1、1全断面注浆技术在下穿既有线施工中的应用摘要：郑常庄热力隧道下穿地铁既有线施工中,为确保既有线结构安全和既有线的正常运营,确保地铁乘客的安全和施工人员的安全。在施工中采用全断面超前注浆加固及千斤顶支撑方法来控制沉降变形.使满足既有线沉降标准要求，将既有线影响降到最低。本文主要介绍全断面超前注浆技术的应用 关键词：下穿既有线;全断面注浆;沉降变形 中图分类号: TF351 文献标识码：A 文章编号 1 工程概况 1.1 工程概况 郑常庄热电厂热力管线（郑常庄热电厂与车公庄西延热力联通线）工程起点接车公庄西延热力管线（五棵松桥金沟河路） ，终点至公主坟西延（万寿路五棵松）热力外线小室，全长 293
2、.5 米，沿线路同时敷设热力供、回水管道，关键均为 DN1000mm，为此需修建热力隧道结构。隧道穿越位置处顶板覆土 2 米厚，为矩形框架结构。 拟建热力隧道于复兴路与沙窝中路交叉口处由北向南穿越复兴路及地铁 1 号线五棵松站万寿路站区间，穿越对应地铁右线里程 B91+15，与地铁区间结构交角约 90，从地铁东、西两侧变形缝中间穿过。该段地铁区间为矩形框架钢筋混凝土结构。隧道由北向南从地铁五棵松站万寿2路站区间结构下方紧贴地铁结构底板穿过，然后以 90转角折向东约25m，再以约 90折向南，于设计终点处设本工程南侧小室。下穿地铁段结构采用了超前注浆加固及千斤顶控制既有地铁结构沉降变形的措施。下
3、穿段隧道开挖断面宽 5800mm，高 3200mm。注浆加固区域宽 9800mm，高4200mm。 1.2 工程水文地质概况 1工程地质条件 根据钻孔资料揭露深度为 25m，下穿段隧道主要穿越地层为粗砂1层、卵石层。卵石含量较大（含量约 60%） ，各别粒径在 100mm 以上，本工程没有进入地下水范围内。 2.新建热力隧道与既有 1 号线关系 隧道从地铁区间结构下方穿越，与地铁结构之间刚性接触，即两结构之间不保留土体，直接接触。详见图 1 隧道下穿段与 1 号线结构平面位置关系示意图及图 2 隧道下穿段与 1 号线结构纵剖关系示意图。 图 1 隧道下穿段与 1 号线结构平面位置关系示意图 图
4、 2 隧道下穿段与 1 号线结构纵剖关系示意图 2 全断面注浆技术措施 热力隧道穿越地铁 1 号线区间段采用 18m 长超前长管注浆预加固隧3道开挖面及两侧 2.0m、底板以下 1.0m 范围内土体，注浆长管水平间距500mm，竖向间距 500mm，呈梅花型布置，于既有 1 号线区间北侧注浆室单向向南进行打设，注浆管采用 1086.5mm 地质管。浆液初定为水泥浆，施工过程中根据注浆实际效果进行调整。注浆液采用 1：1 水泥浆液，浆液加固后的土体无侧限抗压强度达到 0.8Mpa。 2.1 施工部署 本工程下穿段隧道深孔注浆加固工作面在下穿段前的注浆工作室，分为左右两个作业区。两个区分别安设钻机
5、以及注浆机同时进行全段面注浆加固的施工。注浆孔位布置详见图 3。 图 3 隧道下穿段深孔注浆管位布置图 2.2 潜孔锤拖管钻进技术 根据该地段地质情况，经过多次钻孔试验，最终采用 108*6.5mm地质钻管+潜孔锤外锤头拖管钻进的工艺，实现了设计要求的 18m 钻孔长度，钻进时采用有线导向仪分段测量，偏斜超线可采用定向纠偏钻进，控制打设精度，终孔后注浆，水灰比为 1：1，注浆压力控制在0.40.8mpa。 2.3 潜孔锤拖管钻进工法 潜孔锤拖管钻进工法是专为穿越砂卵石地层打设长注浆管施工设计的一种工艺。拖管跟进工艺，就是在 108 管内部安装气动冲击器，冲击器后部 60 钻杆和钻机相连，头部锤
6、头是可以和外锤头沟槽连接的中4心锤头，在 108 管最前一根头部装有通过丝扣，然后焊接加固的外锤头，该外锤头通过中心锤头相连在冲击器上，然后在高压风力作用下，气动冲击器（频率在 7080 次/分钟）带头锤头破碎砂石带动管棚管直接跟进。 该工法优点是由于动力作用在管内，出屑在管内完成，因此施工中不会造成局部空穴，使地面沉降，同时，由于注浆管及潜孔锤配合跟进，由于自重使得其自身稳定性较高。注浆管根据现场情况以及钻杆的长度，应设计长度在 3m 以内，注浆管之间除丝扣连接外，还用焊接加固，防止断管现象的发生。 为了保证注浆管打设精度，应在每打设间隔 610 米时，通过导向分段测量注浆管的方仰俯角度，然
7、后通过钻机的钻具进行调整，定向钻进。终孔后退出中心锤头、冲击器及钻杆，准备注浆，该工艺的缺点是操作复杂，施工进度较慢。在打设 108 管时采用丝扣连接、丝扣长60mm，为了避免钢管之间同步搭接，第一根注浆管采用不同长度的钢管，如单号采用 3m 长度打设，双号采用 1.5m 钢管打设，其它可以为同一规格钢管，打设时跳孔打设，终孔注浆时要计算管内容积，在 108 管内注满即可，注浆压力控制在 0.40.8mpa 之间，注满钢管后，关闭注浆阀，注浆结束。 为减少或避免钻孔施工对车站下方土体的扰动，采用钻管跟进跳孔施做且施工完毕一根立即开始注浆，注浆完毕后再施工下一根。同时为达到注浆效果，防止浆液窜流
8、，先施工隧道开挖范围外两侧的长管，再施工隧道开挖范围外底部的长管，最后由下而上施工隧道开挖范围内的5长管。具体施工顺序见图 4 图 4 注浆长管施工顺序图 2.4 施工工艺流程 2.4.1 设备组装前的准备工作 施工现场必须保证水通、电通、路通，施工工作面必须要平，误差不超过200mm。 设备检查。检查中有否缺件及好坏程度 检查所有焊接部位是否有开焊，有则补焊。 各种部件是否有变形，有则进行校正。 2.4.2 测量放线（包括：方位线、水平点、孔位点） 2.4.3 钻机设备安装 钢钢垫板与基础固定要牢，强度要高； 日型钢轨找平误差3mm; 底盘对角线找平误差3mm; 斜拉斜需绷紧，交叉拉力基本相
9、等； 四柱对角误差5mm; 升降系统：卡瓦螺丝拧紧，发现溢扣者必须换掉； 2.4.4 调试钻机（方位、倾角） 钻机入孔的方位角及倾角，必须在测量组提供的可靠的测量数据上进行； 6根据试验检验导向钻头的纠偏能力，在施工经验积累的基础上，确定开孔方位和倾角是否增回纠偏角； 计算倾角时应将隧道坡度考虑在内，钢管打设时原则上不允许向内偏斜。 2.4.5 钻具组装 钻头楔掌板旋转直径 115，楔型面与钻具（钻杆）交角20；水眼直径为 8-10mm； 2.4.6 冲洗液流通系统 冲洗液泥浆需经充分搅拌，均匀配制而成。配置时，必须严格执行配合比,严禁在使用中同时加清水、加料。钻进过程中必须保持冲洗液流通系统
10、各流通环节的畅通。在施工过程中，根据不同地层合理调节泵压、泵量，以免因冲洗液不足引起通道堵塞或因过大导致过量泥沙外排。 2.4.7 导向钻进 导向钻进前应对钻机定位情况、方位、倾角情况，孔口管对中情况进行全面复检，确认正常后进行试钻； 钻进前须先开泵，待冲洗液流通正常后，方可钻进； 钻进时，保持中低压力，匀速中速钻进； 为防止水土流失，控制沉降，必要时需采用孔内保压措施。 角度偏差大于 0.3时，应及时纠偏。 ； 钻孔出现涌水时，应尽量保持泵压，泵量不能变小，以平衡孔内压力； 73 结论 （1）地下工程下穿既有结构物、建筑物时，采用超前注浆技术，同时配备使用千斤顶等支撑技术，能收到明显的控制沉降效果。郑常庄热力管线下穿既有 1 号线，沉降仅为 0.38mm. （2）现场施工应严格控制注浆压力及注浆量，以避免过多的注浆压力及注浆量造成浆液进入前方开挖面内，从而增加开挖难度。降低开挖功效。 参考文献： 1 郭磊、黄明利.浅埋暗挖施工超前深孔注浆技术J.市政技术.2005. 2 吴江滨.砂卵石地层隧道深孔预注浆实验研究.岩土工程技术.2009.12 3 张明庆、彭锋.地下工程注浆技术M.北京.地质出版社,2008 4 地铁暗挖隧道注浆施工技术规程 DBJ01-96-2004 5郭嘉，徐敏 水平长管棚穿越地面建筑物施工技术J.市政技术.2004,(增刊)：295-298
