SMW工法在隧道工程中的應(yīng)用

陸海波 毛海波 /南通路橋工程有限公司

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SMW工法在隧道工程中的應(yīng)用

陸海波 毛海波 /南通路橋工程有限公司

【摘 要】SMW工法施工對(duì)周圍環(huán)境影響較小，不會(huì)對(duì)周圍土體造成擾動(dòng)，而且施工速度快，能夠適用于多種土質(zhì)的基坑支護(hù)與地基加固工程中。本文結(jié)合個(gè)人工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)SMW工法在隧道工程中的應(yīng)用及質(zhì)量控制重點(diǎn)進(jìn)行探討，對(duì)提高隧道工程建設(shè)質(zhì)量具有非常重要的意義。

【關(guān)鍵詞】SMW；隧道；工藝流程

前言

在當(dāng)前隧道工程建設(shè)中，SMW工法的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，該施工方法適用范圍廣，質(zhì)量易于控制，施工效率也高于其他方法，對(duì)于工程工期的控制優(yōu)勢(shì)明顯。不過(guò)，這種方法在使用的時(shí)候也存在著一定不足，比如施工機(jī)械設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)組裝難度較高，需要很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)進(jìn)行調(diào)試，占地面積大，而且在施工過(guò)程中安全隱患較高。所以，為了提高SMW工法在隧道工程中的施工技術(shù)水平，本文對(duì)其工藝流程以及質(zhì)量控制等方面進(jìn)行了探討。

1.SMW工法的適用范圍與原理

1.1適用范圍

SMW工法主要適用于現(xiàn)代工程建設(shè)中基坑支護(hù)與軟土地基的加固處理，適合多種土質(zhì)條件，比如各種淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土等等，不會(huì)影響到SMW工法的應(yīng)用，均顯示出其優(yōu)良的性能。

1.2原理

該施工技術(shù)的防滲性能主要是利用水泥攪拌樁中水泥與水之間產(chǎn)生的物理、化學(xué)反應(yīng)，增強(qiáng)了軟土地基的強(qiáng)度，提高了其水穩(wěn)性。由于水泥成分中含有大量的CaO、SiO2、Al3O2與Fe2O3，在使用過(guò)程中會(huì)發(fā)生反應(yīng)，形成多種物質(zhì)，遇到水發(fā)生水解與水化作用。在礦物與水反應(yīng)后生成大量的水化物，這些水化物分為兩部分，一部分不斷硬化，形成了較為堅(jiān)硬的水泥石骨架。另外一部分則和周圍的土體產(chǎn)生反應(yīng)，水泥水化后產(chǎn)生的凝膠離子具有較高的吸附作用，將土團(tuán)顆粒粘結(jié)在一起，因此而凝結(jié)成比較為嚴(yán)密的水泥土團(tuán)結(jié)構(gòu)，起到提高強(qiáng)度的作用。在水化作用中大量的Ca(OH)2、CaSO4等，在水中與空氣中不斷硬化，從而提高了加固體的強(qiáng)度，并且結(jié)構(gòu)嚴(yán)重，有效的阻擋了水分的滲入，增強(qiáng)了水穩(wěn)性。

2.SMW工法在隧道施工建設(shè)中的應(yīng)用

在隧道工程建設(shè)中，SMW工法的施工重點(diǎn)與難點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：施工前的準(zhǔn)備、水泥攪拌樁施工、H型鋼打入等，這幾個(gè)環(huán)節(jié)的都會(huì)對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。

2.1施工前的準(zhǔn)備

場(chǎng)地清理：施工機(jī)械在進(jìn)入施工場(chǎng)地之前，要按照“三通一平”的標(biāo)準(zhǔn)做好施工前的準(zhǔn)備工作，對(duì)于軟弱地面需要墊好走道板，以免出現(xiàn)樁機(jī)傾斜問(wèn)題。

機(jī)械設(shè)備：由于SMW工法對(duì)水泥攪拌樁的質(zhì)量有著較高的要求，因此在施工的過(guò)程中大都是選擇雙軸或三軸攪拌樁進(jìn)行施工。在施工前要做好設(shè)備的調(diào)試工作，保證設(shè)備運(yùn)行良好。

對(duì)施工材料的控制：在施工中要加強(qiáng)對(duì)建筑材料的管理與控制，按照要求做好材料的采購(gòu)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、申領(lǐng)工作。

2.2水泥攪拌樁施工

按照施工圖紙要求開(kāi)挖溝槽，確定樁的位置與型鋼的位置，安裝樁機(jī)要保證其平穩(wěn)。在施工過(guò)程中要控制好混凝土的攪拌、注漿速度等環(huán)節(jié)，對(duì)于水泥等原材料的用量與配合比進(jìn)行嚴(yán)格的控制，并做好詳實(shí)、準(zhǔn)確的記錄，切勿留下隱患。按要求做好試塊取樣工作，對(duì)于制作好的試塊要進(jìn)行編號(hào)、記錄，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，到齡期以后送交實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

2.3H型鋼施工

在施工中要方便將H型鋼拔出，需要提前先預(yù)熱并在型鋼表面涂減摩劑，以提高型鋼的重復(fù)使用率。要想保證施工質(zhì)量，型鋼插進(jìn)水泥樁的時(shí)間要按照攪拌施工完成后的時(shí)間，不能超過(guò)3個(gè)小時(shí)。在型鋼起吊過(guò)程中要保證其垂直狀態(tài)。要確保定位卡的牢固，保持水平狀態(tài)，再把H型鋼通過(guò)定位卡慢慢的、垂直插入到水泥攪拌樁內(nèi)，始終要保證H型鋼的垂直狀態(tài)，在H型鋼插入達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后進(jìn)行固定，并對(duì)溢出的水泥進(jìn)行清理。如果在H型鋼插入時(shí)沒(méi)有達(dá)到施工要求，就必須再提升型鋼重?fù)?dān)下插，在這一過(guò)程中同樣做好對(duì)型鋼的控制。

3.在隧道工程施工中SMW工法的質(zhì)量控制

3.1對(duì)水泥攪拌樁施工質(zhì)量的控制

在水泥攪拌樁施工中常常會(huì)因施工原因造成樁體偏移、樁身垂直度控制不好、攪拌不均勻等等問(wèn)題出現(xiàn)，因此在質(zhì)量控制方面需要做好以下幾個(gè)方面：

對(duì)樁體偏移的質(zhì)量控制：要按照工程圖紙的技術(shù)要求進(jìn)行測(cè)量放樣，利用精密的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行精準(zhǔn)的定位。為了保證樁位準(zhǔn)確，在溝槽開(kāi)挖過(guò)程中可以鋪設(shè)導(dǎo)向定位型鋼，并標(biāo)示出鉆孔的位置，不能出現(xiàn)鉆孔軸心偏移出現(xiàn)。

控制好樁身垂直度：要保證鉆孔的深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，運(yùn)用鉆桿與樁架的相對(duì)位移原理，設(shè)置鉆孔深度標(biāo)尺，有效保證鉆孔的深度與速度，使樁體始終保持垂直。

確保攪拌均勻：結(jié)合深度要求，要保證鉆機(jī)的螺桿勻速工作，利用高壓噴氣的方法對(duì)孔內(nèi)的水泥土進(jìn)行拌和，整個(gè)過(guò)程中要均勻攪拌。

控制好噴漿量：在施工過(guò)程中對(duì)水泥流量、注漿壓力進(jìn)行手動(dòng)控制，對(duì)每次攪拌中的水泥用量和液面的高度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，并對(duì)水泥漿液的密度進(jìn)行檢查。

預(yù)防出現(xiàn)斷樁：在壓漿過(guò)程中如果出現(xiàn)斷樁后果非常嚴(yán)重，施工過(guò)程中要保證漿液輸送順暢，均速注漿，不允許出現(xiàn)夾層的情況。施工過(guò)程中如果發(fā)生管道堵塞的問(wèn)題，要馬上停機(jī)處理。等到問(wèn)題解決后要將鉆具向上或向下1.0m才能繼續(xù)注漿，等10～20s后恢復(fù)正常攪拌，可以有效的防止出現(xiàn)斷樁。施工現(xiàn)場(chǎng)要做好臨時(shí)停電預(yù)案，以免突然突然停電對(duì)工程造成影響。

3.2加強(qiáng)對(duì)H型鋼施工質(zhì)量的控制

在SMW工法施工中，H型鋼可以重復(fù)循環(huán)使用，但是在實(shí)際工作中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)材料質(zhì)量不合格、插拔困難、插入的深度不夠等等，這些都會(huì)對(duì)隧道工程施工質(zhì)量影響。

保證H型鋼的質(zhì)量：根據(jù)基坑工程設(shè)計(jì)的要求對(duì)H型鋼的厚度、平整度、焊接質(zhì)量等相關(guān)的控制環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

針對(duì)插拔困難：型鋼變形是造成插拔困難的重要因素之一，在型鋼進(jìn)入場(chǎng)地的時(shí)候要逐根吊放，底下墊枕木防止變形。在插入前要檢查型鋼的平整度，保證其平面光滑平整，才可能夠順利插入水泥攪拌樁內(nèi)。對(duì)于型鋼的定位進(jìn)行嚴(yán)格的控制，保證定位準(zhǔn)確，并進(jìn)行檢查。在安裝前要熱涂減摩劑，不允許出現(xiàn)遺漏。

4.結(jié)束語(yǔ)

SMW工法在隧道工程軟基處理與基坑圍護(hù)工程中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，并且發(fā)揮著非常重要的作用，但是也存在著一定的缺陷，比如施工成本高、泥漿不易處理、型鋼容易損壞等等，因此需要我們不斷研究，不斷創(chuàng)新與改進(jìn)，進(jìn)一步優(yōu)化施工方案，保證施工方法的科學(xué)性與合理性。

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