...长大隧洞TBM施工超前地质预报方法浅析

刘云兵

[摘 要]文中分析了加固原则，阐述了工程地质情况，并提出了注浆加固施工及注浆质量检测，以供大家参考借鉴。

[关键词]加固原则；工程地质；注浆加固施工；注浆质量检测

中图分类号：TU990.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）06-0168-01

1、工程概况

道路为双向八车道，道路结构层下方设计污水管道。污水主管道设计长度1528米，管径1650mm，纵坡由南向北1.1‰，管道最小埋深15米，最大埋深17.3米。为减小顶管施工对道路结构层的影响，拟采用人要顶管施工，由于顶管施工本身的局限性及砂层的特殊性，在顶管施工完毕后，防止管道上方地表出现塌方，或地表未出现塌方的地段管顶上方存在大量空洞，同时管顶上方土体受到扰动出现大面积的松散现象，存在很大的塌方隐患，需对沙层进行预加固处理。鉴于该地段地质以细中砂、中粗砂为主，注浆采用P.O42.5 水泥粉煤灰混合浆液，水泥、粉煤灰重量比为1：5。

2、加固原则

2.1 确保技术方案针对性强、操作性强；施工方案经济、合理。坚持技术先进性、科学合理性、经济适用性与实事求是相结合。根据工程地质、水文地质、周边环境及工期要求等条件选择最具实用性的施工方案和机具设备。

2.2 技术可靠性原则

根据本工程特点，依据本地及其周边地区类似工程施工经验，选择可靠性高、可操作性强的施工技术方案进行施工。

2.3 经济合理性原则

针对工程的实际情况，本着可靠、经济、合理的原则比选施工方案，施工过程实施动态管理，从而使注浆加固施工达到既经济又优质的目的。

2.4 环保原则

施工前充分调查了解工程周边环境情况，紧密结合环境保护进行施工。施工中认真作好文明施工，减少空气、噪音污染，施工污水、废浆经沉淀并取得相关部门的批准后方可排放。施工过程实施ISO14000标准，进行环境管理。建设“绿色工地”，实施“环保施工”。

3、工程地质情况分析

结合西安当地地质情况，并参考施工图设计及地勘报告，尚航路沿线地质自上而下分如下：

3.1 素填土：层厚度1.4-1.7m。层底标高381.52-383.96m。

3.2 黄土状粉质粘土：层厚度3.8-8.3m。层底标高374.69-377.72m。

3.3 细砂：层厚3.3-6.3m，层底标高371.23-372.02m。

3.4 中砂：层厚2.9-4.6m，层底标高366.89-368.46m。

3.5 中粗砂：该层未钻穿，最小揭露厚度9.2m，最大揭露深度为25.0m，最深钻至高程358.62m。

施工中的实际地质与施工图及地勘大致相同，但实际地质中圆砾及卵石含量较大，管道顶进中极易出现塌方。

4、注浆加固施工

4.1 注浆范围的确定

根据扫描结果计算出注浆的范围及深度，管顶上方注浆深度以管顶为准，管道两侧深度超过管道底两侧50cm，宽度为管径两侧各50cm。

4.2 钻孔

采用φ120mm 潜孔钻机按照提前布置的孔位进行钻孔，注浆孔纵向间距离为2m，横向布置4排，呈梅花形布置，方向垂直于管道纵断面方向。

4.3 注浆管制作

注浆管用外径φ89m，壁厚4mm 热轧无缝钢管加工制成，注浆管大样见《注浆管大样图》。导管长根据现场实际情况确定，前端加工成锥形。加固范围内注浆管四周钻三排φ20mm 的注浆孔，加固范围以外管段不钻孔，作为注浆用导浆管（图1）。

4.4 安装注浆管

本工程地质以细中砂、中粗砂为主，自稳能力极差，钻孔完成后极易塌孔，钻孔完成后在最短时间内完成注浆管安装作业，如出现安装困难，可以使用挖掘机等辅助安装。

4.5 制浆

注浆采用P.O42.5 水泥粉煤灰混合浆液，水泥、粉煤灰重量比为1：5，配制时先在搅拌机内放入定量清水进行搅拌，放入水泥和粉煤灰，继续搅拌3min 即可。每吨水泥粉煤灰混合物处理2M？松散土体。

4.6 注浆

注浆终止压力0.3MPa，扩散半径为R=1.0m。注浆方式采用一次性注浆，开泵前旋转压力调节旋钮将油压调在要求的油压刻度上，随注浆阻力的增大，泵压随之升高，当达到调定值时，会自动停机，不致于产生超压注浆的危险。注浆泵流量大小由注浆泵的排量調节控制钮和排量记录仪加以控制。

当注浆压力逐步升高至设计终压，且进浆量小于20L/min后，继续注浆3min以上，注浆孔完成注浆，进入下一孔进行注浆，如此往复。注浆段落可根据现场实际情况合理调整。

4.7 注浆效果检查

钻孔时，在四周及最深处，均布设观察孔，以随时了解注浆情况，检验注浆质量。

5、注浆质量检测

常见注浆效果检查有三种：

5.1 分析法：分析注浆记录，查看每个孔的注浆压力、注浆量是否达到设计要求；注浆过程中漏浆、跑浆是否严重，从而以浆液注入量估算浆液扩散半径，分析是否与设计相符。

5.2 钻孔检测法：用地质钻机按设计孔位角度钻检查孔，提取岩芯进行鉴定。同时测定检查孔的吸水量（漏水量）单孔时应小于1L/min·m；全段应小于20L/min·m。

5.3 声波监测法：用声波探测仪测量注浆前后岩体声速、振幅及衰减系数等来判断注浆效果。

第一种方法主要通过理论分析进行测算，地质稍有变化可能导致结果偏差较大；第二种方法直观、可靠，但操作比较繁琐；第三种方法主要声波衰减来推算压浆密实程度。综合考虑，本工程采用的钻孔取芯法发现，该地质情况下，采用以上比例的注浆方式，芯样完整，尤其是在细砂层和中砂层，浆液与砂层结合效果更佳，总体质量更好。

参考标准

[1] 《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）.

[2] 《建筑地基基础工程施工规范》（GB5104—2015）.

[3] 《注浆地基施工工艺及质量验收标准》（10401-2003）.