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1、Comment C1: 在敏感地带注浆如古树段可有效增大注浆的均匀性控制注浆扩散距离从而有效防止浆液对根系的影响Comment C2: 孔间距为 15CM，从而减少可能的拱顶坍落，另一方面注浆仅加固管棚间土体可有效减少注浆量控制浆液扩散距离而减少对古树根系的影响Comment C3: 以增加超前支护钢度从而有效的控制沉降1富水砂质粉土层超浅埋大跨道路隧道近距离双洞分修工法中铁隧道集团： 吴全立 刘招伟 张文强一、前言砂质粉土在细度上界于粉砂与粘土之间，具有砂之渗透性和土质地层致密性的特点，注浆时普通浆液扩散性能差，致使堵水和加固效果差。长期以来，砂质粉土地层被视为暗挖隧道工程施工的禁区。以前在
2、富水粉土层施工的隧道，通常采用明挖法或盾构法施工，采用明挖法对环境影响大，采用盾构法施工对于短隧道工程一次性设备投入费用高昂，成为制约类似地层城市建设与道路发展的关键因素。中隧集团在杭州市解放路延伸工程的隧道施工中，针对富水砂质粉土层、浅埋、近距离双洞大跨分修暗挖隧道的特点，通过采用全断面预注浆、结合超前大管棚、降水等辅助措施，运用 CRD工法进行左右洞开挖，以监控量测为基础，实行信息化施工，成功地解决了富水砂质粉土层的液化与管涌问题，有效防止了灾害性涌水、涌砂事故的发生，保证了隧道施工过程中周边敏感构筑物（水厂建筑群、沪杭铁路、古树群以及煤气和供水主管线）的安全。为此，通过对注浆参数、降水方
3、法、管棚施工工艺等方面的不断完善、发展和总结，形成了本工法。二、工法特点1、采用全断面预注浆：周边加固范围 1.5m，注浆段长 5 m，注浆管采用 32TSS 注浆管，结合周边小导管形成有效的注浆加固体，达到控制涌水涌砂，限制地层沉陷的目的。在注浆过程中，根据砂质粉土层在注浆时扩散的不均匀特点，采用双向膨胀式止浆塞，从而达到控制浆液扩散距离的目的，探索出了一套分段限量控制注浆工艺。2、采用超前管棚支护：根据地表建筑物敏感程度，采用不同型式的超前管棚。如在过古树群段由于主要目的是防止地层损失，采用常规的 108管棚，密排布孔；过沪杭铁路及过水厂配电房等敏感段采用 299 夯管大管棚。3、成功应用
4、分次降水技术：为防止出现注浆盲区而局部发生涌水涌砂对敏感构筑物产生的危害，在本工程中采用深井降水结合洞内轻型井点降水的分次降水技术，解决了暗挖隧道施工过程中涌水涌砂现象的发生，确保了周边敏感构筑物的安全。4、设备配套合理、可操作性强、适用范围广、对周边构筑物影响小、安全可靠、工程成本较低。三、适用范围适用于富水砂质粉土层的城市地下轨道、道路隧道、及地下空间开发等采用浅埋暗挖法施工的地下工程。四、工艺原理针对富水砂质粉土层的管涌与液化特性，关键在于防止涌水涌砂，其对应措施为全断面预注浆结合地表深井降水与洞内的轻型井点降水。在管棚超前强支护和周边小导管的联合保护下，采用CRD工法将整个工作面分成
5、6步开挖，即“化大为小，步步成环，加强支护，及时监测” ，以控制地表沉降，减弱对敏感构筑物的影响。两洞按设计错开一定距离分别进行修建。工艺原理示意参见Comment C4: 土建注浆施工与效果检测 程骁 张风祥 同济大学出版社Comment kys5: 粉土层中薄粉细砂夹层和淤泥质夹层的频繁出现的特点不利于注浆浆液的均匀扩散呈现着较严重的水平扩散的特点Comment kys6: 在杨体区间饱水砂层采用的是限量排砂有效解决了流砂的问题而对于砂质粉土层的液化特点见水即流因此无法采用水冲钻法通过多方面的现场试验成功研究出了这无水钻进限量取土的钻进方法2图 1。 (i)(i)(i)(i)(i)(i)(
6、i)i图 1 工艺原理示意图五、施工工艺流程（一）关键工艺1、全断面预注浆工艺（1）注浆材料根据可注性判别式(N 1=D15/G85)的理论，对砂质粉土层进行取样分析，并按照层厚加权取各层15%土粒含量的粒径平均值，然后从理论上计算得到可注入材料含 85%的粒径（G 85应小于 8m） 。因此，在注浆材料上选用的超细水泥应附合这个指标，即选用 MC12以下粒径的超细水泥。一般地段注浆采用超细水泥-水玻璃双液浆，特殊地段如对注浆加固要求条件较高，可选用超细型 TGRM加固型注浆材料（为无机超细复合型注浆材料，耐久性好，浆液固结率高，抗分散能力强，强度高，快凝，稳定性好，微膨胀，是新一代加固型注浆
7、材料） 。（2）TSS 注浆管钻进成孔工艺利用风钻一次性冲击顶进，减少反复成孔下管产生的流砂和地层损失。（3）后退式分段限量注浆工艺根据地层的不均匀层理现象，对后退式分段注浆工艺进行优化和改进，采用小分段（一般小至0.3m）限量注浆技术、双向式止浆塞系统，从而有效地限制浆液的水平扩散距离，提高注浆加固均一性，取得了较好的整体加固效果。2、管棚钻进成孔工艺管棚钻进过程中采用一次性钻头、管棚钢管跟进、无水钻进、限量取土等技术，以解决富水砂质粉土层液化流砂和成孔下管难的问题。3、地表深井与洞内轻型井点降水工艺在隧道两侧设置地表深井进行降水，截断隧道施工区域内地下水与周边水域的联系，合理降低隧道开挖引
8、起的动水压力。由于淤泥质夹层的存在，地表深井降水深度有限，采用洞内轻型井点进行配合降水，进一步降低水头压力，为隧道开挖创造有利的环境。4、分步开挖工艺采用 CRD开挖工法，将大跨洞室化作小跨洞室，使洞室结构受力转化更加科学合理，并在开挖过程中采用监控量测技术对施工进行全程监控，确保地表构筑物和路面行车的安全。（二）施工工艺流程（见图 2）Comment kys7: 不降水时采用水土分算法其加固圈厚度需要 2至 3米降水后可采用水土合算同时水位降低加固圈厚度仅为 1米3六、操作要点（一）深井降水施工1、使用范围及意义地下水位较高，渗透系数在 10-4cm/s，隧道两侧 3至 6米范围内有布井条件
9、。采用深井降水可在砂质粉土层将地下水位降低 8至 11米，同时将隧道两侧的地下水补给切断，从而防止和减缓涌砂、流砂现象的发生。降水使土层的力学性质发生改变，提高土层的稳定性，减少注浆加固圈厚度，降低注浆加固成本。图 2 富水砂质粉土层浅埋近距离双洞隧道施工工艺流程图2、设计参数根据工期要求及地层条件，两侧各设置 1至 2排降水井，井间距 5至 9米，排距 4米，呈梅花型布置。降水井直径不小于 80 cm，井管直径为 35 cm，采用全滤管井管，滤料厚度不小于 20 cm。3、关键技术要点钻探施工达到设计深度后用大泵冲洗泥浆，以防止泥浆沉淀淤积。施工准备深井降水管棚施工临时支护拆除结 束二次衬砌
10、 防水作业管棚加工深井降水维护各分步间步距 3到 5米左洞分步进行预注浆、开挖与初支右洞分步进行预注浆、开挖与初支左洞超前 5米NY各分步间步距 3到 5米、步开挖时如有局部涌砂可结合洞内轻型井点降水监控量与信息反馈初支背后回填注浆停止降水恢复水位达到衬砌标准NYComment kys8: （通常管棚越大取值也越大）Comment kys9: 根据管棚长度选择越短取值越小Comment kys10: 响应降水的作用4下管后立即注入清水，稀释泥浆比重至 1.08后再投入滤料。洗井时必须清除停留在孔内地层中的泥浆和井壁泥浆，在井周围形成良好的反滤层。洗井后，井内沉淀淤积不应上升或基本不上升。滤料采
11、用标准连续级配，每次使用前进行筛分检验，如不符合要求必须进行缺失粒料的补充。施工前进行降水试验，以取得单井的涌水量及降深参数，并由此求得渗透系数和影响半径，从而获得准确的降水布孔参数。（二）长管棚施工对于浅埋城市道路隧道，在隧道上方有重要建筑物及繁忙主干道时，为确保建筑物的安全和主干道行车的安全，设置长管棚是必要的和必须的。1、管棚设计参数的选择（1）设置范围： 在开挖轮廓线外 200400mm，隧道拱部中轴线 90120。（2）管棚设计参数根据地表建筑物状况及线路平纵断面选择。分段长：2540m，一般以一次性穿越一个建筑物单元为标准。外插角：12，即沿隧道纵坡方向径向外插角度。管间距：153
12、0cm。如果周边环境要求采用限量注浆时范围受到限制时采用小值。管型号：通常采用 108 无缝钢管。当隧道上方有敏感建筑物时，对沉降及承重有较高的要求时采用 229 夯管。2、施工准备沿隧道开挖轮廓线外设置临时管棚套拱，套拱长度 23m，按设计位置设置管棚导向管，导向管严格按设计方向进行定位。对于 229 夯管应设置土质夯管平台，其角度应与设计角度一致。3、施工技术要点（1）108 管棚施工技术要点管棚钻孔时为解决坍孔及下管难的问题采用跟管钻进。管棚钻进过程中为防止涌水流砂现象，采用“钻进超前 35m，冲水取土在后”的干钻工艺。在管棚钢管上设置单向溢浆孔，以利于成孔后进行分段注浆。（2）229
13、管棚施工技术要点夯管时采用橡胶布帘对管口进行压封止水，防止夯管过程中涌水流砂。夯管时在管壁上间隔设置 25 无缝钢管，实现夯管过程中的跟综注浆，以补偿夯管振动地层液化引起的地表沉降。夯管时采用后取土技术，即取土滞后夯管进度 23m 。（三）全断面 TSS管超前预注浆施工在每步开挖前，采用全断面注浆对工作面及周边砂层进行注浆加固，从而达到固砂稳定工作面，防止坍拱现象的发生。1、方案设计（1）总体方案根据 CRD工法分步开挖步距的要求，全断面注浆一次性注浆长度为 5米，开挖 2.5m，预留2.5m作为下一段注浆的止浆墙。通过 GB32TSS 导管注浆，采用分段后退式注浆。（2）注浆加固范围注浆加固
14、范围包括开挖面及开挖外周边加固圈，周边加固圈厚度根据管棚及地下水位情况设定：5无超前管棚，水头高度超过 4m 时采用强加固，周边加固圈厚度为一倍洞径。有超前管棚，水头高度超过 4m 时采用强加固，周边加固圈厚度为 23m 。有超前管棚，水头高度低于 4m 时采用弱加固，周边加固圈厚度为 1m。周边环境要求进行限量注浆时，可采用密排管棚，周边加固圈厚度为 0.20.5m。（3）浆液扩散半径浆液扩散半径通常情况下采用 0.6m，当有限量注浆要求时采用 0.3m。（4）注浆孔间距及布置周边孔布置：根据浆液扩散半径要求，间距分别设定为 10、30cm，外插角 1822，以满足周边加固圈厚度的要求。内排
15、孔则采用终孔交圈理论进行注浆孔布设，按照布孔方便、操作灵活的原则，注浆孔的布设采用相对坐标法进行设计。（5）注浆速度：1535L/min；采用限量注浆时取小值。（6）浆液凝胶时间：0.53 min（7）注浆终压：0.81.2Mpa（8）注浆分段长；0.6m0.3m；采用限量注浆时取小值。（9）分段注浆量：注浆采用分段后退式注浆，注浆量采用下式进行计算。 QRhn21式中： 分段注浆量（m 3） ； 浆液扩散半径(m)；Q注浆段长（m ） ； 地层空隙率；h地层空隙充填率； 浆液损失率，一般取 1030%2、施工准备（1）封闭工作面：为防止注浆施工过程中工作面冒浆，每循环开挖后对工作面进行喷混凝
16、土封闭，厚度不小于 20cm。（2）施工材料准备：施工材料包括 TSS 管、芯管、止浆塞和注浆材料及添加剂。施工前将材料运至工作面附近，每次备足当班的材料用量，且随用随补充。（3）抢险材料的准备：事先准备好抢险防涌材料，如棉纱、编织袋、方木、喷混凝土料等。3、材料选择（1）超细型浆材超细水泥-水玻璃浆材：可注性好，凝胶时间可控，适合快速施工砂质粉土层注浆使用。超细型 TGRM 浆材：在对耐久性要求较高的地段采用。（2）普通水泥单液浆针对发生涌砂流砂时，对损失地层的补偿性注浆使用。4、配制浆液无机类浆液采用强力高速搅拌机，水玻璃浆液采用低速搅拌机。5、注浆管安装（1）钻孔方式采用风钻引孔，首先穿破喷射混凝土层和上循环预留的止浆岩墙，然后进入含水砂层。如果钻孔过程中出现涌砂现象，则可以停止钻孔，用风钻将注浆管
