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工程技術
粉細砂層中暗挖施工超前加固措施比選
楊杰（北京中鐵隧建築****，北京１０００２２）
摘要：以粉細砂層中進行暗挖施工為例，對淺埋暗挖工法常用的超前支護簡要介紹，通過小導管、管棚、深孔注漿等施工工藝和施
工效果的對比、分析，選擇適合工程實施的較優措施。關鍵詞：暗挖；超前支護；施工工藝；效果對｝匕
中圖分類號：ｕ２３文獻標識碼：ａ
前言構形式如圖２。在淺埋、軟弱地層中進行暗挖施工，由於圍岩自穩時間短，不能保證初期支護安全完成，必須在開挖前對工作面前的圍岩採取超前支護，而後進行開挖、支護施工。超前支護種類很多，如頂板法、超前預切槽、超前長管棚、超前錨桿、超前小導管和深孔注漿等，根據不同的地層條件、結構形式進行選擇。
以北京地鐵暗挖施工為例，對超前支護施工措施進行簡述。
（一）工程概況
北京地鐵七号線虎坊橋站為雙層三跨三連
拱島式站台全暗挖車站，結構標準斷面如圖１圖２小導管布置示意圖所示，採用ｐｂａ法。地層為人工堆積層和第四用風鑽頂人，孔眼長度應大於超前小導管紀沉積層，其中第四系沉積以第四紀全新世和長度ｌｏｏｍｍ。沿鋼架腹部將加工好的超前小導晚更新世衝洪積層為主；結構頂部位於粉細砂管打入孔中，外插角控制在要求度以內，尾部置層，中部位於卵石圓礫層、粘土層，底部位於卵於鋼架腹部並與鋼架焊接，施工工藝流程見圖石圓礫層。
採用淺埋暗挖法施工時要防止湧砂、４。
坍塌等。一
罌圖３小導管結構圖
②超前管棚
］ｌ廣—管棚支護是為了在惡劣和特殊條件下安全開挖，預先將長鋼管置於地層中以提供增強地、
層承載力的地下工程的輔助施工工法，它對控１—題：礎
ｆｆ制坍方和抑制地面沉降有明顯的效果，是防止地層中和地面結構物開裂、倒塌的有效方法。長ｉ．．～ｉ
管棚主要適用於軟弱、砂礫地層或軟岩、破碎帶地層和穿越重要建（構）築物等特殊地段。圖１車站結構標準斷面圖為保證施工、環境安全，採用超前支護有『ｐ３２超ｍ／ｊ＇導管、『ｐ１３３超前大管棚、深孔注漿等措施對地層進行預加固加固，限制地層變形和坍塌。（二）主要施工工藝本工程車站拱部小導洞採用超前小導管注漿加固，導洞間扣拱採取『ｐ１３３大管棚＋超前小導管注漿，對於特殊部位採取深孔注漿超前加固。
此三者均需要進行注漿使地層形成固結體，幫助拱部砂層形成自然拱，保證隧道開挖過程的安全。對三種超前支護措施的工藝特點和控制要點進行簡述，分析經濟、技術特勝。①超前小導管沿隧道開挖輪廓線外縱向向前傾斜安設，起到超前預支護作用並兼做注漿導管達到超前加固圍岩和止水目的。
超前小導管適合於在軟弱、鬆散地層中施工並配合鋼拱架使用。該車站的粉細砂層中採用超前小導管＋改水玻璃漿液能夠很好形成加固體。超前小導管環向間距為３０ｅａｒ，外插角為１０￣１５￣，外插角不宜過大，以減少超挖，超前小導管外露２００ｒａｍ，其布設如圖２所示。
小導管結圖４小導管施工流程圖
４●主要有鑽進（●ｊ地質鑽機、０水平導向鑽機、自
苄進式管棚等）和頂人（夯管錘、螺旋鑽機、頂管掘
進機等）兩種施工工藝，有時兩種工藝同時使用。
管棚選用無縫鋼管，入土端製作成靴狀或契型，節長根據設計要求加工。管與管的中心間距３０ｃｍ，管棚長度根據地質，機械裝置及施工條件確定，長度一般為ｌｏ．－－４０ｍ。採用導向鑽機施工時，長度可達８０ｍ，如需設定管柵段過長，可分組設定，縱向兩組管棚的搭接長度不小於
３．ｏｒｅ。以鑽進施工管棚為例簡要介紹施工工藝。
１）隧道內施工工作室：提供鑽機的施作空
間，工作室應比設計斷面大
２）施工導拱：導拱一般採用工字鋼或鋼拱架，並用縱向鋼筋連線為整體，放出鑽孔位置，定出方向線，安裝導向管，導向管長度為２－３ｍ，管徑應大於管棚直徑２０－３０ｒａｍ，並焊接固定在
鋼拱架上，檢查鋼拱架和導向管位置準確無誤後澆注或噴射混凝土混凝土包裹鋼拱架和導向管。
３）施鑽工作平台：工作平台必須能承受施工人員、裝置以及鑽機的活載能力。
４）ｇ￣ｆｏｌ就位：移動鑽機至鑽孔部位，調整鑽
機高度，將鑽桿放入導向管中，使導向管、鑽機轉軸和鑽桿在一條直線上，用儀器量測定外插
角度，外插角不大於３。。５）鑽孔：經儀器量測，在鑽桿方向和角度滿
足設計要求後方可開鑽；鑽孔開始時選用低檔，
待鑽到一定深度後，退出、接鑽桿，繼續鑽進；鑽孔過程中要始終注意鑽桿角度的變化，並保證鑽機不移位；每鑽進５ｍ要用儀器複核鑽孑ｌ的角
度是否正確，以確保鑽孔方向，先施作有孔鋼管，後施作無孔鋼管。６）下管：下管前要預先按設計對每個鑽孔的鋼管進行配管和編號，以保證同一斷面上的管接頭數不超過５ｏ％；下管要及時、快速，以保
證在鑽孔穩定時將鋼管送到孑ｌ底；前期靠人工送管，當阻力增大，人力無法送進時，借助鑽機頂進。７）注漿：管棚施工完成一根，注漿一根，增加管棚的剛度，同時通過管壁的溢降孔使漿液滲入到管棚周圍加固地層。
頂入施工主要採用專用裝置，依靠機械的外力，強行打入地層中，採用最多的是夯管技
術；此工藝具有空間占用小，不需要泥漿，一次成型，進度快，但是對地層自穩能力破壞大，容易造成超挖。先鑽後頂施工是採用定向鑽機，先行施工較小的導向引孔，而後採用頂人裝置，沿導向孑ｌ頂入地層中。該工法綜合了兩種工藝的優點，但是需要裝置多、工序複雜，進度緩漫。
⑧深孔注漿深孑ｌ注漿是在洞內開挖面前方沿隧道輪廓，利用工程鑽機按照設計間距鑽孔至設計長中國新技術新產品一８３一
工程技術
換填墊層法在地基處理中的例項分析
趙永清宴磊
（成都市勘察測繪研究院，四川成都６１００００）
摘要：本文作者結合某高層建築地基處理例項，主要就該工程的基礎設計及質量控制與沉降觀測進行了計算分析。並得出了具體實
施結論，為今後類似工程參考。關鍵詞：換填墊層法；地基處理；沉降觀測
中圖分類號：：ｔｕ７５前言：
文獻標識碼：ａ
表１場地土層分布情況表
ｌ雜填土淤泥粘土中粗砂
小於ｌ９
主要由粘性土組成，混有少量碎石砼塊，工程地質效能差
左右；近年來，在地基處理工程中，由於換填墊層法在施工時換填厚度不大的情況下較為容易，且不會較大的沉降在地基工程中得到廣泛應用。本文現結合某高層住宅工程例項，主要就建築地基換填設計、施工中應該注意的些問題進行了闡述。１．工程及地質條件１．１．工程概況
某高層住宅總建築高度為５７．０公尺十八層；層高分別為３．０公尺，為剪力牆框架結構。設防抗震烈度為７。，樁基礎採用靜壓預應力管樁，樁型設計為ｑ）５００靜壓預應力管樁，共使用１８８６根樁，管樁型號為混凝土強度為ｃ８０。
單樁承載力極限值００５００為２１５０ｋｎ，有效樁長約２８—３５ｍ，樁端需進入持力層《１公尺。
１．２地質條件
本專案場地土層分布情況見表１
一星灰黑色，流塑狀，為高壓縮性土，工程地質效能差可塑狀，工程地質效能
般１５～４ ８大部分在２ 中密～密實狀，成分以石英為主，
公尺以上，頂板埋搛為少量長石，工程效能好２９ｉ～３４ ９
強風化花腳巖
２．基礎設計２．１．基礎方案的確定
本工程所處場地因上部土層較差且區域性落在回填土上，因此地勘報告建議採用樁基礎。結合工程特點及土層分布情況，在設計中
樁基礎可選擇加構造止水板或筏板基礎。樁的選擇有沉管灌注樁、預製方樁和ｐｈｃ靜壓管樁。根據本工程土層的物理引數來看，預製、沉管樁樁端持力層至少要座落在粉質粘土層上，這要求樁的長度至少１３公尺，經計算，根據樁型的不同其單樁承載力特徵值在
而ｐｈｃ樁的特點是樁端要落到泥岩層上才能有較高的承載力，但本工程如採用此樁樁長都在２０ｍ以上。因此，結合工程實際的經濟技術分析，本工程最終採用基礎型式為經濟性非常顯著的平板式筏板基礎，對區域性地基土進行換填處理。
２．２．回填控制方案
根據筏板基礎方案的設計，基底應落在粉質粘土層上。基槽開挖後，經過實際測量，基底面積範圍中有大部分沒有落在原狀土層上，持力層由北向南、由西向東傾斜，原狀土與筏板底皮距離ｏ．７～１．４４公尺不等，考慮到換填面積較大且厚度不均勻，設計時對施工的換填工作進行了詳細的規定，具體措施如下：
２．１．１．基底土的處理ｆ１）在基坑開挖時保證底層的原狀土不受破壞，避免坑底土層受到擾動，基坑開挖至粉質粘土層即可。
度後，開始注漿，同時邊後退邊注漿；使漿液從小導管和長管棚：施工工藝相同，有鑽孔、
鑽頭處的噴嘴射出，與土體結合、填充地層空清孔、插管、注漿；在圍岩破碎時成孔困難。小導隙，形成整體｝生＝鉸女子的加固體。由於高壓注漿對管施工適用的環境條件靈活，便於操作，但搭設土體具有擠壓、滲透作用，固結體周圍土層的物長度有限；大管棚需要專業裝置和較大空間，每理力學效能得到顯著提高。
次施工長度和加固範圍較大。
本工程採用二重管後退式注漿施工工藝，深孔注漿加固：施工工藝含鑽孑ｌ、注漿完注水泥水玻璃雙漿液，每１０ｍ乙個迴圈。注漿壓成；適用的環境條件靈活，便於操作在地層條件力控制在根據地層調整漿液配差時也能容易成孔，理論加固範圍在２０ｍ。
比，注漿後土體無側向抗壓強度０．２ｍｐａ。每次開（勤口固效果挖８ｍ，預留４ｍ的注漿搭接，如圖５所示；開挖小導管：低壓注漿，漿液能填充較大的裂施工如發現有注漿薄弱地段，及時進行補充注隙，對圍岩加以改良；與水泥漿黏結較差，對地漿。
層固結較好。
長管棚：漿液僅能填充鋼管及管壁周圍的空隙；表面無螺紋，與水泥漿黏結較差，對地層固結差，支撐作用強。
深孔注漿：可高壓注漿，漿液在圍岩中有較
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大的擴散半徑，受改良圍岩範圍較大；能夠形成良好的固結體，開挖過程中利於自身承載拱。
董⑧．工程造價（按照車站的單個小導洞拱部ｉ 一 ＿ｊｊ一蘭ｌ～一～
一一、效果均是最佳，但造價也是最高。結合現場條件
和工程成本核算、技術方案優化，該車站在選擇超前加固施工時，在小導洞、拱部開挖時採用小導管注漿加固，下穿大型含水管線等主要風險段採取深孔注漿加固，特殊部位增加大管棚作為補充措施。
結論在城市地下工程中，尤其是軟弱地層和淺埋地段，由於受場地條件限制，採用暗挖法施工時超前支護是施工安全最為關鍵的步驟；隨著
科學技術的發展，暗挖施工中最常用的小導管超前注漿支護施工逐漸會被優化，同時其他的工藝，如採用長管棚、深孔注漿等效果更好的超前加固措施，在安全形勢嚴峻的今天，將會被更
加廣泛的使用。、一
～～…一＿ｌｌｌｌ。＿：謄一一０／墨≮
～圖５超前深孔注漿立體縱斷面圖
④注漿施工
注漿是將一定材料配製成的漿液通過壓送裝置將其灌人地層或縫隙內使其擴散、膠凝或固化，達到加固地層或防滲堵漏的目的。超前注漿技術是地鐵暗挖隧道施工中改善周邊圍岩物理效能和堵水的一種最常用及有效方法，常配合超前支護的導管或錨桿使用。
注漿採用材料有：水泥—水玻璃漿液、改性水玻璃漿液、單液水泥漿（或者超細水泥漿）；根據不同的地層選用相應的漿液，以上三類漿液均適用於砂層、砂卵地層，對於粉細砂層中注漿，改性水玻璃更佳。
㈢效果分析對比
（工工藝
同時地下工程採用新奧法施工，必須強調
施工、設計的相互配合和監測、反饋的作用；在設計施工中不必要追求最好、最強，根據力學分析、現場監測等，採取一些超前支護組合，使暗
環向力ⅱ固對比）挖施工安全，且能夠優化建設投資，同時可以提
小導管注漿：每延公尺小導管工程投標造價：高施工單位規範化、標準化的施工能力，為我國３４．４３元；，導洞延公尺工程量是：
２３ｍ．根儡￥２榀／正在蓬勃發展的城市地下工程積累豐富經驗。延公尺－－４６ⅱ艇公尺，造價元／每參考文獻公尺。『１１王夢恕，地下工程淺埋暗挖技術通ｉ￣［ｍｌ，安
２００４年．長管棚加固：每延公尺大管棚工程投標造價：徽教育出版社，
ｉ２ｉ王夢恕等著，中國隧道及地下ｘ－程修建技術２８９．５２元；導洞延公尺工程量是：２３ｍ根埏公尺，造ｌｍ１．北京：人民交通出版社，２０１０年．價元／每公尺。
地下鐵道工程施工及驗收規深孔注漿加固：加固範圍為拱部開挖輪廓ｉｓ１．｝４ｉ駱建軍，王夢恕，張預立，張成平，淺埋地線內外各１．ｏｍ的環形區域；加固體體積：１２．５６ｉ
鐵施工地表沉降監測分析ｍ．地下＿ｔ－程與隧道，
２００６年０１期
方，按照孔隙率０．３，填充率ｏ．９，計算得到漿液體
積損耗係數）：４．０７方；考慮單孔注漿量每公尺估算０．２５方，鑽孔量漿液單價（改ｆ生水玻璃）：６７９．７６元，成孔
造價：４０．２元，造價是元／每公尺。
綜上所述，在各項對比中深孔注漿的實施、
『５１北京市建設＿ｔ－程預算定額（第十一冊地鐵＿ｔ－
程）．北京市建設委員會，２００３年．
一８４一中國新技術新產品
砂層中地鐵暗挖隧道施工技術研究
楊昆鵬中鐵三局集團四公司，北京，102300 摘要 瀋陽市地處第四系渾河衝洪積層，地層以中粗砂 礫砂層為主。青年大街站 懷遠門站區間隧道主體結構全部位於中粗砂 砂礫層中，結構底板埋深23.5 17.5m，為瀋陽地鐵一號線暗挖區間隧道最深段之一。砂層由於其不穩定性 極強的透水性，對地鐵暗挖施工提出了很...
全斷面富水砂層淺埋暗挖隧道施工技術
第 卷第 期 口洪三金蔣學文鄔疆 廣東省基礎工程公司廣州 摘要 針對廣州市軌道交通三號線永泰站過街商業暗挖隧通道所處全斷面富水砂層複雜地質條件，採用了超前分段後退式雙液注漿 圍壁注漿 擴散注漿 下導洞引水 上導洞留核心土等施工技術，解決了暗挖通道埋藏淺 地下水豐富 全斷面砂層 流水流砂 沖積一洪積粉...
盾構在砂層中掘進的技術措施
一 概況 盾構在砂層中穿越，地面為城市交通要道或湖面，隧道埋深約為7.8m 14.3m，砂層為良好的富水和透水地層，飽含地下水，滲透係數為8.26 29.11m d。二 盾構機技術特點 1 土壓平衡式盾構又稱削土密封式或泥土加壓式盾構。適用於含水的軟土 軟岩 硬岩及混合地層的隧道掘進。2 掘進施工可...