小直徑盾構(gòu)隧道下穿長(zhǎng)江大堤加固技術(shù)

劉異

【摘要】本文以實(shí)際案例對(duì)小直徑盾構(gòu)隧道下穿長(zhǎng)江大堤加固技術(shù)進(jìn)行探究，在解決工程技術(shù)問(wèn)題的基礎(chǔ)上對(duì)其他的盾構(gòu)隧道工程施工提供參考。

【關(guān)鍵詞】小直徑盾構(gòu)隧道;長(zhǎng)江大堤;加固技術(shù)

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.24.

為了能夠充分保障隧道工程在穿過(guò)長(zhǎng)江大堤的過(guò)程中不會(huì)對(duì)其造成影響，對(duì)大堤進(jìn)行加固有著十分重要的作用與意義，在盾構(gòu)施工的過(guò)程中需要對(duì)隧道內(nèi)進(jìn)行壓密注漿施工，為施工安全性提供充分的保障。

1、工程概況

循環(huán)水泵房的一個(gè)隧道出口位于北側(cè)長(zhǎng)江大堤內(nèi)側(cè)，最近的取水距離應(yīng)該是北側(cè)長(zhǎng)江大堤南側(cè)防護(hù)林約12m，取水后的隧道從此出口開(kāi)始于南側(cè)長(zhǎng)江大堤北側(cè)的一個(gè)進(jìn)水間，穿過(guò)北側(cè)長(zhǎng)江大堤后向此隧道延伸可達(dá)到南側(cè)長(zhǎng)江大堤水道內(nèi)約870m。

2、預(yù)加固壓密注漿

注入灌漿范圍孔的均勻布置：每個(gè)連續(xù)注漿范圍孔全部分別均勻布置在最近一次的連續(xù)注漿和靠近加固時(shí)間范圍內(nèi)，靠近一次連續(xù)注漿和靠近加固時(shí)間范圍孔的邊緣最近一次連續(xù)注漿范圍孔之間距離最近一次連續(xù)注漿范圍孔的縱、橫方向間距均勻度應(yīng)不得大于1.5m。

本次施工中采用了先引管后倒退式提管灌注漿，再對(duì)孔口段進(jìn)行復(fù)注漿。其中的工藝流程框圖見(jiàn)下圖1。

漿液的酸水配比計(jì)算方式為堿性水泥∶水和自來(lái)水=1∶0.50，水泥宜盡量選擇普通的堿性硅酸鹽材料p.o42.5。注漿機(jī)的加壓壓強(qiáng)速度控制范圍一般為7l/min～10l/min，壓強(qiáng)速度范圍一般為0.2MPa～0.5MPa。

在灌漿管道頭部進(jìn)行灌漿澆筑時(shí)的灌漿過(guò)程中你還應(yīng)該仔細(xì)檢查一下灌漿管道頭部的狀態(tài)系統(tǒng)是否足夠完善、管線上一層有沒(méi)有可能出現(xiàn)管道堵塞等安全問(wèn)題、各個(gè)管道節(jié)點(diǎn)之間的連通情況是否正常。1）必須要邊嚴(yán)格控制側(cè)壓灌注后的漿料和道段的漿料間距，邊用中壓側(cè)壓后提，每次側(cè)壓灌注后的漿料和道段的間距一般不應(yīng)不得超過(guò)0.3m。2）人工灌注防水漿料在開(kāi)始使用灌注水泥之前，需要先對(duì)水進(jìn)行一次性的水質(zhì)檢查試驗(yàn)，檢測(cè)檢查結(jié)果確定合格后方可開(kāi)始投入使用。3）對(duì)基層壓力砂漿材料孔隙的位置信號(hào)進(jìn)行了正確編號(hào)和提前做好的壓漿原始記錄。4）專用壓力壓漿表裝后應(yīng)定期對(duì)其進(jìn)行壓力校驗(yàn)，確保受力壓漿的實(shí)際壓力系數(shù)符合實(shí)際設(shè)計(jì)中的數(shù)值。5）在注漿進(jìn)行首次注漿前后還應(yīng)該事先做好注漿相關(guān)的安全準(zhǔn)備檢查操作，其中主要包括對(duì)注漿機(jī)械、儀表、管線、注漿設(shè)備物資等的安全檢查和資格審核。6）由于本工程項(xiàng)目建筑工程的漿管注漿施工范圍相對(duì)較深（24.3m），在實(shí)際的注漿施工中，對(duì)于進(jìn)入注漿中的管不能被導(dǎo)向振入而達(dá)到原有設(shè)計(jì)標(biāo)高的，采用鉆孔導(dǎo)向振動(dòng)鉆孔的施工手段將已經(jīng)注入的漿管全部引入直至-8.3m的設(shè)計(jì)標(biāo)高，再通過(guò)鉆孔使用導(dǎo)向振動(dòng)器將進(jìn)入注漿中的管全部引入至新的設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3、預(yù)加固高壓螺旋噴注漿

3.1高壓旋噴樁加固工藝原理

高壓鉆機(jī)旋噴樁主要用途是用于指鉆機(jī)通過(guò)兩條采用高壓鉆機(jī)把其中一條本身帶有灌注用鋼管的鉆機(jī)高壓旋噴灌料鋼管鉆入地基土層的一個(gè)預(yù)定灌注位置后，利用先進(jìn)的鉆機(jī)高壓旋噴裝置可以使得大量漿液、水或其他經(jīng)由空氣氣體轉(zhuǎn)化而來(lái)的成為液體高壓的噴射流從鉆入灌注用的管中開(kāi)始噴射而后輸出，沖切、擾動(dòng)、毀滅基層土體，同時(shí)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿以一定的滾動(dòng)速度逐步向下提升，將鉆入灌注管的漿液與基層土粒固體通過(guò)一種類似強(qiáng)制力學(xué)的攪拌方式混合。采用三級(jí)高壓強(qiáng)力螺旋砂漿噴灌對(duì)錨樁進(jìn)行加固順著盾構(gòu)通過(guò)隧道大堤方向軸線的運(yùn)行方向。加固后的區(qū)域覆蓋范圍大致為中國(guó)盾構(gòu)公路隧道頂部1m以上后再延伸至長(zhǎng)江大堤頂部2.5m以下，寬度覆蓋范圍大致為中國(guó)盾構(gòu)公路隧道頂部中軸線左右兩側(cè)各7.2m。西線高速隧道線路總長(zhǎng)全部布置法定高壓旋噴立式灌注樁1250根，東線高速隧道線路總長(zhǎng)全部布置法定高壓旋噴立式灌注樁1300根，共計(jì)法定高壓加固樁的方數(shù)長(zhǎng)度為7212m3。

3.2常見(jiàn)問(wèn)題處理

電流壓力驟然不斷增加，流量值下降到零時(shí)，停機(jī)的電流壓力依舊一直保持不變。產(chǎn)生的主要原因：排水噴嘴內(nèi)部經(jīng)常有一個(gè)管道堵塞;對(duì)排水管道的清潔和管道修復(fù)不徹底而管道受到嚴(yán)重阻礙。防止和壓力減少的具體處理方法措施在停機(jī)前我們要及時(shí)檢查，減少飛機(jī)卸載時(shí)的飛機(jī)壓力，如果及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能是飛機(jī)鉆桿發(fā)生堵塞，將及時(shí)提高飛機(jī)鉆桿的轉(zhuǎn)動(dòng)強(qiáng)度，疏通轉(zhuǎn)向到螺旋噴嘴;其他的一些堵塞物也要及時(shí)打開(kāi)噴嘴連接頭并對(duì)其進(jìn)行壓力疏通，待這些堵塞完全基本消失后再對(duì)其主體進(jìn)行電動(dòng)轉(zhuǎn)向和螺旋噴嘴的施工。

壓力略微下降，流量正常。產(chǎn)生的原因：灌漿管被撞穿或者有孔;造成高壓輸漿管道的破壞。防止和修復(fù)的處理措施：對(duì)于高壓輸漿管道進(jìn)行查看，如果沒(méi)有明顯的破損應(yīng)該立即停機(jī)將其從注漿管道中拔出并加以檢查。

4、盾構(gòu)掘進(jìn)同步注漿

為進(jìn)一步確保盾構(gòu)隧道穿過(guò)長(zhǎng)江大堤期間不對(duì)其造成有害危險(xiǎn)影響，施工過(guò)程中將通過(guò)與隧道內(nèi)部的同步灌注漿及時(shí)補(bǔ)充縫隙，減少由于推進(jìn)而導(dǎo)致的地表水位沉降。

雙液體為固定性冷凝結(jié)漿，由兩種a、b液共同混合組成。a.液由鋼筋水泥、優(yōu)質(zhì)鋼筋膨潤(rùn)土和其他材料外加劑經(jīng)過(guò)多次高溫高壓攪拌處理制得，b.液為透明的無(wú)色吸水性透明玻璃。水泥鋼筋漿液初凝硬化時(shí)間30s，硬化后的強(qiáng)度抗壓應(yīng)力強(qiáng)度不當(dāng)有可能大大超過(guò)原來(lái)水泥混凝土體的最高強(qiáng)度抗壓應(yīng)力強(qiáng)度，1h時(shí)的抗壓應(yīng)力強(qiáng)度適時(shí)應(yīng)當(dāng)不能超過(guò)0.05mpa，1d時(shí)的抗壓應(yīng)力強(qiáng)度適當(dāng)應(yīng)不能超過(guò)0.7mpa。

漿和液體的加工制備：將兩種同步進(jìn)入注漿后的原料經(jīng)不同場(chǎng)地的一臺(tái)拌漿機(jī)自動(dòng)加工進(jìn)行制備，通過(guò)液體輸送注漿管道直接將其進(jìn)入一臺(tái)水泥注漿轉(zhuǎn)駁車輛汽車，然后將其直接進(jìn)入注漿隧道內(nèi)，并通過(guò)水泥轉(zhuǎn)駁車輛汽車將其自帶的一臺(tái)液體注漿注入泵經(jīng)一臺(tái)管片式液體注入輸漿泵經(jīng)孔向外注入輸送原漿注出;雙片式液體注漿由于漿體固結(jié)的技術(shù)需要，不能按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行提前準(zhǔn)備，a.漿雙液漿一般準(zhǔn)備只能在注漿隧道內(nèi)或注漿沉井內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行攪拌再與漿或b.漿溶液經(jīng)注漿混合器進(jìn)行加熱攪拌混合后由一臺(tái)管片式注入輸漿泵經(jīng)孔注出繼續(xù)向外輸送灌輸而形成注漿凝出。

結(jié)語(yǔ)：

總而言之，本文通過(guò)對(duì)盾構(gòu)隧道進(jìn)行預(yù)加固施工以及盾構(gòu)施工工程中的同步注漿進(jìn)行研究，最后整體結(jié)果顯示為大堤的沉降量在12毫米左右，能夠滿足相關(guān)部門的驗(yàn)收以及工程施工質(zhì)量的要求，大堤的安全性有了充分的保障。現(xiàn)階段，我國(guó)類似的案例相對(duì)較少，因此本文內(nèi)借助實(shí)際工程對(duì)施工過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題進(jìn)行分析，為其他工程的施工提出充分的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]王廣昌.水利工程施工中堤壩防滲加固技術(shù)的探討[J].價(jià)值工程，2020，39（12）：117-118.