树人论文网一个专业的学术咨询网站!!!
树人论文网

建筑工程师评职范文地铁过房屋段施工技术

来源: 树人论文网发表时间:2013-06-08
简要:摘要:在浅埋暗挖地铁施工中常因施工措施不到位,引起周围地下水位下降,造成地表和周围房屋下沉。深圳地铁5号线上水径停车场出入线在侧过老梅子园时埋深浅、地下水丰富,极易

  摘要:在浅埋暗挖地铁施工中常因施工措施不到位,引起周围地下水位下降,造成地表和周围房屋下沉。深圳地铁5号线上水径停车场出入线在侧过老梅子园时埋深浅、地下水丰富,极易引起房屋和地表下沉,对周围居民生活造成极大影响。在施工中对房屋基础及周围土体分别在洞外和洞内进行注浆加固,并严密监测。在施工过程中没有出现失水现象,施工后沉降变形小且在规范要求内。

  关键词:隧道,浅埋暗挖,注浆,加固,施工

  1 工程概况

  深圳地铁5号线土建工程上水径停车场出入线在SDK0+830~SDK0+895处隧道共侧过上水径村老梅子园居民的砖混结构房屋3栋,均为高3~5层基础为条筏基础。且其基础都在全风化-强风化角岩上,地下水丰富。一旦隧道开挖过程中造成失水,引起房屋出现沉降,后果将非常严重。

  2 工程地质情况

  侧过房屋段隧道拱顶埋置深度3.80~12.1m,上覆粉质粘土及素填土,洞身地层为全风化-强风化角岩。本场地地下水按赋存条件主要为孔隙水及基岩裂隙水。侧过梅子园段左线侧地下水位深度2.2m,右线侧地下水位深度2.8m。

  3 注浆加固原理

  注浆采用压密注入法,是使水泥或其他浆液在周围土体中通过渗透、充填、压密扩展形成浆脉。由于地层中土体的不均匀性,压灌入一定水灰比的浆液一方面灌浆孔向外扩张形成圆柱状浆体,钻孔周围土体被挤压充填,紧靠浆体的土体遭受破坏和剪切,形成塑性变形区,离浆体较远的土体则发生弹性变形。另一方面随着灌浆的进行,土体裂缝的发展和浆液的渗透,浆液在地层中形成方向各异、厚薄不一的片状、条状、团块状浆体,纵横交错的浆脉随着其凝结硬化,造成结实体与土体之间紧密而粗糙的接触,沿灌浆管形成不规则的、连续的防渗墙,起到控制沉降、提高变形稳定性的作用。

  4 施工方案

  洞外在左线侧穿地表3栋房屋,采用袖阀管注浆预加固房屋基础。加固范围为房屋靠隧道侧三边,平行于隧道线路侧设双排竖向袖阀管,长度深入隧底2.0m,间距及排距0.5m;垂直于隧道线路侧设双排斜向袖伐管,长8.0m,间距及排距0.5m,角度倾向不大于30°;房屋平行于隧道线路侧另设单排斜向袖阀管,长8.0m,间距及排距0.5m,角度倾向不大于30°。施工中预留注浆孔洞,以便日后房屋如发生较大沉陷后进行跟踪注浆。地表加固完成后,于左右线SDK0+820~SDK0+905段洞内进行全断面注浆加固,注浆采用前进式分段深孔注浆,每循环施做长度14米,开挖12米,留2米作为下一循环施工的止浆岩盘,掌子面需喷射30cm的钢纤维混凝土封闭。超前小导管调整长度为3.5m,环向间距30cm,隧道两侧导管落底。掘进支护中仰拱同时成环,视监控量测情况对隧道底板进行注浆加固,导管长度2.5m,间距1.0m。

  4.1袖阀管注浆

  ⑴施工机具设备及材料

  ①钻孔机械:采用100型或300型工程地质钻机。

  ②注浆机械:双液注浆泵,并配备高压注浆管路系统和制浆设备,注浆压力0.2Mpa~0.5Mpa,浆液扩散直径1.0m。

  ③袖阀注浆管及花管、心管:

  袖阀注浆管为每节长330mm、外径50mm的硬质塑料管,它是由钙塑聚丙烯制造而成。注浆管内壁光滑,接头有螺扣,端头有斜口,外壁有加强筋以提高其抗折强度。注浆管分A、B两种,A种注浆管上未开设溢浆孔,B种注浆管上开有8mm的溢浆孔6个。在B种注浆管有孔部位外面紧紧地套着抗爆破压力为4.5 MPa的橡胶套,橡胶套覆盖着溢浆孔,这样,注浆时,浆液可以通过溢浆孔进入地层,而地层中的水和颗粒难以进入注浆管中,从而达到注浆管的单向阀作用。

  ④套壳料:水泥:粘土=1.2~1.3,干料:水=1:1~1:1.5(重量比),塑性指数15~30。

  ⑤水泥-水玻璃双液浆:水泥浆水灰比1:1,水玻璃浓度30~35Be,水泥浆:水玻璃 =1:1~1:0.3(体积比);

  ⑥配备注浆液及注浆

  浆液采用双液浆,为了增加可灌性,在浆液中可加入水泥用量0.3%~0.5%的复合型减水早强剂。搅拌机采用叶式机械搅拌机,应能保证浆液能连续均匀搅拌,才能过滤。浆液须在搅拌均匀过筛后,再泵送压注,在注浆过程中,浆液应连续搅拌,搅拌时间大于2min。注浆泵采用双液柱塞泵,压送水泥浆液时,柱塞与缸体不直接接触,以减少磨损。按每米注浆加固深度控制注浆量,每米注浆深度水泥用量为150kg。注浆的流量一般为7~15L/min。注浆芯管应有双向密封装置,保证上下密封良好,达到定位注浆的目的。待封壳料初凝后,插入双向密封注浆芯管自下而上或自上而下进行注浆。注浆分次进行,一般可分为5次,每次注浆的间隔时间不小于12小时。

  每次注浆完毕后用清水冲洗塑料袖阀管中的残留浆液,以利于下一次重复注浆。注浆进程中出现地面冒浆或压力突变,应立即停止注浆,查明原因,采取措施。

  单孔注浆结束标准应根据下列情况综合决定:a. 注浆量达到设计要求;b. 注浆压力超过设计值;c. 地面冒浆。

  4.2洞内全断面注浆

  本工程选用前进式分段深孔注浆施工工艺,其步骤为:先施做止浆墙,在设定孔位进行钻孔,在钻孔内装孔口管,更换钻头,通过孔口管进行第一段钻进,达到深度后,每一循环进尺控制在2-3m,停止钻进,退出钻具,在孔口管上安装注浆配套设备,将注浆材料注入地层中;待注浆土体达到强度后,拆除注浆设备,通过孔口管再进行第二段钻进;如此循环达到设定孔深;换另外一个孔位,直到完成所有注浆孔。本工艺的优点:针对暗挖隧道侧穿越建筑物底部,对地层进行分段前进式超前深孔注浆,可对地层进行全面加固,从而进一步减缓或避免地层破坏后的沉降及建(构)筑物的损坏。

  ⑵全断面注浆参数

  注浆参数主要根据地层实际情况进行试验确认,并在现场施工中不断完善调整,注浆过程中,结合注浆压力变化情况,现场动态调整优化注浆参数。本次结合全风化角岩和粉质粘土地层特性,设定注浆参数见下表。

  ⑶施工方法及工艺要求

  ①注浆范围

  前进式深孔注浆每循环施做长度为14米,开挖12米,留2米作为下一循环施工的止浆岩盘。注浆施工前掌子面需喷射30cm的钢纤维混凝土封闭。

  每断面加固范围为开挖断面拱墙外不小于2.5m,拱底不小于2.0m(如下图)。根据加固要求,设计钻孔共分三排,总计钻孔数30个:其中A排孔16个,B排孔10个,C排孔4个。

  5结束语

  本段隧道在深圳地铁修建过程中很具有代表性,深圳地铁有大部分是在既有建筑物下方通过,如何保证地铁施工过程中地表建筑的安全,这次施工提供了很好的成功案例。在上水径停车场出入线过梅子园的施工过程中,没有出现大的失水现象,通过现场的监测地表累计沉降最大为-14.57mm,平均沉降为-6.9mm。均在设计要求范围之内,地表房屋没有出现大的沉降和变形。

  参考文献

  [1] 关宝树,隧道工程施工要点集,人民交通出版社.2006.3

  [2] 夏明耀,地下工程设计施工手册,中国建筑工业出版社.1997.7 2011.4.