小直径盾构隧道下穿长江大堤加固技术

刘异

【摘要】本文以实际案例对小直径盾构隧道下穿长江大堤加固技术进行探究，在解决工程技术问题的基础上对其他的盾构隧道工程施工提供参考。

【关键词】小直径盾构隧道;长江大堤;加固技术

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.24.

为了能够充分保障隧道工程在穿过长江大堤的过程中不会对其造成影响，对大堤进行加固有着十分重要的作用与意义，在盾构施工的过程中需要对隧道内进行压密注浆施工，为施工安全性提供充分的保障。

1、工程概况

循环水泵房的一个隧道出口位于北侧长江大堤内侧，最近的取水距离应该是北侧长江大堤南侧防护林约12m，取水后的隧道从此出口开始于南侧长江大堤北侧的一个进水间，穿过北侧长江大堤后向此隧道延伸可达到南侧长江大堤水道内约870m。

2、预加固压密注浆

注入灌浆范围孔的均匀布置：每个连续注浆范围孔全部分别均匀布置在最近一次的连续注浆和靠近加固时间范围内，靠近一次连续注浆和靠近加固时间范围孔的边缘最近一次连续注浆范围孔之间距离最近一次连续注浆范围孔的纵、横方向间距均匀度应不得大于1.5m。

本次施工中采用了先引管后倒退式提管灌注浆，再对孔口段进行复注浆。其中的工艺流程框图见下图1。

浆液的酸水配比计算方式为碱性水泥∶水和自来水=1∶0.50，水泥宜尽量选择普通的碱性硅酸盐材料p.o42.5。注浆机的加压压强速度控制范围一般为7l/min～10l/min，压强速度范围一般为0.2MPa～0.5MPa。

在灌浆管道头部进行灌浆浇筑时的灌浆过程中你还应该仔细检查一下灌浆管道头部的状态系统是否足够完善、管线上一层有没有可能出现管道堵塞等安全问题、各个管道节点之间的连通情况是否正常。1）必须要边严格控制侧压灌注后的浆料和道段的浆料间距，边用中压侧压后提，每次侧压灌注后的浆料和道段的间距一般不应不得超过0.3m。2）人工灌注防水浆料在开始使用灌注水泥之前，需要先对水进行一次性的水质检查试验，检测检查结果确定合格后方可开始投入使用。3）对基层压力砂浆材料孔隙的位置信号进行了正确编号和提前做好的压浆原始记录。4）专用压力压浆表装后应定期对其进行压力校验，确保受力压浆的实际压力系数符合实际设计中的数值。5）在注浆进行首次注浆前后还应该事先做好注浆相关的安全准备检查操作，其中主要包括对注浆机械、仪表、管线、注浆设备物资等的安全检查和资格审核。6）由于本工程项目建筑工程的浆管注浆施工范围相对较深（24.3m），在实际的注浆施工中，对于进入注浆中的管不能被导向振入而达到原有设计标高的，采用钻孔导向振动钻孔的施工手段将已经注入的浆管全部引入直至-8.3m的设计标高，再通过钻孔使用导向振动器将进入注浆中的管全部引入至新的设计标高。

3、预加固高压螺旋喷注浆

3.1高压旋喷桩加固工艺原理

高压钻机旋喷桩主要用途是用于指钻机通过两条采用高压钻机把其中一条本身带有灌注用钢管的钻机高压旋喷灌料钢管钻入地基土层的一个预定灌注位置后，利用先进的钻机高压旋喷装置可以使得大量浆液、水或其他经由空气气体转化而来的成为液体高压的喷射流从钻入灌注用的管中开始喷射而后输出，冲切、扰动、毁灭基层土体，同时通过转动钻杆以一定的滚动速度逐步向下提升，将钻入灌注管的浆液与基层土粒固体通过一种类似强制力学的搅拌方式混合。采用三级高压强力螺旋砂浆喷灌对锚桩进行加固顺着盾构通过隧道大堤方向轴线的运行方向。加固后的区域覆盖范围大致为中国盾构公路隧道顶部1m以上后再延伸至长江大堤顶部2.5m以下，宽度覆盖范围大致为中国盾构公路隧道顶部中轴线左右两侧各7.2m。西线高速隧道线路总长全部布置法定高压旋喷立式灌注桩1250根，东线高速隧道线路总长全部布置法定高压旋喷立式灌注桩1300根，共计法定高压加固桩的方数长度为7212m3。

3.2常见问题处理

电流压力骤然不断增加，流量值下降到零时，停机的电流压力依旧一直保持不变。产生的主要原因：排水喷嘴内部经常有一个管道堵塞;对排水管道的清洁和管道修复不彻底而管道受到严重阻碍。防止和壓力减少的具体处理方法措施在停机前我们要及时检查，减少飞机卸载时的飞机压力，如果及时发现可能是飞机钻杆发生堵塞，将及时提高飞机钻杆的转动强度，疏通转向到螺旋喷嘴;其他的一些堵塞物也要及时打开喷嘴连接头并对其进行压力疏通，待这些堵塞完全基本消失后再对其主体进行电动转向和螺旋喷嘴的施工。

压力略微下降，流量正常。产生的原因：灌浆管被撞穿或者有孔;造成高压输浆管道的破坏。防止和修复的处理措施：对于高压输浆管道进行查看，如果没有明显的破损应该立即停机将其从注浆管道中拔出并加以检查。

4、盾构掘进同步注浆

为进一步确保盾构隧道穿过长江大堤期间不对其造成有害危险影响，施工过程中将通过与隧道内部的同步灌注浆及时补充缝隙，减少由于推进而导致的地表水位沉降。

双液体为固定性冷凝结浆，由两种a、b液共同混合组成。a.液由钢筋水泥、优质钢筋膨润土和其他材料外加剂经过多次高温高压搅拌处理制得，b.液为透明的无色吸水性透明玻璃。水泥钢筋浆液初凝硬化时间30s，硬化后的强度抗压应力强度不当有可能大大超过原来水泥混凝土体的最高强度抗压应力强度，1h时的抗压应力强度适时应当不能超过0.05mpa，1d时的抗压应力强度适当应不能超过0.7mpa。

浆和液体的加工制备：将两种同步进入注浆后的原料经不同场地的一台拌浆机自动加工进行制备，通过液体输送注浆管道直接将其进入一台水泥注浆转驳车辆汽车，然后将其直接进入注浆隧道内，并通过水泥转驳车辆汽车将其自带的一台液体注浆注入泵经一台管片式液体注入输浆泵经孔向外注入输送原浆注出;双片式液体注浆由于浆体固结的技术需要，不能按有关规定进行提前准备，a.浆双液浆一般准备只能在注浆隧道内或注浆沉井内现场进行搅拌再与浆或b.浆溶液经注浆混合器进行加热搅拌混合后由一台管片式注入输浆泵经孔注出继续向外输送灌输而形成注浆凝出。

结语：

总而言之，本文通过对盾构隧道进行预加固施工以及盾构施工工程中的同步注浆进行研究，最后整体结果显示为大堤的沉降量在12毫米左右，能够满足相关部门的验收以及工程施工质量的要求，大堤的安全性有了充分的保障。现阶段，我国类似的案例相对较少，因此本文内借助实际工程对施工过程中可能遇到的问题进行分析，为其他工程的施工提出充分的参考。

参考文献：

[1]王广昌.水利工程施工中堤坝防渗加固技术的探讨[J].价值工程，2020，39（12）：117-118.