｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ ａｔ ｓｍａｌｌ ｎｏｒｔｈ ｓｔａｔｉｏｎ ｉｎ Ｎｏ．５ ｌｉｎｅ ｏｆ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｄｅ・ ｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｏｆ ＴＳＳ ｔｕｂｅ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｈａｌｌｏｗ ａｎｄ ｂｏｒｅｄ ｔｕｎｎｅｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｓａｎｄ ｌａｙｅｒ．Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ： ＴＳＳ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃａｌｌ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｔｕｎｎｅｌ ｆａｃｅ，ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ，ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｓｅｒｖｅｓ ｆｏｒ ｂｏｒｅｄ ｔｕｎｎｅｌ ａｅＦｏｓｓ ｗａｔｅｒ ｓａｎｄ ｌａｙｅｒ．Ｔｈｕｓ，ｉｔ ｉｓ ｗｏｒｔｈ ｆｕｒｔｈｅｒ ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＴＳＳ ｔｕｂｅ，ｂａｃｋｗａｒｄ ｓｅｇｍｅｎｔｅｄ ｇｒｏｕｔｉｎｇ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
