SMW工法在竖井施工中的应用——以川气东送工程穿越长江安庆段始发竖井为例

建筑工程中基坑SMW工法施工技术的应用摘要：SMW工法是将围护挡土结构和防渗止水帷幕两种功能结合的支护结构形式,其结构由水泥土搅拌桩与H型钢复合而成。

本文主要对建筑工程中基坑SMW工法施工技术相关问题进行了简要分析。

关键词：SMW；建筑工程；基坑引言SMW工法桩由日本引入，该工法一般以三轴搅拌桩机向一定深度进行水泥土搅拌，在各桩之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土未结硬前插入H型钢为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的防渗墙体。

被广泛应用于深基坑支护及止水帷幕。

一、SMW工法的优势在现今条件下，工程建设者进行基坑围护工程时，通常会选择地下连续墙以及密排钻孔灌注桩+深层搅拌桩这两种形式。

相比之下前一种方法对工程造价有相对高的要求，后一种方法则需要相对大的地下空间作为支撑。

这两种施工方法对于环境影响都十分明显，尤其是污染现象十分突出。

SMW工法凭借着成熟的技艺与优势，解决了上述施工过程中所不可避免遇到的问题，与传统施工工艺相比，SMW工艺具有以下七点优势：1、对周围地基的影响程度降到最低。

SMW技术就地进行水泥搅拌成桩工作，与地下连续墙相比，能够显著地降低对施工周围土体扰动的影响程度，从而有效避免了邻近地面下沉、周围房屋倾斜以及道路裂损甚至是地下设施破坏的危害程度。

2、良好的止水性。

该工艺在施工过程中采取钻掘和搅拌反复进行的方式，有利于实现水泥与土的充分搅拌，这就为墙体全长无接缝打下了坚实的保障，因此该工艺的止水性优势十分明显。

3、适用性多样。

该技术能够满足不同属性地层要求，顺利的开展施工工作，在粘性土、粉土、砂砾土的应用中均能取得良好效果。

4、基坑围护墙体厚度显著减少，对城市地下空间的高效利用提供了重要前提。

5、环境污染有效减少。

本技术与其他工艺相比，废土外运量要少很多，同时施工过程中产生的振动小，噪声污染以及泥浆明显降低，为推进城市的现代化建设做出了重要贡献。

6、施工时间短、造价成本低。

SMW工法施工方案目录一、工程概况 (2)1. 项目背景介绍 (3)2. 工程规模及特点 (4)3. 施工范围及内容 (4)二、施工准备 (5)1. 施工现场准备 (6)2. 施工队伍组织 (7)3. 施工材料准备 (8)4. 施工设备准备 (9)三、SMW工法施工流程及技术要点 (10)1. 施工流程概述 (12)2. 技术要点及注意事项 (13)3. 工艺流程图 (14)四、SMW工法施工质量控制 (15)1. 质量控制标准 (16)2. 质量控制措施 (16)3. 质量检测与验收 (18)五、安全生产与环境保护措施 (19)1. 安全生产管理 (20)2. 安全防护措施 (22)3. 环境保护及文明施工要求 (23)六、施工进度计划及保障措施 (23)1. 施工进度计划表 (25)2. 进度保障措施 (25)七、SMW工法施工问题解决及应急预案 (26)1. 常见问题分析及对策 (28)2. 应急预案及处置流程 (29)八、工程验收与交付 (29)1. 工程验收标准 (30)2. 工程交付流程 (31)九、工程效益分析 (33)1. 经济效益分析 (34)2. 社会效益分析 (35)一、工程概况本工程采用了SMW工法施工方案，是一种新型深基坑支护技术，主要应用于地下工程建设中。

本项目涉及的工程地点位于城市核心区域，地理位置重要，对周边环境和交通影响较大。

工程规模较大，地质条件复杂，施工难度较大。

本工程的主要目标是实现安全、高效、环保的施工过程。

为确保工程质量和安全，我们采用了SMW工法这一先进的施工技术。

该工法以工法桩作为主要支护结构，结合地下连续墙、内支撑等结构形式，形成稳定的基坑支护体系。

本工程的SMW工法施工方案主要特点是工期短、造价低、施工质量可靠、安全性高。

通过本方案的实施，能够减少基坑开挖过程中的土方量，降低对周边环境的影响，提高施工效率，为地下工程建设提供有力的技术支持。

本工程在施工过程中将严格遵守国家相关法规和规范，确保施工过程中的安全、环保和文明施工。

工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald95S M W是S oil M i x i n g Wa ll的缩写，S M W 工法连续墙于1976年在日本问世，由日本成辛工业株式会社开发成功。

是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，形成的一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。

待施工完成后可实现型钢材料的回收和再次利用。

其具有刚度高、经济、抗渗性好等特点。

1 工程概况无锡仙蠡桥工程水利枢纽工程位于无锡南部，梁溪河与京杭运河的交汇处，是无锡市中心城区运东片大包围的口门控制建筑物之一，工程分布于京杭运河的南北两侧，由南北枢纽和连接南北的穿运河地涵组成。

由于工作井较深，地下水位较高，流沙量很大，为保证安全施工，顶管工作井采用双排三轴搅拌桩内插型钢围护（简称S M W 工法井）施工。

围护结构又称加劲水泥土地下连续墙，是一种在相互搭接的水泥土桩墙中插入型钢而形成的复合结构。

它与传统的地下连续墙、钻孔排桩围护比较，具有以下的特点和优势：挡水性强、对周围地基影响小、环境污染小、工期短、造价低，在软土地式深基坑围护时优势比较明显。

本工程采用搅拌桩850 m m，水泥参量20%，垂直度小于1/200。

H 型钢采用蝴蝶型坡口拼接。

2 施工方法2.1 SMW工法工艺S M W 工法施工简述：桩机就位→坐标确认→钻头钻进→喷浆喷气钻进→螺旋钻取土钻进→桩底停气、喷浆搅动→喷浆提升钻杆反转搅动→提升至地表停钻移机→H型钢插入。

三轴搅拌钻机承装过程：螺旋钻喷浆下搅的同时喷气，气体在压力的作用下在土体中自行流动，增大了钻头部位的空隙，使所喷出的水泥浆更易流动，再随后的螺旋叶片转动下均匀的搅拌，搅拌到桩底标高后停气，喷浆提升钻杆的同时反复搅动直至地表停钻、停浆(图1)。

SMW工法在基坑支护中应用论文【摘要】随着中国经济的高速发展，资源和能源问题正成为制约增长的主要因素，因此国务院提出了建设节约型社会和发展循环经济的政策。

针对工程建筑行业实现上述目标，要做到实现循环使用，提高资源利用率，尽量减少采用一次性材料消耗的施工工艺。

一、引言现有的基坑的支护形式的种类较多，按照支护结构形式的特点基坑工程可分为土钉墙围护结构、悬臂围护结构、内撑式围护结构、锚拉式围护结构、水泥土重力式围护结构等。

基坑工程建设要有合理的支护方案，方案既要满足强度条件，又要满足施工条件以及环境条件，还要满足经济和社会效益的要求，SMW工法连续墙可满足城市建筑基坑的这些要求。

SMW工法连续墙具备可以形成连续墙体的支护工艺，而且施工快、造价相对较低并且内插型钢能够重复利用等优点，近年来在国内沿海软土地区基坑工程中逐渐得到广泛应用。

二、SMW工法连续墙施工步骤及注意事项1、砼导墙施工1）导墙沟开挖：采用反铲挖掘机开挖导墙沟，人工配合修整边坡并清底，导沟开挖一次完成。

施工中严格控制沟底标高，不超欠挖，不留松土，沟底平整无积水。

导墙沟开挖完毕，即在外导墙部位铺设l0cm厚C10素混凝土垫层。

2）立模，绑扎钢筋网片：在垫层素砼达到2.5MPa强度后，首先根据弹在垫层上的墨线架立外导墙内模，然后根据钢筋设计图纸，绑扎钢筋网片，固定保护层垫块，其后架立外模。

经检查模板的位置、垂直度符合限差要求，并经监理检查确认后，灌注C20混凝土，泵送入仓，插入式振捣器振捣密实。

2、定位型钢置放SMW围护桩外导墙施工完毕，且达到规定强度值后，沿沟槽置放型钢导轨横撑及导轨，导轨横撑垂直于沟槽纵轴线，其规格为H-200×200H型钢，长2.5m，间距为7.0m，导轨平行于沟槽纵轴线，其规格为H-300×300H型钢，长约8～20m。

型钢搭设应平稳顺直。

然后按内插H型钢间距在导轨面用红漆标定施工分档刻度标记。

3、桩机就位注浆搅拌桩机就位做到稳定、平正，并观测龙门立柱垂直度以确保桩机的垂直度。

SMW工法在盾构隧道始发竖井的应用SMW工法在川气东送管道工程安庆长江穿越盾构隧道始发竖井的应用更新时间：2009-03-23 来源：中国工程机械品牌网作者：佚名摘要：利用SMW工法施工地下连续墙是目前较为普遍的一种施工方法。

文章阐述了利用SMW工法施工安庆长江穿越盾构隧道始发竖井的施工原理、特点、方法、工艺、SMW工法施工工艺操作细则以及SMW工法三轴搅拌桩技术措施与质量保证措施作了介绍。

关键词：SMW工法盾构隧道始发竖井应用SMW工法也叫柱列式土壤水泥墙工法，缩写为Soil Mixing Wall。

1976年问世于日本。

即利用多轴式长螺旋钻孔机在土壤中钻孔达到预定深度后，边提钻边从钻头端部注入适合工程要求的水泥浆，并与原土壤进行搅拌。

它是采用专用钻机，用水泥作为固化剂与地基土进行原位的强制性搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，固化后形成水泥土“地下连续墙”墙体，充分利用水泥土挡土墙的高止水性及型钢具有的强度，通过二者的复合作用，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体，用作基坑挡土和侧向防水结构，当其围护功能完成后，H型钢或钢板可以拔出重复利用。

SMW工法与传统的深层搅拌桩工法相比，其采用的设备不同，成桩机理也不同。

深层搅拌桩是采用传统的单轴搅拌钻机，施工时水泥浆注入充填在原土间隙中，而新型三轴搅拌钻机则在充填水泥浆时加入高压空气，同时钻机对水泥土进行充分搅拌，并置换出大量原状土。

新型的三轴钻机成桩的桩体强度及桩身均匀性明显优于传统的单轴钻机，其重要性是相邻两幅桩与桩的平行性和搭接程度都十分良好，保证了优良可靠的防水性能，同时也有利于型钢的插入和回收与传统的基坑围护。

SMW工法与目前经常采用的地下连续墙和钻孔灌注桩的施工方法相比主要有以下特点：（1）挡水性强，有利于采用坑内降水坑外不降水的情况；（2）对周边建筑物、管线影响小；（3）噪音、泥浆、振动等对环境污染小；（4）能适应绝大多数地层（特别是软土地区）；（5）工期短；（6）造价低。

SMW工法在深基坑中的应用SMW工法是利用专门的多轴搅拌机就地钻进切削土体，同时在钻头端部将水泥浆液注入土体，经充分搅拌混合后，再将H型钢或其他型材插入搅拌桩体内，形成地下连续墙体，利用该墙体直接作为挡土和止水结构。

其主要特点是构造简单，止水性能好，工期短，造价低，环境污染小，特别适合城市中的深基坑工程。

一、工程及地质概况古－1商办楼位于上海天山路、古北路交叉口，为地下3层、地上6层商场。

该建筑全长244.2米。

本工程场地属长江三角洲入海口东南前缘的滨海平原地貌类型，微地貌上属吴淞江古河道沉积区。

场地地形平坦，地面标高一般3.8米，基坑地下水属潜水类型，稳定水位在地表以下0.51.0米。

基坑四周无污染源，地下水对砼无腐蚀。

二、基坑围护结构设计1、围护方案该基坑围护采用SMW工法，开挖深度为11.5-13.1米，采用进口Φ850三轴劲性水泥土搅拌桩作围护结构，内插H800×300×13×24型钢，水泥掺量不小于20％，水泥搅拌桩搭接200毫米，H型钢间距＠1200毫米和700毫米。

设3道2H700×300×15×15双拼型钢支撑，转角处采用钢筋砼和H型钢混合支撑，支撑间距一般为4.5米。

桩顶用钢筋砼圈梁兼作首道支撑围囹，其余选用2H400×400×13×21双拼作钢围囹。

为减少围护桩在基坑开挖时的位移，对钢支撑施加预应力，其值为140吨。

根据该工程基坑坑底土层为3层砂质粉土，透水性较强，对坑底采用降水加固方案。

为降低造价，SMW桩中插入的H型钢在结构出±0.000后拔除。

坑内采用水泥搅拌桩和压密注浆加固。

2、围护结构形式的比较目前，上海地区深基坑围护墙体采用的结构形式一般都为地下连续墙（单墙或双墙），工程造价均较高，对环境的影响、污染均较大。

与之相比较，SMW工法有如下优点：（1）在现代城市修建的深基坑工程，经常靠近建筑物红线施工，SMW工法在这方面具有相当优势，其中心线离建筑物的墙面80厘米即可施工。

第一章编制原则和依据第一节编制原则在认真地采集相关资料和信息，全面系统地阅读理解甲方所提供的川气东送管道工程黄石长江盾构穿越始发井设计图纸的基础上，结合我单位竖井施工积累的经验，本着实事求是的科学态度及符合规范、保证工程质量的宗旨，编制了本施工方案。

1、正确合理的选用施工方案，运用合理的施工方法，发扬艰苦创业、求实创新的精神，以科技为先导，老、中、青作业骨干相结合，对技术方案进行不断的优化。

2、在满足甲方要求条件前提下，确保工期超前，确保质量、安全措施完善。

3、坚持实事求是原则，根据我单位实际施工能力和管理水平，坚持科学组织，合理安排，均衡生产循环作业，确保优质、高效地履行合同。

4、充分考虑当地地理和气候环境，采取防范措施，保证施工时间。

第二节编制依据编制依据：1、《工程测量规范》（GB 50026—93）；2、《水利水电工程施工测量规范》（SL 52—93）；3、《铁路测量技术规则》（TBJ— 101）；4、《地下铁道、轻轨交通工程规范》(GB50308-1999)；5、《城市测量规范》(GJJ8-99)；6、《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）；7、《建筑变形测量规范》（JGJ/T8-9）；8、《地下铁道设计规范》（GB50299-1999）。

9、《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2001）第二章工程概况和设计概况2.1 工程概况1）简介川气东送天然气管道工程是中国石化集团公司承建的国家重点建设管道工程，该工程的建成将解决沿江两岸居民日常生活及工业生产的能源供应问题，调控北京及2008年召开奥运会天然气的需要，并提供保障。

同时，该工程沿线各大小城市也能够得到不同方面的收益。

其中的黄石长江穿越隧道工程是川气东送天然气管道沿线穿越特大河流中的其中一项重点工程，该工程的完成情况将直接影响川气东送管道全线的贯通。

黄石长江穿越隧道工程采用盾构法施工。

南岸始发井位于湖北省黄石市阳新县黄颡口镇菖湖滩村3组；北岸接收井位于湖北省蕲春县蕲州镇扎营港村10组。

SMW工法在工程中的应用引言ｓｍｗ工法是在水泥土深层搅拌桩墙体中插入h型钢所形成的一种加劲复合围护结构。

这种施工工艺用水泥土作为固化剂与地基土进行系统的强制性搅拌，并插入型钢，固化后形成桩柱列式的地下连续墙体，充分利用了水泥土深层搅拌桩抗渗性好及型钢刚度大的特点，通过二者的复合作用，形成基坑挡土防水侧向支护结构。

该工法作为基坑的临时支护，能有效控制周边地面构筑物及地下管线的沉降，尤其适合在软土地基和建筑群密集的市区内实施。

具有抗渗性好、刚度大、构造简单、施工简便、工期短、无环境污染等优点，而且由于型钢可回收重复使用，成本较低。

耀华泵站应用smw工法效果良好，取得了较好的工程效益和经济效益。

一、工程概况:上海污水治理二期浦东地区收集系统lsw/2.2标工程耀华泵站主体结构平面尺寸为8.2×3.7，基坑开挖深度为-9.51米，采用顺筑法施工。

施工区域地质和环境条件较差，周边部分建筑物结构老化程度相当严重；地下管线较为复杂，井位离民房仅3～5米，与地下管线的平面距离仅4～6米；土层中含有较厚的第②3b层灰色砂质粉土夹淤泥质粉质粘土层，该层易产生流砂现象。

综合考虑以上因素，采用smw工法作为基坑支护结构：垂直井壁方向为双排φ700深层搅拌桩，间隔1000ｍｍ插入700×300h型钢采用型号为hm×10×16。

为加强井壁的整体作用,搅拌桩顶设500ｍｍ×750ｍｍ圈梁一道，基坑内设三道支撑，标高分别为－1.00 m、－4.00m及－7.00m。

二、支护结构参数1、深层搅拌桩墙体深度的验算考虑井点管降水深度为h＋h1+h＋il+0.2其中h1－井点管埋设面至基坑底，取9.51＋3.2＝12.71m；h－降低后地下水位至槽底的最小距离，取1m；i－降水坡度，取1/3；l－降水水平距离，取8.2m计算得h＝16.64m则搅拌桩的最少深度应为 16.64m。

当基坑底以下为透水性较大的砂性土层时,水泥搅拌桩必须深入到不透水层,防止管涌发生。

一、工程概况1.本工程工作坑及接收坑围护设计工作坑及接收围围护：采用型钢水泥搅拌墙的复合挡土围护止水结构。

2.基坑安全等级：挖深度≥12米，＜7米时为三级，其余为坑坑。

，为一证；开挖深度＜基坑保护动物的净度＜2倍开挖深度时距，为三级。

二、主要工程内容；SMW方工接收法井1座（长8.0 m*宽4 .5 m *深8.0m ），SMW方工接收法井1座（长5.5 m*宽4 .5 m *深8.0m ）三、SMW工法井施工方案；一）设计设计1、顶管工艺设计图纸2、相关文件及相关专业条件图3、地质勘察报告4、采用设计规范及标准。

（1）《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB 50068-2001）（2）《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）（3）《建筑结构规范》（GB50009—2012）（4）《钢结构设计规范》（GB50017—2003）（5）《物体抗震设计规范》（GB 50191-2012）（6）《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011）二）围护结构一、主要材料（1）混凝土：强度等级为C30 ，抗渗等级为P6 。

（2）原则：为HPB300 ，为HRB400 。

（3） .钢材： Q235B 。

2、用户工程(1) .主筋净保护层厚度： 40mm 。

（二）受力设计规范的接头名称，应符合工程规范的应接位置、接头长度。

GB5004-2001 ）（ 21年版）以及《制造及验收规程》（ JGJ18-2003 ）中的规定相关。

对于受力的规定，严格的长度为： HRB400规定为35d 。

3、混凝土工程（混凝土浇筑后必须严格施工混凝土浇筑后应按《施工结构质量规范》（GB5020-2002 ）（ 2002 （2001 ） 1 ）所有的严格规定级进行4年的混凝土工程施工温度，并有良好的质量规范。

发生的混凝土开裂。

（二）施工缝宜采用《施工水平凸缝，并按给排水排水构筑筑物工程及验收规范》（ GB50141-2008 ）中的规定处理。

48SMW 工法在某工程实例中的应用与研究分析Analysis on the SMW Method in an Engineering Instance■ 付浴川 ■ Fu Yuchuan[摘 要][关键词] SMW[Abstract] ruction construction[Keywords]ruction points一、 约6000 m 230 000 m 3的SMW SMW 图1 施工平面图1. 工程地质条件根据核工业湖州工程勘察院《湖州市双子大楼工人文化宫岩土工程勘察报告》，本工程的土层参数如下表1：图2 SMW 工法施工工艺流程清理障碍物，做好机械调试工作。

1.0 m、深1.5 m 沟槽，沟槽既要保H 型钢提供导向装置，平行沟300×300 mm 工字钢，定位型钢上搅拌机就位下钻、提升速度和深度。

qu(28)≥1 Mpa，42.5级的普泥掺入量20%，即每方土体掺灰量1.2～1.5之间，并在水泥浆匀速1m/min 下钻，匀速2m/min H 型钢吊起插入指定位置，靠型钢自重H 型钢脱离吊钩，固定在H 型钢在结型钢1mm。

三轴水泥搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放H 型钢。

施工完毕后回收H 型钢，型钢拔除采用振动沉拔锤直接逐步拔除。

在施工前应进行型钢抗拔验算与拉拔试验，确保型钢的顺利回收。

五、 SMW 工法搅拌桩施工质量保证措施（1）水泥流量、注浆压力采用人工控制，严格城市建筑┃施工技术┃U RBANISM A ND A RCHITECTURE┃C ONSTRUCTION T ECHNOLOGY控制每桶搅拌桶的水泥用量及液面高度，用水量采取总量控制，并用比重仪随时检查水泥浆的比重。

浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按预定配合比制作，为防止灰浆离析，放浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶。

压浆阶段输浆管道不能堵塞，不允许发生断浆现象，全桩须注浆均匀，不得发生土浆夹心层。

（2）桩体应充分搅拌，严格控制钻孔下沉、提升速度，下沉和提升力求匀速，使原状土充分破碎，有利于水泥浆与土均匀拌和。

川气东送管道工程长江穿越文章编号:1000.8241(2011)05—0327—07川气东送管道工程长江穿越高河东祁志江刘建武(1.JI『气尔送管道工程项冗部,湖北宜昌443001;2.张德桥陈雪华付超胜利勘察设计研究院有限公司,1fI东尔营257026)高河东等.川气东送管道工程长江穿越.油气储运,2011,30(5):327—333摘要:川气东送管道穿越长江7处,总长153km.通过分析管道穿越方式和选择穿越方案的技术要点,最终基于不同穿越点的地理位置,地质情况和技术难点,分别采用了盾构隧道,钻爆隧道及定向钻穿越方式.其中:南京定向钻长江穿越,创长输管道定向钻穿越长江最长和管径最大的世界纪录;忠县长江隧道穿越创长输管道过江隧道净空断面最大的国内纪录;安庆长江臂构隧道穿越工程首次采用地压平衡法穿越粉细砂地层,创长输管道盾构隧道穿越长江跨度最大的国内纪录;宜昌长江盾构穿越连续掘进6351TI卵石层,创国内纪录.7处穿越工程技术难点及其处理措施可为类似管道穿越工程提供指导.关键词:川气东送;输气管道;长江穿越;盾构;钻爆;定向钻中图分类号:TE863文献标识码:AJII气东送管道工程是我国继三峡上稃,两气东输,南水北调,青减铁路之后的义一国家重大项目,线路总长2234km,起川东北普光首站,尔至上海末站,管道途经四川,重庆,湖北,江四,安徽,江苏,浙汀,上海6省2市.干线全K1635km,管径为1016mm,设计年输量为120×101TI,设计乐力为10MPa.除主十线外,还包括达化专线和川维,南京,金陵,西,海等支线.该管道工程采用盾构隧道,钻爆隧道及定向钻穿越等方式穿越K江7处,总长l5.3km,具体穿越位置分别为:长江上游的重庆忠县,湖北宜昌,长江游的湖北武,?义,黄石以及长江下游的江曲九江,安徽安庆, 江苏南京.1管道穿越方式管道通过江河可采用跨越和穿越两种方式,但是,在长汀上跨越施T存在以下缺点:①江阔水深,基础施上难度人;②为避免影响通航,必须采用大跨度,高净空的悬索和斜拉索或两者结合的跨越方式,实施技术难度较大,上程投资高;③管桥维护工作量大,需要武警驻守,维护费用高.因此,一般/1考虑采用跨越方式, 采用穿越方式.1.1穿越方案的选择要点(1)穿越位置和方式应符合长江河道整治规划和当地政府规划的要求.(2)穿越方案应委托十H关部门进行长江穿越工程的防洪评价,满足防洪要求.(3)穿越位置应选择河流水势较稳定的河段,与管道线路总体走向一致.(4)如果地质条件满足施工要求,施技术风险较小,依据选定穿越方案施I:;若地形,地质条件较差,施丁技术风险较大,则需选择备用方案.1.2穿越方案大型河流穿越主要采用沟埋敷设,盾构隧道,钻爆隧道,顶管及水平定向穿越法等方式施工.对于河道较宽,河水流速较大,通航H_来往船只较多的长江,沟埋敷设,顶管穿越难以应用,一般采用盾构隧道,钻爆隧道和水平定向穿越等方式(表1).1.2.1盾构隧道盾构隧道是利用盾构机械暗挖隧道的一种方法.盾构机前方设有支撑和丌挖上体的装置,中段安装千斤顶,尾部可以拼装预制或现浇混凝十衬砌环.盾构机每推进一环距离,就存尾部支护或拼装一环衬砌,并向衬砌环外围的空隙中压注水泥浆.盾构穿越适用条件较J一,但盾构机价格昂贵,施工费用较高.[327表1油气管道长江穿越方式对比穿越方式地形,地质穿越长度工期/(10嚣m)施工与运营维护环境影响HSE因素士笤适合粘土,粉土,定向钻穿越童霎,道预制场地隧道穿越穿越长度越长,回罄藿蒿较短.s～z度受管径和定向钻设备限制盾构隧道羹魅栅较长钻爆隧道岩石萎度基本不较长1.2.2钻爆隧道钻爆隧道法是按照新奥法利用爆破掘进,及时喷锚,模筑混凝土等进行暗挖隧道的一种方法.近年来,随着地质勘察,地质超前预报,超前探水,预注浆防水,光面爆破等技术的不断发展,钻爆隧道法穿越大江大河的技术方案得到广泛使用.其适用于基岩或土层不太厚的河流穿越,具有造价低,工程质量易于控制,管理维修方便,可增设管道,不影响通航等优点.1.2.3水平定向钻安全性可以满足要妻凝裳薯费用低;一次只能穿'越一根管好安全性高,维修方便,可多管同隧道敷不大,隧道弃4设;施工机械复杂,渣需占用土较好日常维护和运行费地堆放用较高安全性高,维修方便,可多管同隧道敷不大,隧道弃需人工巷2设;施工条件稍差,渣需占用土道作业,日常维护和运行费地堆放稍差用较高钻一个导向孔,随后在钻杆端部联接大直径的扩孔钻头和直径小于扩孔钻头的待敷设管道(提前组装好),最后进行扩孔和管道回拖.定向钻穿越是～种经济实用,安全可靠的穿越方式,具有对地表干扰小,施工速度快,施工精度高等优点,适宜穿越粘土,亚粘土,成孔条件好的沙层和软岩石等.1.3川气东送工程长江穿越方案根据地形地质,水文,规划等情况及长江穿越方案的特点,选择原则等,川气东送7处长江穿越分别采用定向钻穿越即按照设计轨迹,采用定向钻技术先钻爆隧道,盾构隧道及定向钻穿越方式(表2).表2川气东送管道穿越长江工程计划2工程特点,难点及处理措施2,1忠县长江穿越2.1.1基本情况该穿越段地表覆盖粉质粘土层较薄,厚约0.5ITI,河床底以砂卵石为主,厚5～151TI,右岸枯水时砂卵石边滩出露,下覆地层为侏罗系中统上沙溪庙组(J2s)地层,岩性以砂岩,泥质粉砂岩为主.该段工程采用钻爆隧道法施工,隧道穿越轴线位于重庆市忠县和石柱县之间的长江鲤鱼碛江段.隧道设计采用"斜井一平巷一斜井"的布置方式,工程全长1400m,其中,北岸斜井长313m,坡度28.;南岸斜井YangtzeRivercrossingofNGPipelineProjectSichuantoTheEastfr0ml■■_ 长332m,坡度30.;江底平巷长755m,隧道净宽4ITI,净高3.2m,为直墙平底半圆拱形.洞身采用光面爆破,锚网喷初支,模筑砼及钢筋砼永久支护的复合衬砌结构,洞内设计安装两条1016输气管道(1用l备).该穿越工程创长输管道过江隧道净空断面最大的国内新纪录.2.1.2技术难点对于江河穿越钻爆隧道,防治水是工程的技术难点.防治水措施采取及时与否,直接影响施工安全和工程成败.与同类工程相比,忠县长江隧道具有开挖断面最大,江面水域最宽,水位最深,斜井最长,地质条件复杂等特点.2.1.3工程措施采用留设安全防水岩柱,超前地质预报,超前探水,注浆堵水,控制爆破,集中排水,衬砌防水,地面截流等一系列技术措施,保障施工安全.2.1-3.1合理留设安全防水岩柱根据对工程围岩含水情况及地下水的补,迳,排条件分析,设计中参照《矿井地质手册》煤矿巷道和"三下采煤"相关公式计算隧道河床段特殊防水岩层厚度(H特)为44.13m,实际河床段隧道顶板以上岩层厚度为52.56m,因此实际防水岩柱厚度大于计算特殊安全岩柱层厚度,在不遇到长江河床特大导水裂隙的条件下,能够保证施工防水安全.2.1-3.2超前地质预报采用TSP203超前地质预报系统,地震波检测可以对隧道开挖作业面前方100~2001TI范围进行地质探测预报,确定隧道前方与周围区域的地质构造,以及地下富水区的位置和特征.对工程北岸斜井,南岸斜井及过江平巷进行地质预报:K0+127m—K0+2111TI 段,地下水稍发育,局部滴水;K0+127m—K0+151ITI 段,可能出现线状滴水;K0+21lm—K0+216m段,地下水比较发育;K0+216m—K0+2771TI段,地下水发育,局部有滴水;K1+319m—K1+1191TI段为中硬岩,地下水发育,可能出现大的涌水等.施工中对预报可能出现渗涌水段采取超前钻孔,注浆止水等措施,有效避免了穿水事故的发生.2.1-3-3超前探水在TSP203超前地质预报的基础上,对地下可凝段含水,富水区域采用超前钻探,遇水注浆方法,将隧道作业面前方用钻机打出70～93的钻孔3～6个,每孔深度为30~40rrl,进行探水,每次探水的搭接长度应超过l0m.若发现涌,漏水,立即注浆,并增加探水注浆孔的密度,经过效果检验孔证明无穿水危险后,再进行隧道开挖.为确保万无一失,每次开挖前,应进行短探,所谓短探,就是每次开挖前在作业面前方和周边按设计的短探布置图打出40～50的钻孔,深度为5～71TI,其密度按注浆扩散半径为1.01TI,每次短探与前次短探的搭接长度应超过2.01TI.长探是探测较大范围的富水情况,短探则是防止涌渗水事故的最后一道防线,两者互为补充,不可或缺.2.1.3.4注浆堵水如果超前钻探发现开挖面前方存在异常,例如围岩破碎,裂隙发育,钻孔水流量大,应立即停止开挖作业,采取预注浆堵水,防止水涌入开挖面;如果隧道已揭露的围岩暴露面出现集中出水,永久支护衬砌已完成的隧道出现渗漏水,或出于提高崮岩稳定性的目的, 均须采用后注浆进行堵水或加固.在水下隧道施工中, 往往会出现隧道周边多处岩石裂缝,渗水,隧道越长, 导水裂缝越多,汇集的渗水量越大,其处理方法是:将裂缝渗水段用钻机(或凿岩机)打孔,安导水管集中导流,导流管应超出二衬轮廓线20cm;二次衬砌后,向导流管内注入高压水泥浆,以堵塞分散的岩石裂隙水.2.1-3.5控制爆破为尽量降低导水裂隙带高度,在打眼和爆破作业中应打浅眼,少装炸药,控制裂隙发展和扩散,使爆破后的实际隔水岩柱超过设计要求的隔水岩柱,防止江水涌入开挖面.该工程采用光面爆破,严格控制炸药用量,严格控制超,欠挖,保证隧道外形尺寸控制良好, 减少支护工程量,加快工程进度,降低工程造价,最重要的是减小爆破松动范围,爆破裂隙深度和宽度,保障隧道安全施工.2.1_3.6集中排水采取隔水,探水,堵水,防水等措施,施工过程中配备完善的排水设备,及时排除渗入隧道内的水.对隧道开挖中未处理完的分散渗水,利用排水沟使其流入斜井(或竖井)底部的临时水仓,安设排水设备和管路, 将隧道内的水集中排至地面.这种排水设施,具有排I329放分散水和防止突然涌水的作用,冈此,排水设备和管路都必须有足够的备用排水能力.2.1.3.7衬砌防水衬砌防水方法主要有两种:一是采用防渗砼,根据水压,防渗砼的等级一般为$6~S12,忠县过江隧道设计防渗砼等级为S8;二是根据隧道防渗设计等级要求,采用隔水防渗材料,隔水防渗材料一般为无纺布, 隔水板和防渗透水管,使用防渗水管后,再进行注浆止水处理.2.1-3.8地面截流地面截流采用洞口边坡防护,排水沟疏导,洞口地面设立排水反坡以及合理设计洞口位置等措施,防止地面隧道洞口周围可能因洪水,泥石流等造成的灾害性水流(泥石流)进入洞内.在三峡库区莆水位175m 高程以上修建洞口和弃碴挡墙,将洞内弃碴全部堆放在三峡库最高蓄水位以上,防止弃碴对三峡库区造成不利影响.2.2宜昌长江穿越2.2.1基本情况穿越断面河床表层岩性为第四系砂卵石层,卵石含粘性土层,厚度为5～20m,下伏基岩为自垩系上统红灰色中厚层至块状粉砂岩,细砂岩夹砾岩,棕红色泥岩夹薄层粉砂岩.采用盾构法施工,北岸始发井位于湖北省宜昌市獍亭区方家岗村,南岸接收井位于宜都市红花套镇光明村,距忠武输气管道长江穿越隧道工程100m.隧道设计采用"始发井一隧道一接收井" 的布置方式,工程全长1405m,北岸始发井围护结构采用内径为12.1m的沉井,井深22m.2.2.2技术难点掘进是从卵石层出发,连续掘进卵石层635m,卵石粒径大小不一,最大可达500mm,硬度极大,最大抗压强度达340MPa.同时该地层上方经过采砂船的长期采砂作业,剩下大小不一的卵石,已经松散,地层极不稳定.国内尚无大江大河高水压条件下卵石穿越先例,施工中卡刀,局部坍塌现象非常严重,刀盘磨损严重.从2008年5月中旬至8月上旬(70余犬),进仓时间约占2/3,盾构掘进到10环,施工进度缓慢.2.2I3工程措施(1)采用水泥水玻璃胶体材料通过刀盘沣浆,改良作业面地质,封堵刀盘进渣孔,抑制作业面坍塌.同时改良泥浆配比,提高泥浆粘度切力,精确建立泥水平衡操作模式.(2)卵石层盾构掘进对刀具的维修,保养和使用提出了更高的技术要求,需定期进入气压舱对刀具进行检查,并根据刀具磨损情况予以更换.同时采用国产刀具替代部分进口刀具.通过多次换刀作业,作业人员基本掌握了在高压下更换刀具,焊接作业的操作要点,总结出一套行之有效的安全保障措施,对刀具的维修和保养也取得了一定经验.另外,针对不同的地质条件,应采用不同类型的刀具.(3)在松散的卵石地层,无法安装保径刀具,待进入稳定地层后,再安装保径刀具.由于原有刀座已经损坏,需重新设计安装方式.(4)刀盘与盾壳之间的缝隙过大,需要焊接直径为60cm的圆铡,以防止卵石再次进入消耗刀盘扭矩和扰动地层.(5)将封住刀箍歼口的几块刀盘割开,使大直径孤石进入,减小推力消耗和刀盘,刀具的磨损.(6)采用焊接方式安装全部弧型刮7J,一定程度上起到了刀盘保径的作用.(7)开展泥浆配比实验研究,时刻监控卵石层和粘土层交界处的掘进作业,调整泥浆配比,确保地层交界处掘进作业的顺利进行.通过上述技术措施,有效解决了长距离卵石层掘进面坍塌的关键技术难题,创造了连续掘进635m卵石层的国内最长纪录,入选第l3批中国企业新纪录.2.3黄石长江穿越2.3.1基本情况该穿越段地层上部为第四系松散堆积层,下部为三叠系灰岩.第系地层以粘性土为主,上部夹淤泥质土,下部夹砾石,透水性较好.三叠系灰岩,青灰色,块状结构,薄至中厚层状构造,节理较发育,含方解石脉,透水性一一般.南岸始发井位于黄石市阳新县黄颡口镇F堡村,北岸接收井位于黄冈市蕲春县蕲州镇扎营港村.隧道设计采用"始发井一隧道一接收井"的布置方式,工程全长为1407133,其中,利用盾构法施工隧道1361m,利用钻爆法施工隧道22.O0m.始发井,接YangtzeRivercrossingofNGPipelineProjectfromSichuantoTheEastI■■_ 收井土层采用明挖法施工,岩层采用钻爆法施工.上始发井内径为1lm,上部布置一层800高旋喷桩进行地质改良.接收井内径为8.5m,上部布置两层500高压搅拌桩进行地质改良.盾构隧道为圆形,内径为2440mill,环片厚度为250mm,环片外径为2940mm;每环环片分6块,问设EPDM橡胶止水密封条,衬砌环采用顺缝或错缝拼装.隧道内布置一条1016管道.2.3,2技术难点(1)地质和水文条件复杂,隧道断而岩性分布不均匀且有明差异,盾构穿越地层有石灰岩,砾砂和细砂.石灰岩度为10~40MPa,盾构机既要满足砾砂,细砂地层的稳定切削的要求,又要能够破除较软岩,盾构掘进难度很大.(2)过对隧道所经地层地下水位情况进行分析,隧道掘进承受最大水J玉为0.47MPa,盾构的防水和稳定]_作而的能力是决定工程成败的关键之一.(3)盾构机需两次穿越长江大堤,应采取有效措施减少掘进扰动,控制注浆质量,尽量减少施工带来的沉降量,具有一定难度.(4)竖井与隧道施1=防水处珲也存l在一定难度.23_3工程措施(1)盾构机刀盘采用复合式刀盘设计,刀具配置可随着地层变化而相应更换盘形滚刀,刮刀或刀,提高刀具对地层的适廊性.(2)盾构机设置气锁系统,确保操作人员可以安全进入刀盘内检查更换刀具,满足安全操作的要求.(3)该工程施]=所用A VN2440DS盾构机抗水压工作能力为0.5MPa,其防水能力设计为_L作压力的1.5倍,刀盘丰轴承与刀具防水耐压为1.0MPa,可以满足工程的实际需要.为了确保盾构机在高水下安全掘进,盾构设计了盾尾密封系统,即盾构机盾尾设置3道钢丝密封刷,向密封刷内注入专用密封油脂,能够有效防止地卜水通过盾尾进入盾构机内;另外,盾构机的切口环,支承环和盾尾之间的连接部均安装橡胶密封,可以有效防止地卜水进入盾构机内.(4)为防止盘表面在软土粘性地层形成泥饼,掘进受阻,盾构机配备了高压水冲洗刀盘装置.(5)根据隧道内地层的软硬不均匀性,合理选择掘进参数范围,以确保刀具破岩时不会造成局部刀具超负荷工作,避免不正常的刀裂损或刀具轴承破坏;同时密切关注掘进状况和掘进参数的变化,并及时进行分析和判断,随时调整掘进推力和J衙转速.(6)软硬不均地层的盾构掘进方向容易产生较大变化,因此,采用在仪征～长岭管道黄石长江穿越工程的成功经验,进行盾构施工掘进方向控制和操作,以保证掘进方向的控制精度,避免纠偏超挖带来地层变形过人的危险.2.4武汉长江穿越该穿越段位于武,7义市汉南区汀夏区之问,水面宽约1910m.始发场地位_]湖北省武汉市汉南区纱巾lj镇;到达场地位于对岸的江夏区金口镇中湾村.两岸场地均位于国家一级大堤之卜,北岸竖井距大堤约130m,南岸竖井距大堤约l50m.隧道设计采用"始发儿一隧道一接收井"的布置方式,工程全长1970m,始发井地卜连续墙作为基坑围护结构,平面尺寸为13m×8m,深度为26m,地下连续墙厚度为600mm,竖井擘内衬为800mm,采用609×16钢管支撑.接收井结构与始发井相同.盾构隧道采用管片拼装式衬砌,管片外径35401TlIn,内径3080mm,厚度230mm,环宽为1.2m,每环管片由6块钏筋混凝十预制块构成.该穿越段与黄石长江穿越的地质条件类似,技术难点和处理措施也基本相.2.5安庆长江穿越2.5.1基本情况该穿越段采用盾构泫施]一,上程全长为2770m,隧道穿越轴线位于安庆市海口镇南埂村和池州市东至县大渡口镇杨套村之问的长江汀段,是川气东送管道工程穿越最长的过江隧道.隧道设计采用"始发井一隧道一接收井"的布置方式,始发井围护结构采用SMW工法施工,围护结构尺寸为11.61"171×20.6m的矩形结构.同护桩使用直径为850mm的三轴深层混凝土搅拌桩,深度为23m,桩内安插HN700×300×13x24型钢,间距为600l'rll"n,竖井开挖过程中井壁采用直径为609mm的钢管支撑, 并设置4个深度为23m的降水管井.始发井二衬混凝十厚为1.0m,净空尺寸为171171x8m的矩形结构, !!:!厂I31深度为l2.5m,中间设置厚度为800nllTl的隔墙,竖井底部设置4个500rnmX500mm的集水坑.接收井围护结构采用1m厚的地下连续墙施工,深度为53m,围护结构尺寸为9.2mX20.2m.竖井二衬混凝土厚度为1.2m,净空尺寸为17m×6m的矩形结构,深度为29.4m,中问设置厚度为800mm的隔墙,采用逆作法施工.隧道为圆形断面,净空为2440mm,采用盾构法施工,全长约为2770m,北岸以2.5%下坡,南岸以3%上坡.盾构隧道采用管片拼装式衬砌,管片外径为2940rnm,内径为2440mill,管片环宽1m,每环管片由6块钢筋混凝土预制块构成.洞内设计安装～条直径为1016mm输气管道.2.5.2技术难点(1)安庆长江盾构隧道穿越具有江面水域宽,隧道长,水位深,水压大,竖井深,地质条件复杂等特点. (2)隧道穿越地层主要为粉细砂和中砂混圆砾地层,隧道接收段地层为粉细砂层,且紧靠长江,地下水位高,水压大,地层稳固性差,极易使盾构机到达接收井内时发生涌水涌砂,隧道坍塌,地表沉降等事故. 2.5.3工程措施(1)当盾构刀盘切入接收井连续墙30cm(占连续墙总厚度的3/10)时,刀盘内降压无法达到开仓条件, 且从刀盘卸压阀放出的水中夹带着粉细砂,停止盾构推进作业.(2)为便于盾构安全出洞,避免贯通时发生涌水,涌砂,向竖井内回灌高度为6m的砂和高度为29.4m 的水(同当时长江水位),以保持井内外水压平衡,并模拟盾构在长江下掘进.(3)在盾构继续推进之前,首先安装洞门环向注浆管,重新砖砌洞门,安装帘布橡胶板;填砂灌水完成后,待井内水位和长江水位标高一致时,方可盾构推进.盾构贯通连续墙后,停止排碴,通过盾构推力向前推进,直至盾尾全部进入竖井后停止掘进作业.最后, 盾构环片拼装至连续墙位置.(4)由于盾构外径比管片外径大,盾壳与管片之问存在间隙,盾构在推进过程中,会造成洞口段管片顶部砂和米石回填不饱满而形成空洞,影响洞口段注浆封堵效果.因此,应采取在洞口上方预埋两根100的钢管,待盾构推进后,通过它们向洞口位置回灌砂浆, 将管片四周回填饱满.(5)盾构在推进拼装管片过程中,同步每一环注水泥浆,浆的凝固时间控制在4～6h(在浆液内掺入速凝剂),每一环注水泥浆量约为2m.(6)盾构停止掘进后,先在接收竖井利用预埋的环向注浆管向洞口段先灌注单液浆,后灌注双液浆.接收井洞口段灌注完毕后,再由平巷道内向外灌注双液浆和聚氨酯封堵.安庆长江盾构穿越工程创造了国内长江水下天然气管道盾构隧道穿越跨度最大(2770m),国内长江天然气管道盾构隧道穿越粉细砂地层最长(2770m),国内盾构隧道穿越粉细砂地层首次采用地压平衡法成功贯通接收的企业新纪录.2.6九江长江穿越2.6.1基本情况该穿越段工程场地属扬子地层区,揭露地层主要为第四系全新统冲积层(Q4a1),第四系上更新统冲残积层(Q3a1),下第三系新余群泥质粉砂岩,砾岩(Exn).采用定向钻穿越主河槽,过长江大堤为爬堤方式,江滩段采用大开挖加配重压袋敷设方式.入土点位于江西省九江市金鸡坡油库东侧约为100m长江南岸大堤以内(北),九江石化长江码头2号和3号趸船之间:出土点位于湖北省黄石市黄梅县长江北岸大堤以内(南)长江漫滩上.定向钻入土角为16.,出土角为7.,穿越长度为2199m,管径为508IlllI1.2.6.2技术难点通过勘察,在入土点附近中风化砾岩中(ZK42,ZK43)遇到溶洞构造,其顶面埋深为15-3～19.2rn(标高一9.52～一19.10m),洞高为1.2～1.4m,溶洞内充填软塑状粉质粘土及灰岩,硅质岩圆砾.定向钻穿越溶洞风险较大,设计中采取绕避措施.由于地形和溶洞的限制,定向钻入土角高达16.,而定向钻穿越长度较长(约2200m),穿越主要地层为中风化泥质粉砂岩,砾岩,施工难度较大.2.7南京长江穿越2.7.1基本情况南京支线长江主河道穿越场地属扬子地层区,揭露地层为第四系全新统(Q4a1),上更新统(Q3a1),白垩系上统粉砂质泥岩,泥质粉砂岩(K2P).该工程位YangtzeRivercrossingofNGPipelineProjectfromSichuantoTheEastl■■_ 于三江口入江口下游约300m处.采用4条定向钻穿越长江(表3),合计穿越长度为3910.17m.表3南京长江穿越情况2.7.2技术难点和措施(1)穿越位置位于南京市龙潭新城规划区内,穿越方案的选择和确定需要与长江水利委员会,南京市规划,水利,港口,海事,航道等部门协调.(2)穿越位置下游有西气东输备用线(406),甬沪宁原油管道(508),仪征一金陵管道长江穿越(406)及两条光缆,均采用定向钻穿越,与穿越工程存在交叉敷设.(3)4条定向钻穿越的主河道入土点,支汉河出土点位于江心乌鱼洲上,南大堤入土点,主河道出土点,支汉河入土点和北大堤入土点位于长江两岸滩地上.根据相关规定,汛期长江河道内不能进行施工,因此穿越施工作业必须在长江主汛期到来之前完成,时问非。

谈SMW工法桩在地下工程中的应用摘要: SMW(Soil-cement Mixed Wall)工法又称加劲水泥土桩，是一种在互相咬合的水泥土搅拌桩中插入H型钢而形成的复合结构，水泥土搅拌桩止水，H 型钢为主要受力结构，相比传统的地下连续墙、钻孔排桩围护形式比较,具有工期快、造价低、施工方便、对周围环境影响小的特点和优势。

近年来已大量应用于轨道交通、市政基础设施和地下建筑工程中。

通过在地下工程中SMW工法桩施工经历,我对控制SMW工法围护桩有了一定的认识。

关键词:SMW工法桩，地下工程，应用Abstract: the SMW (Soil-cement Mixed Wall) method and reinforced cement pile says, is a kind of bite each other of mixing pile to insert h-beam and the formation of the composite structure, cement-soil pile to stop water, h-beam as the main force structure, compared with the traditional underground continuous Wall, drilling row pile retaining form is more, with period fast, low cost, convenient construction, the impact on the environment of the small features and advantages. In recent years have been extensively applied in rail transit, municipal infrastructure and underground construction project. Through the in underground engineering SMW pile construction experience, I SMW method to control the retaining piles with certain understanding.Keywords: SMW pile, the underground engineering, and application一、SMW工法桩简述SMW(Soil-cement Mixed Wall)工法又称加劲水泥土桩,是一种在互相咬合的水泥土搅拌桩中插入型钢而形成的复合结构。