文章摘要：......
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最后在管棚与加固拱圈的保护下进行隧道掘进。
该工法在软弱地层浅埋隧道施工中能有效控制地面沉降,技术成熟,施工简单,造价较低。
3.2 软弱围岩仰拱超前法
先开挖隧道的下部,在隧道中部静压顶入Ф108长管棚并注浆,对下导坑拱部土体进行超前加固,同时施做下部初期支护,封闭下导坑,然后开挖上台阶。设计施工顺序见图4。
该工法由于上部开挖形成的上拱圈可以落在下部的基础之上,在软弱地层浅埋隧道施工中能很好的控制地面沉降及拱顶下沉,较好的控制掌子面的位移,但工序复杂、工期长且施工组织难度大,工程造价较高。
3.3 水平旋喷加固法
利用钻机钻孔,把带有钻头的喷浆管钻进地层的同时钻头上的喷浆孔开始喷浆,钻头旋转搅拌土体,将软土与浆液强制拌和,发生一系列物理、化学反应,凝结成整体性、水稳性都较好的高强度的浆液加固体,在固结体的保护下进行隧道的开挖与支护。设计施工顺序见图5、6。
该工法能很好的控制地面沉降及拱顶下沉,但工法不成熟,属新工法,新工艺,且水平旋喷机工效低,工程造价较高。
3.4 冻结加固法
在要开凿的隧道周围布置Ф108冻结钢管,采用机械压缩方法制冷,通过低温盐水在冻结器内循环,吸收松散含水地层的热量,使地层冰冻,逐渐形成封闭的具有一定强度和稳定性的人工冻结岩土壁。同时在冻结孔内插入Ф42钢管增加土体强度。然后在冻结壁的保护下进行隧道的开挖与支护。设计施工顺序见图7。
冻结法作为一种特殊的施工技术,防水和加固地层能力强,又不污染水质,特别适用于涌水、流沙、淤泥等复杂不稳定地质条件下的土木工程施工。但冷冻需要大量氟利昂,会造成环境污染,且冷冻法工期长,造价昂贵,冻结过程中的冻胀现象与解冻过程中的融沉现象不易控制。
3.5 施工辅助工法的确定
经过工期、造价、社会效益、施工可行性等方面的综合比较后,根据工程特点决定在软流塑地层段采用洞内注浆加固法,短台阶开挖;软流塑地层过楼房段采用软弱围岩仰拱超前法。
4 高压劈裂注浆
工程施工前在软流塑淤泥质粉质黏土地层中注浆还没有成功的工程实例可供参考,科研组必须研究确定注浆加固的原理、可行性、加固范围与扩散半径、注浆压力、注浆量、浆体材料和配比、、注浆效果等。
4.1 注浆加固的原理
对于有一定渗透性的地层,采用中低压力将浆液压注到地层中的裂隙、裂缝、空隙里凝固后将岩土和颗粒胶结为整体,称为渗透注浆。而该工程地层颗粒更细,属于不透水、渗透性差的淤泥质地层,可注性差,经过室内、室外注浆试验确定采用高压劈裂注浆。原理是高压将浆液强行挤压进地层,压密孔洞周围土体,使土层劈裂即土体内突然产生网状裂缝,吃浆量突然增加,使浆液填充并凝结于裂缝中达到挤压加固土体的目的。
4.2 注浆压力的确定
根据地层条件、施工条件、涌水压力、理论计算和现场试验,确定注浆压力控制在1.0~1.5MPa。首先压力定在1.0MPa,如果注浆顺利且无地表隆起现象,则可适当调高注浆压力,否则应降低注浆压力。当注浆量达到设计注浆量的80%以上时可逐步降低压力,注浆终了压力应控制在1.0MPa。
注浆压力理论计算公式为:
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