SMW工法在隧道工程中的應用

陸海波　毛海波

【摘 要】SMW工法施工對周圍環境影響較小，不會對周圍土體造成擾動，而且施工速度快，能夠適用于多種土質的基坑支護與地基加固工程中。本文結合個人工作經驗對SMW工法在隧道工程中的應用及質量控制重點進行探討，對提高隧道工程建設質量具有非常重要的意義。

【關鍵詞】SMW；隧道；工藝流程

前言

在當前隧道工程建設中，SMW工法的應用越來越廣泛，該施工方法適用范圍廣，質量易于控制，施工效率也高于其他方法，對于工程工期的控制優勢明顯。不過，這種方法在使用的時候也存在著一定不足，比如施工機械設備現場組裝難度較高，需要很長時間來進行調試，占地面積大，而且在施工過程中安全隱患較高。所以，為了提高SMW工法在隧道工程中的施工技術水平，本文對其工藝流程以及質量控制等方面進行了探討。

1.SMW工法的適用范圍與原理

1.1適用范圍

SMW工法主要適用于現代工程建設中基坑支護與軟土地基的加固處理，適合多種土質條件，比如各種淤泥質土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土等等，不會影響到SMW工法的應用，均顯示出其優良的性能。

1.2原理

該施工技術的防滲性能主要是利用水泥攪拌樁中水泥與水之間產生的物理、化學反應，增強了軟土地基的強度，提高了其水穩性。由于水泥成分中含有大量的CaO、SiO2、Al3O2與Fe2O3，在使用過程中會發生反應，形成多種物質，遇到水發生水解與水化作用。在礦物與水反應后生成大量的水化物，這些水化物分為兩部分，一部分不斷硬化，形成了較為堅硬的水泥石骨架。另外一部分則和周圍的土體產生反應，水泥水化后產生的凝膠離子具有較高的吸附作用，將土團顆粒粘結在一起，因此而凝結成比較為嚴密的水泥土團結構，起到提高強度的作用。在水化作用中大量的Ca（OH）2、CaSO4等，在水中與空氣中不斷硬化，從而提高了加固體的強度，并且結構嚴重，有效的阻擋了水分的滲入，增強了水穩性。

2.SMW工法在隧道施工建設中的應用

在隧道工程建設中，SMW工法的施工重點與難點主要包括以下幾個環節：施工前的準備、水泥攪拌樁施工、H型鋼打入等，這幾個環節的都會對施工質量產生重要影響。

2.1施工前的準備

場地清理：施工機械在進入施工場地之前，要按照“三通一平”的標準做好施工前的準備工作，對于軟弱地面需要墊好走道板，以免出現樁機傾斜問題。

機械設備：由于SMW工法對水泥攪拌樁的質量有著較高的要求，因此在施工的過程中大都是選擇雙軸或三軸攪拌樁進行施工。在施工前要做好設備的調試工作，保證設備運行良好。

對施工材料的控制：在施工中要加強對建筑材料的管理與控制，按照要求做好材料的采購、運輸、儲存、申領工作。

2.2水泥攪拌樁施工

按照施工圖紙要求開挖溝槽，確定樁的位置與型鋼的位置，安裝樁機要保證其平穩。在施工過程中要控制好混凝土的攪拌、注漿速度等環節，對于水泥等原材料的用量與配合比進行嚴格的控制，并做好詳實、準確的記錄，切勿留下隱患。按要求做好試塊取樣工作，對于制作好的試塊要進行編號、記錄，并進行養護，到齡期以后送交實驗室進行抗壓強度試驗。

2.3H型鋼施工

在施工中要方便將H型鋼拔出，需要提前先預熱并在型鋼表面涂減摩劑，以提高型鋼的重復使用率。要想保證施工質量，型鋼插進水泥樁的時間要按照攪拌施工完成后的時間，不能超過3個小時。在型鋼起吊過程中要保證其垂直狀態。要確保定位卡的牢固，保持水平狀態，再把H型鋼通過定位卡慢慢的、垂直插入到水泥攪拌樁內，始終要保證H型鋼的垂直狀態，在H型鋼插入達到標準要求后進行固定，并對溢出的水泥進行清理。如果在H型鋼插入時沒有達到施工要求，就必須再提升型鋼重擔下插，在這一過程中同樣做好對型鋼的控制。

3.在隧道工程施工中SMW工法的質量控制

3.1對水泥攪拌樁施工質量的控制

在水泥攪拌樁施工中常常會因施工原因造成樁體偏移、樁身垂直度控制不好、攪拌不均勻等等問題出現，因此在質量控制方面需要做好以下幾個方面：

對樁體偏移的質量控制：要按照工程圖紙的技術要求進行測量放樣，利用精密的測量儀器進行精準的定位。為了保證樁位準確，在溝槽開挖過程中可以鋪設導向定位型鋼，并標示出鉆孔的位置，不能出現鉆孔軸心偏移出現。

控制好樁身垂直度：要保證鉆孔的深度達到設計要求，運用鉆桿與樁架的相對位移原理，設置鉆孔深度標尺，有效保證鉆孔的深度與速度，使樁體始終保持垂直。

確保攪拌均勻：結合深度要求，要保證鉆機的螺桿勻速工作，利用高壓噴氣的方法對孔內的水泥土進行拌和，整個過程中要均勻攪拌。

控制好噴漿量：在施工過程中對水泥流量、注漿壓力進行手動控制，對每次攪拌中的水泥用量和液面的高度進行嚴格的控制，并對水泥漿液的密度進行檢查。

預防出現斷樁：在壓漿過程中如果出現斷樁后果非常嚴重，施工過程中要保證漿液輸送順暢，均速注漿，不允許出現夾層的情況。施工過程中如果發生管道堵塞的問題，要馬上停機處理。等到問題解決后要將鉆具向上或向下1.0m才能繼續注漿，等10～20s后恢復正常攪拌，可以有效的防止出現斷樁。施工現場要做好臨時停電預案，以免突然突然停電對工程造成影響。

3.2加強對H型鋼施工質量的控制

在SMW工法施工中，H型鋼可以重復循環使用，但是在實際工作中經常會出現材料質量不合格、插拔困難、插入的深度不夠等等，這些都會對隧道工程施工質量影響。

保證H型鋼的質量：根據基坑工程設計的要求對H型鋼的厚度、平整度、焊接質量等相關的控制環節進行嚴格的控制。

針對插拔困難：型鋼變形是造成插拔困難的重要因素之一，在型鋼進入場地的時候要逐根吊放，底下墊枕木防止變形。在插入前要檢查型鋼的平整度，保證其平面光滑平整，才可能夠順利插入水泥攪拌樁內。對于型鋼的定位進行嚴格的控制，保證定位準確，并進行檢查。在安裝前要熱涂減摩劑，不允許出現遺漏。

4.結束語

SMW工法在隧道工程軟基處理與基坑圍護工程中應用越來越廣泛，并且發揮著非常重要的作用，但是也存在著一定的缺陷，比如施工成本高、泥漿不易處理、型鋼容易損壞等等，因此需要我們不斷研究，不斷創新與改進，進一步優化施工方案，保證施工方法的科學性與合理性。

參考文獻：

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