5A景區明挖隧道SMC施工技術

李 蕾

（中鐵十四局集團第二工程有限公司）

0 前言

金雞湖隧道主體結構開挖前的關鍵工序便是止水帷幕的施工，本次設計采用SMC施工方法，作為項目部新接觸的施工工藝，項目部人員通過對招標文件和設計圖紙的學習，掌握了解SMC施工的主要控制要點及關鍵工序。然后項目部立足實際施工環境，結合施工班組的多年實踐經驗，制定出一系列的施工方案和風險管控措施。

1 工程概況

金雞湖隧道位于江蘇省蘇州市工業園區，二標的隧道主線長3.28 km。基坑四周選擇使用雙輪銑攪拌墻來作隔水帷幕，里程為K1+394～K3+786，攪拌墻每幅槽段施工長度有67.50、33.75 m兩種，處理深度在17.32～41.04之間。

2 施工準備

2.1 技術準備

根據《建筑地基處理技術規范》相關規定及控制要點，編制施工方案。確定其施工步驟和施工工藝技術參數，并根據設計圖紙、相關規范來對現場施工技術人員進行可視化技術交底。

2.2 施工準備

在SMC施工前，在施工條件準備中，首先考慮水泥罐的設置，對水泥罐基礎進行鋼筋混凝土施工。水泥罐重5 t，每個裝滿水泥共重75 t，兩個水泥罐共重150 t，水泥罐身高11.50 m。承臺4.50 m×9 m×1.50 m，混凝土密度2 500 kg/m3。

2.2.1 地基承載力計算（最不利情況：水泥罐滿罐）

承臺底面積：S=6×9-0.75×5×2=49 m2；承臺體積：V=6×9×1.50=81 m3；承 臺 自 重：G承臺=ρ承臺×V承臺×g=2.50×81×9.80=1 984.50 kN；水泥罐（滿罐）自重：G自重=150×9.80=1 470 kN；總自重：G總=G承臺+G自重=1 984.50+1 470=3 454.50 kN；基底均布荷載：σ=G總/S=3 454.50/49=70 kPa。

經過地基承載力實驗，測得基礎底部地基承載力為120 kPa＞70 kPa，符合地基承載力要求。

2.2.2 水泥罐及其基礎整體抗傾覆計算（最不利情況：水泥罐空罐）

取ωk=1.10 kN；則風力作用面積：A風=H×d=9.50×3+1×3/2=30 kN；風力大小為：P2=ωk×A風=1.10×30=33 kN；自重：G總0=G空罐+G承臺=5×9.80+1 518.02=1 567.02 kN；水泥罐形心距離基礎面高度：H形心=（1×2/2×3/2+9.50×3×6.75）/30=6 m。

風力對水泥罐及其基礎產生的傾覆力矩：M傾覆=P2×H形心=33×6.49=214.17 kN·m。

水泥罐及其基礎重心與它們的傾覆點距離為3.50 m。產生最小抗傾覆力矩：M抗=1 567.02×3.50=5 484.57 kN·m。

抗傾覆系數：K=M抗/M傾覆=5 484.57/214.17=25.61>1.60，滿足要求。

2.3 設備準備

2.4 人員準備及崗前培訓（具體見表1、表2）

人員準備主要包括：項目部管理人員的充足，保證為工班施工提供技術服務和有效管理。施工人員配備齊全，特殊工種人員（例如挖掘機操作手、起重機械操作手、司索工等）具備特種作業證書。安全環保部負責召開崗前安全教育工作，確保施工的安全前提，工程部負責進行施工技術交底，為SMC施工做好技術支持。

表1 設備一覽表

表2 施工作業人員配備表

3 施工工序

3.1 確定SMC施工順序

雙輪銑水泥土攪拌施工實際順序按照標號，次第開展施工，雙輪銑頭寬度2.80 m，重復套打30 cm，旨在矯正墻體的垂直度和止水效果。

3.2 前期準備

對施工場地進行平整壓實，清除地面、地下障礙物，使作業面≥7 m。遇到地表過軟的情況時，進行建筑磚渣換填等方式防止機械傾覆。根據施工邊線開挖溝槽，防止水泥漿肆意流淌。

3.3 SMC工法機就位

由專業工長指揮樁機就位，樁機下墊鋼板，樁機移位前先觀察清楚四周施工環境，移動結束后，檢查定位情況并對偏差進行糾正，待工法機停放平穩后，采用線錘、卷尺觀測SMC設備鉆桿的垂直度，并測量機械站位和溝槽的距離，為后續設備移動提供數據支持。

3.4 水泥漿液配合比

水泥漿液配合比需根據現場進行試樁進行比選，初試用配比：水泥參量：25%；水泥標號：P.O 42.5；水灰比：下攪1.50∶1，上攪1.20∶1。

3.5 制備水泥漿液及漿液注入

現場設置漿液攪拌機、空壓機（水泥漿后臺系統），附近安置2臺容量75 t的水泥罐，于施工前進行水泥漿攪拌，將制備完成的漿液存入儲漿桶中。膨潤土漿液需充分攪拌，攪拌時間≥5 min，水泥漿靜置時間≤1.50 h，水泥漿液水膠比一般為0.80～1.50，注漿流量145～290 L/（min/臺）。注漿壓力一般為2～3 MPa，輔助氣壓0.60～1 MPa。

3.6 銑進攪拌

①施工順序：見3.1。②銑削深度：銑削深度通過在導桿上使用紅色自噴漆標示刻度來控制，通過測量放點的護樁來控制墻體的中心軸線。③銑削速度：開啟主機進行攪拌，緩慢下降SMC 雙輪銑頭與土體接觸，向下銑削過程銑輪的轉速為26轉/min左右，銑進控速為0.50～1.00 m/min；到達設計深度后，繼續銑削10 s以上，目的是對墻底標高以下2～3 m范圍內進行銑削，反復提降兩次；提升攪拌銑輪速度在22～26轉/min左右，提升速度為1～1.50 m/min，不可提升過快，避免成墻形成真空，孔壁坍塌，造成墻體存在不密實現象。

3.7 清洗移位

將集料斗中清水，通過灰漿泵輸送到壓漿管道和其他所使用的設備中，清洗結束后方可將設備移位，進行下幅SMC 的施工。

4 施工記錄

表3 SMC試樁數據分析表

經對數據比選分析，水灰比選用1.20時，處理深度14.65 m，總流量為244。下沉時選擇水灰比1.20，提升時水灰比選1.50，下降速度（0.30～0.50 m/min），上升速度（0.20～0.30 m/min）。

5 結語

在現場施工完成600SMC的過程中，技術人員與施工班組嚴格按照施工方案進行作業，保證了止水帷幕的施工質量。根據現場初步開挖的效果驗證，部門在施工初期制定的施工參數和組織方案具有可實施性。通過大量的SMC施工，摸索出一套成熟的施工經驗，可以有效的指導后續的此類止水帷幕的施工。