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1、暗挖工程超前支护及注浆加固技术摘要:超前支护及注浆加固是暗挖工程施工中非常关键的环节,本文主要介绍北京地铁五号线4个暗挖标段超前支护及注浆加固实施情况,以期为类似城市暗挖工程施工提供参考。关键词:暗挖;超前支护;注浆加固1工程概况 北京地铁五号线02标(刘家窑站蒲黄榆站区间、蒲黄榆车站)、03标(蒲黄榆站天坛东门站区间、天坛东门站)、04标(天坛东门站磁器口站区间、磁器口站)、05标(崇文门站)采用浅埋暗挖法施工。其中蒲黄榆站采用22.6m宽大跨度单拱单柱双层暗挖结构,天坛东门站采用23.87m宽大跨度三拱两柱双层暗挖结构,磁器口站采用21.87m宽大跨度三拱两柱双层暗挖结构,崇文门站采用24
2、.2m宽大跨度三拱两柱双层暗挖结构,车站覆土厚度49m;区间采用5.8m6.3m马蹄形断面结构,区间覆土厚度1215m。 车站开挖采用中洞法分块开挖,区间采用上下台阶法开挖。工程经过地层包括粉质粘土、粉细砂、中粗砂、砂卵石层。由于暗挖工程均处于闹市区,沉降控制非常关键。2 超前支护及注浆加固技术2.1 现场实施情况2.1.1 超前地质探测 全线暗挖车站及区间开挖施工过程中为提前探测前方地质及渗水情况,均进行超前地质探测。探测采用的方法见表1。2.1.2超前管棚 暗挖地铁开挖洞室跨度相对较大,施工中超前支护采用多样化的超前管棚支护,采用的超前管棚主要类型如下。 02标采用114mm单根长146.
3、6m管棚,共103根;03标采用108mm单根长18m管棚;04标采用108mm单根长10m和18m管棚;05标采用108mm单根长27m管棚, 600mm单根长36m管幕, 377mm单根长36m管棚。2.2超前管栅施工技术 举例:单根长146m114mm超前长管棚。(1)设计参数。 02标段超前长管棚沿蒲黄榆车站拱部环向布置,环向间距0.3m,纵向贯通车站拱部,单根长146m,共103根,管棚采用1145mm钢管。(2)工艺流程。 工艺流程见图1。(3)施工方法。 采用水平定向钻机从东南结合部往东北结合部一次性施做导向孔,从东北往东南回扩孔拖管,钢管单节长6m,接头采用丝扣连接。为防止施工
4、管棚串管,施工时从拱顶往下间隔施工。(4)使用设备、仪器。 超前长管棚施工主要设备、仪器:FDP-15D水平定向钻机、ECLIPSE无线导向系统和地磁地下定位系统、UB-8型砂浆泵。(5)工效。 由于蒲黄榆车站拱部超前长管棚位于交通繁忙的蒲黄榆主路下,导向孔钻进采用无线导向系统时必须在晚间23点到第二天7点之间;施工速度根据地层及管棚埋深不同施工效率不同。 当管棚埋深在10m内,采用无线导向系统时,粘土层中钻进一根管棚(L=146m)需24h左右;砂层中钻进一根管棚需33h左右。 当管棚埋深在10m以下,采用地磁地下定位系统时,管棚位于中粗砂层中,钻进一根管棚(L=146.6m)需38h左右。
5、(6)管棚注浆。 管棚注浆设备:UB-8型砂浆泵,最大工作压力6MPa,最大排量8m3/h,最大水平输送距离250m。 注浆方向:东南车站结合部往东北车站结合部,一次性灌注。 管棚钢管浆液扩散孔布置:纵向300mm间距梅花型钻10mm浆液扩散孔,环向3排。 浆液:水泥浆,外掺少量微膨胀剂,配合比水泥水膨润土铝粉=10.80.050.001;注浆压力在1.5MPa左右。(7)效果。 施工管棚设计注浆数量2.9m3,实际注浆数量基本在3.5m3左右。2.3超前导管施工 超前小导管设置在车站、风道、区间、出入口通道拱部,区间拱部超前小导管单根长L=3m,其余拱部超前小导管单根长L=2.5m。(1)工
6、艺流程(见图2)。 首先按设计测量定位,然后采用煤电钻孔,成孔检查后采用风钻顶进钢管,喷射5cm厚混凝土封闭掌子面,最后进行浆液压注。(2)使用设备。 钻孔采用煤电钻或气动风镐、吹管(自制25mm钢管),注浆采用UB-8型砂浆泵及KBY-50/70双液注浆泵。(3)工效。 车站2.5m长小导管施工一根需6min,区间3m长小导管施工需7min。 压注一根小导管需6min。(4)管的布设参数。 车站超前小导管沿起拱线上按0.3m间距环向布置,每环104根;纵向每两榀钢架布设一排,即每排小导管纵向间距1m。 风道、出入口、通道沿拱部120范围环向按0.3m间距布置,风道拱部每环43根,结合部每环3
7、7根,纵向每两榀钢架布设一排,即每排小导管纵向间距1m。 区间在拱部环向按0.3m间距布置,每环25根,纵向每两榀钢架布设一排,即每排小导管纵向间距1.5m。小导管采用323.25mm钢管,钢管上纵向孔眼间距15cm,孔眼直径8mm,顶部制作成锥型,尾部焊箍;上仰角控制在710。(5)小导管注浆。 区间砂层压注化学浆液,配合比:稀硫酸水玻璃=168。 车站水泥砂浆配合比:水泥砂水=10.50.7。车站水泥水玻璃双液浆水泥浆水灰比1.2510.51,水玻璃模数2.42.8,水玻璃浓度使用范围3045,水泥水玻璃=11(体积比)。注浆压力:0.50.8MPa。(6) 注浆效果。 拱部小导管注浆完成
8、后,在拱部形成一个固结保护层,延长围岩自稳时间。保证下一循环开挖支护施工过程中不出现坍塌,使围岩自稳时间在4h以上。 地面注浆起到填充加固地层不密实土体的作用,对掌子面封闭注浆起到加固围岩的作用,保证在开挖时不发生坍塌,延长围岩自稳能力。2.4拱背回填注浆 拱背回填注浆主要对初期支护背后土体进行回填加固;回填注浆管采用323.25mm钢管。在距开挖封闭成环掌子面3m后进行拱背回填注浆。(1)工艺流程(见图3)。(2)使用设备。 UB-8型砂浆泵。(3)工效。 浆液压注时间为1060min不等。(4)管布设参数。 拱背回填注浆管采用323.25mm钢管,钢管深入初期支护背后。 区间每环设3根,L
9、=0.5m,纵向间距6m,梅花型布置。 风道每环设7根,L=0.6m,纵向间距1m,拱部3根,两侧各2根。 结合部每环设9根,L=0.6m,纵向间距1m,拱部3根,两侧各3根。 车站每环设6根,L=0.9m,纵向间距1m。 出入口及通道设5根,L=0.6m,纵向间距3m,拱部1根,两侧各2根,梅花型布置。(5)回填注浆。 采用11水泥砂浆;拱部注浆压力0.8MPa,边墙注浆压力0.5MPa。(6)注浆效果。 拱背回填注浆后相应地段地表沉降及拱顶沉降明显减缓。3 体会3.1 超前支护及注浆加固存在的问题 (1)现场地质探测布孔不规范,不能充分反映前方地质情况;对前方地质定性分析不足,不能充分指导
10、后续施工。 (2)管棚注浆工艺落后,浆液扩散情况差,砂层中易发生溜空现象;传统施作管棚的方式精度较差,单次施作长度太短,设备对现场环境要求高,在施作过程中,每次均须上挑形成工作室,存在较大的风险。 (3)车站部分施工过程中,小导管的仰角普遍过大,小导管的作用发挥不充分;现场动态管理不够理想,超前支护不能因地质情况的改变而改变,常造成资源浪费;注浆工艺落后,浆液扩散不均匀,对注浆效果缺乏控制及验证。 (4)注浆管的布设缺乏统一标准;现场回填注浆存在不够及时的现象;注浆压力无统一标准,个别注浆压力过高,易造成结构破坏。3.2 建议 (1)从现场实际情况看来,对于北京这种地质情况,采用洛阳铲进行超前
11、地质探测是一种简便可行且十分有效的方法。 布孔:每工作面布置3个孔,拱顶一处,两侧拱脚以上1m拱腰各布置一处。 打孔:采用洛阳铲。 探测长度:每次探测长度5m,每开挖3m探测一次。 分析:采取定性分析。(2)超前管棚。 从管棚施工情况分析,对于受力情况复杂部位,通过重要建构筑物时,对沉降要求较高的地方,超前长大管棚是一种十分有效的支护手段。 1进一步研究改进长大管棚的注浆工艺,改善浆液的扩散效果,提高长大管棚对不同地层的适应性;2推广应用新的先进的管棚施工工艺,提高管棚施工精度;3对车站等大断面施工,由于其沉降较难控制,可推广采用长管棚的支护方式;4有条件时管棚宜一次性贯通拱部,避免施工过程中
12、多次挑高;5从经济角度考虑,150mm以上的大管棚应慎用,150mm以下的管棚,其成本较为适中,可广泛采用。(3)超前导管。各标施作小导管情况基本相同,小导管各项指标建议如下:1小导管宜采用323.25mm钢管; 2拱部小导管布置间距通常为环向0.3m,纵向搭接11.5m;3钢管前端制作成锥形(长10cm),尾部焊箍,钢管从尾部0.8m开始钻68的梅花型孔,孔眼间距0.15m;4注浆前宜先喷5cm厚喷射混凝土封闭掌子面,并在管口设止浆塞;5超前导管在砂层中宜压注化学浆液;6注浆压力宜控制在0.20.5MPa之间;7粘土层中可不施作注浆小导管,或改为施作钢钎;8对于北京的地质情况,采用煤电钻和吹
13、管施作小导管是合适的选择。(4)拱背回填注浆。 拱背回填注浆是十分必要的,各项指标建议如下:1拱背回填注浆管宜采用323.25mm钢管,钢管可不钻孔;2回填注浆管不宜深入初期支护背后土体,仅深入土体0.050.1m即可;3回填注浆浆液首选水泥砂浆,当有渗水的情况下,可考虑采用水泥水玻璃双液浆;4回填注浆压力不应太大,应控制在0.20.3MPa左右;5拱背回填注浆应及时,当初期支护成环35m时,就应进行第一次拱背回填注浆,同时应结合监测资料确定二次注浆时间;6拱背回填注浆应反复进行,二次注浆必须重新打设注浆管;7回填注浆管的布设可考虑纵向间距3m左右,梅花形布置。文章来源： 公路原作者：陈永模
14、下面红色字体部分是赠送的散文欣赏摘自网络，不需要的朋友下载后可以编辑删除！谢谢！可依靠的唯有自己这是发生在一个普通犹太人家庭里，父亲和儿子的故事：儿子叫约翰，在他4岁那年，有一天他和姐姐在客厅玩捉迷藏。他们玩得正高兴，父亲抱起小约翰，把他放在沙发椅上面，然后伸出双手做出接的姿势，叫他往下跳。小约翰毫不犹豫地往下跳，在即将抓住父亲的瞬间，父亲缩回了双手，约翰摔到了地板上，他号啕大哭起来。小约翰向坐在沙发上的妈妈求助，妈妈若无其事地坐着，并不去扶他，只是微笑着说：“呵，好坏的爸爸！”父亲站在一边，以嘲弄的眼光望着上当受骗的小约翰。这便是犹太家庭教子的方法之一，这样做的目的是灌输给孩子一个理念：社会
15、是复杂的，不要轻信他人，唯一可依赖的就是自己。 犹太家庭的孩子都要回答这样一个问题：“假如有一天房子被烧着了，你将带着什么东西逃跑？”如果孩子回答是钱财，母亲会进一步问：“有一种没有形状、没有颜色、没有气味的宝贝，你知道是什么吗？”如果孩子回答不出来，母亲会告诉他：“孩子，你要带走的不是钱财，而是智慧。因为智慧是任何人都抢不走的，你只要活着，智慧就永远跟着你。”你对爸爸的爱，远远胜过那部车 一个犹太家庭的父亲，存钱存了很久，终于买了一辆自己向往已久的新车。新车开到家后，他珍爱有加，每天都要洗车打蜡。他5岁的儿子见父亲这么爱车，也常常乐此不疲地帮爸爸一起洗车。 有一天，这位父亲开车回到家后，累得
16、一动也不想动。于是他决定破一次例，改天再洗车，尽管自己的爱车因淋了雨，而显得脏乱不堪。 这时，5岁的儿子见父亲这么累，就自告奋勇地要帮爸爸洗车，见他这么小的年纪，就知道体谅自己，心里甚感欣慰，便放手让儿子去洗。 儿子要动手洗车了，却找不到洗车用的毛巾。于是他走进厨房，立刻便想到母亲平时煮菜洗锅时，都是用钢刷使劲刷才刷干净的，所以既然没有毛巾，就用钢刷吧！他拿起钢刷用力地洗起车来，一遍又一遍，像刷锅一样地刷车。 等他洗完之后，听见“哇”的一声，他失声大哭起来，车子怎么都花了？这下可闯大祸了，他急忙跑去找父亲，边哭边说：“爸爸，对不起，爸爸，你来看！”父亲疑惑地跟着儿子走到车旁，他也“哇”的一声，
17、“我的车，我的车！” 这位父亲怒气冲冲地走进房间，气急败坏地跪在地上祷告：“上帝呀，请你告诉我，我该怎么做？那是我新买的车，一个月不到，就变成这样，我该怎么处罚我的孩子？” 他才祷告完，耳边忽然出现一个声音“世人都是看表面，而我却是看内心！”突然间，他彻悟了。 他走出房门，儿子正害怕地流着泪，动也不敢动。 父亲走上前去，把孩子紧紧地拥在怀里，亲切地说：“谢谢你帮爸爸洗车，爸爸对你的爱，远远胜过对那部车子。” 凡事要透过表面去看本质，当家人或朋友无意间做错了某件事时，我们要理智对待，不要只看事情的表面，而忽略他们内心真实的想法。学会用爱心去包容爱心，家会让你感觉自己的周围，时时洋溢温暖的阳光。
18、小饭馆的生意很好，因为物美价廉，因为他的谦和和妻子的热情。每天早晨，三四点钟他就早早起来去采购，直到天亮才把所需要的蔬菜、鲜肉拉回家。没有雇人手，两个人忙得像陀螺。常常，因为缺乏睡眠，他的眼睛红红的。 不久，一个推着三轮车的老人来到他门前。她驼背，走路一跛一跛的，用手比划着，想为他提供蔬菜和鲜肉，绝对新鲜，价格还便宜。老人是个哑巴，脸上满是灰尘，额角和眼边的几块疤痕让她看上去面目丑陋。妻子不同意，老人的样子，看上去实在不舒服。可他却不顾妻子的反对，答应下来。不知怎的，眼前的老人让他突然想起了母亲。 老人很讲信用，每次应他要求运来的蔬菜果然都是新鲜的。于是，每天早晨六点钟，满满一三轮车的菜准时送
19、到他的饭馆门前。他偶尔也请老人吃碗面，老人吃得很慢，很享受的样子。他心里酸酸的，对老人说，她每天都可以在这儿吃碗面。老人笑了，一跛一跛地走过来。他看着她，不知怎的，又想起了母亲，突然有一种想哭的冲动。 一晃，两年又过去了，他的饭馆成了酒楼，他也有了一笔数目可观的积蓄，买了房子。可为他送菜的，依旧是那个老人。 又过了半个月，突然有一天，他在门前等了很久，却一直等不到老人。时间已经过了一个小时，老人还没有来。他没有她的联系方式，无奈，只好让工人去买菜。两小时后，工人拉回了菜，仔细看看，他心里有了疙瘩，这车菜远远比不上老人送的莱。老人送来的菜全经过精心挑选，几乎没有干叶子，棵棵都清爽。 只是，从那天
20、后，老人再未出现。 春节就要到了，他包着饺子，突然对妻子说想给老人送去一碗，顺便看看她发生了什么事。怎么一个星期都没有送菜？这可是从没有过的事。妻子点头。 煮了饺子，他拎着，反复打听一个跛脚的送菜老人，终于在离他酒楼两个街道的胡同里，打听到她了。他敲了半天门，无人应答。门虚掩着，他顺手推开。昏暗狭小的屋子里，老人在床上躺着，骨瘦如柴。老人看到他，诧异地睁大眼，想坐起来，却无能为力。他把饺子放到床边，问老人是不是病了。老人张张嘴，想说什么，却没说出来。他坐下来，打量这间小屋子，突然，墙上的几张照片让他吃惊地张大嘴巴。竟然是他和妈妈的合影！他5岁时，10岁时，17岁时墙角，一只用旧布包着的包袱，包
21、袱皮上，绣着一朵梅花。他转过头，呆呆地看着老人，问她是谁。老人怔怔地，突然脱口而出：儿啊。 他彻底惊呆了！眼前的老人，不是哑巴？为他送了两年菜的老人，是他的母亲？ 那沙哑的声音分明如此熟悉，不是他母亲又能是谁？他呆愣愣地，突然上前，一把抱住母亲，号啕痛哭，母子俩的眼泪沾到了一起。 不知哭了多久，他先抬起头，哽咽着说看到了母亲的坟，以为她去世了，所以才离开家。母亲擦擦眼泪，说是她让邻居这么做的。她做工的爆竹厂发生爆炸，她侥幸活下来，却毁了容，瘸了腿。看看自己的模样，想想儿子进过监狱，家里又穷，以后他一定连媳妇都娶不上。为了不拖累他，她想出了这个主意，说自己去世，让他远走他乡，在异地生根，娶妻生子
22、。得知他离开了家乡，她回到村子。辗转打听，才知道他来到了这个城市。她以捡破烂为生，寻找他四年，终于在这家小饭馆里找到他。她欣喜若狂，看着儿子忙碌，她又感到心痛。为了每天见到儿子，帮他减轻负担，她开始替他买菜，一买就是两年。可现在，她的腿脚不利索，下不了床了，所以，再不能为他送菜。 这种信任和理解真的很重要。 这个故事对于众多家长来说有很强的的启迪和警示作用：“你到底爱的是孩子，还是孩子努力的结果？如果是后者，那说明你不会爱！”亦或是“你到底是爱自己的孩子，还是爱那个你心目中的孩子？如果是后者，那说明你不会爱！”，往往，在和孩子互动过程中，我们关注自己的感受，关注孩子是否改错，关注孩子是否优秀，
23、而我们忽略了关注孩子本身，这些都是打着爱的旗号伤害着孩子，但我们往往认为这就是爱。请牢记，孩子本身最重要！让孩子去开辟自己的天空 一个犹太人的家庭教育讲的是一个伟大的犹太母亲把三个孩子培养成才的理念和方法。这位母亲生在上海，父亲是犹太人，在她12岁那年去世了，随后母亲也离她而去，她成了孤儿。长大后在上海铜厂做女工，结婚后生下三个孩子，但不久后丈夫又离她而去了。为了逃避痛苦，她成为中以建交后第一批回到以色列的犹太后裔。为了生存，也为了三个孩子能早日回到以色列，她先发奋学习希伯来语，然后，在路边摆了个小摊卖春卷。以色列的官方货币是谢克尔，一谢克尔兑换人民币2块钱，更小的币值是雅戈洛，一谢克尔等于1
24、00雅戈洛。她的春卷小摊每天只能赚到十来个谢克尔 1993年，她接回了三个孩子，大儿子14岁，二儿子13岁，小女儿11岁。开始她一直秉承再苦不能苦孩子的原则，依旧做着合格的中国式妈妈。把孩子送去学校读书，她卖春卷，孩子放学，她就停止营业，在小炉子上面给他们做馄饨或者面条。这一幕被邻居看到了，就来训斥大儿子：“你已经是大孩子了，你应该学会去帮助你的母亲，而不是看着你母亲忙碌，自己就像废物一样。”然后转过头训斥母亲：“不要把那种落后的中国式教育带到以色列来” 大儿子和她都很难受，但他们都在慢慢地改变，大儿子不但学会了做春卷，还把春卷带到学校卖，每天，三个小孩子能赚到10个谢克尔，回家交给母亲。母亲
25、觉得很心酸，让他们小小年纪就担起生活的担子，但犹太人不这么认为，在犹太家庭里，孩子们没有免费的食物和照顾，任何东西都是有价格的，每个孩子都必须学会赚钱，才能获得自己需要的一切。 于是妈妈不再提供免费的餐食和服务，同时也给他们赚钱的机会，以每个春卷30雅戈洛的价钱批发给他们，带到学校后，可自行加价出售，利润部分自由支配。 三个孩子卖春卷的方式竟然截然不同。小女儿最老实，按老价钱50雅戈洛一个零售；二儿子则以40雅戈洛的价钱批发给学校餐厅，每天让他送100个春卷；大儿子则举办了一个“带你走进中国”的讲座，讲座的噱头就在于可以免费品尝美味的中国春卷，但需要买入场券，每人10雅戈洛，结果收入1500雅
26、戈洛。 随后他们琢磨出了更多更新颖的赚钱方法，他们很努力地去学习和思考，学业并没有受到任何影响。 同样作为父母，是不是应该引起我们的反思？我们每天一睁开眼睛就为了孩子忙活，做饭、洗衣服、接送、辅导作业，然后才是做自己的事情，每天忙的团团转，累得筋疲力尽。一发牢骚，孩子还会心生厌烦，根本不理解我的付出。再回头看看，每一位中国母亲不都是这样吗？这样我们就很伟大吗？我们付出了很多，却造就了一个又一个“小皇帝”、“小公主”我们希望孩子成才，却又过度的保护他们，使得孩子变得无能无法自立；过分的溺爱，带来孩子的无情；过多的干涉，让孩子多了很多无奈；过多的指责，让孩子变得不知所措，找不到前进的方向 想要为孩子创造一个无忧无虑，快乐成长的天空，但却发现自己完完全全的占据了创造者的位置，其实，这个位置也要有一部分让孩子承担。现在的照顾，也许会暂时保护着他们，但是他们总有一天会长大，会在长大后遇到许许多多的困难，那个时候，我们是如何也帮不了他们的也许，让孩子过早的面对金钱面对名利面对社会，会有不舍和心疼，但他们总有一天要面对，总有一天要承担。我们为何不像那位犹太母亲那样，放开手，让孩子自己去开辟属于他们自己的天空呢？
