SMW工法在隧道工程中的应用

陆海波 毛海波 /南通路桥工程有限公司



SMW工法在隧道工程中的应用

陆海波 毛海波 /南通路桥工程有限公司

【摘 要】SMW工法施工对周围环境影响较小，不会对周围土体造成扰动，而且施工速度快，能够适用于多种土质的基坑支护与地基加固工程中。本文结合个人工作经验对SMW工法在隧道工程中的应用及质量控制重点进行探讨，对提高隧道工程建设质量具有非常重要的意义。

【关键词】SMW；隧道；工艺流程

前言

在当前隧道工程建设中，SMW工法的应用越来越广泛，该施工方法适用范围广，质量易于控制，施工效率也高于其他方法，对于工程工期的控制优势明显。不过，这种方法在使用的时候也存在着一定不足，比如施工机械设备现场组装难度较高，需要很长时间来进行调试，占地面积大，而且在施工过程中安全隐患较高。所以，为了提高SMW工法在隧道工程中的施工技术水平，本文对其工艺流程以及质量控制等方面进行了探讨。

1.SMW工法的适用范围与原理

1.1适用范围

SMW工法主要适用于现代工程建设中基坑支护与软土地基的加固处理，适合多种土质条件，比如各种淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土等等，不会影响到SMW工法的应用，均显示出其优良的性能。

1.2原理

该施工技术的防渗性能主要是利用水泥搅拌桩中水泥与水之间产生的物理、化学反应，增强了软土地基的强度，提高了其水稳性。由于水泥成分中含有大量的CaO、SiO2、Al3O2与Fe2O3，在使用过程中会发生反应，形成多种物质，遇到水发生水解与水化作用。在矿物与水反应后生成大量的水化物，这些水化物分为两部分，一部分不断硬化，形成了较为坚硬的水泥石骨架。另外一部分则和周围的土体产生反应，水泥水化后产生的凝胶离子具有较高的吸附作用，将土团颗粒粘结在一起，因此而凝结成比较为严密的水泥土团结构，起到提高强度的作用。在水化作用中大量的Ca(OH)2、CaSO4等，在水中与空气中不断硬化，从而提高了加固体的强度，并且结构严重，有效的阻挡了水分的渗入，增强了水稳性。

2.SMW工法在隧道施工建设中的应用

在隧道工程建设中，SMW工法的施工重点与难点主要包括以下几个环节：施工前的准备、水泥搅拌桩施工、H型钢打入等，这几个环节的都会对施工质量产生重要影响。

2.1施工前的准备

场地清理：施工机械在进入施工场地之前，要按照“三通一平”的标准做好施工前的准备工作，对于软弱地面需要垫好走道板，以免出现桩机倾斜问题。

机械设备：由于SMW工法对水泥搅拌桩的质量有着较高的要求，因此在施工的过程中大都是选择双轴或三轴搅拌桩进行施工。在施工前要做好设备的调试工作，保证设备运行良好。

对施工材料的控制：在施工中要加强对建筑材料的管理与控制，按照要求做好材料的采购、运输、储存、申领工作。

2.2水泥搅拌桩施工

按照施工图纸要求开挖沟槽，确定桩的位置与型钢的位置，安装桩机要保证其平稳。在施工过程中要控制好混凝土的搅拌、注浆速度等环节，对于水泥等原材料的用量与配合比进行严格的控制，并做好详实、准确的记录，切勿留下隐患。按要求做好试块取样工作，对于制作好的试块要进行编号、记录，并进行养护，到龄期以后送交实验室进行抗压强度试验。

2.3H型钢施工

在施工中要方便将H型钢拔出，需要提前先预热并在型钢表面涂减摩剂，以提高型钢的重复使用率。要想保证施工质量，型钢插进水泥桩的时间要按照搅拌施工完成后的时间，不能超过3个小时。在型钢起吊过程中要保证其垂直状态。要确保定位卡的牢固，保持水平状态，再把H型钢通过定位卡慢慢的、垂直插入到水泥搅拌桩内，始终要保证H型钢的垂直状态，在H型钢插入达到标准要求后进行固定，并对溢出的水泥进行清理。如果在H型钢插入时没有达到施工要求，就必须再提升型钢重担下插，在这一过程中同样做好对型钢的控制。

3.在隧道工程施工中SMW工法的质量控制

3.1对水泥搅拌桩施工质量的控制

在水泥搅拌桩施工中常常会因施工原因造成桩体偏移、桩身垂直度控制不好、搅拌不均匀等等问题出现，因此在质量控制方面需要做好以下几个方面：

对桩体偏移的质量控制：要按照工程图纸的技术要求进行测量放样，利用精密的测量仪器进行精准的定位。为了保证桩位准确，在沟槽开挖过程中可以铺设导向定位型钢，并标示出钻孔的位置，不能出现钻孔轴心偏移出现。

控制好桩身垂直度：要保证钻孔的深度达到设计要求，运用钻杆与桩架的相对位移原理，设置钻孔深度标尺，有效保证钻孔的深度与速度，使桩体始终保持垂直。

确保搅拌均匀：结合深度要求，要保证钻机的螺杆匀速工作，利用高压喷气的方法对孔内的水泥土进行拌和，整个过程中要均匀搅拌。

控制好喷浆量：在施工过程中对水泥流量、注浆压力进行手动控制，对每次搅拌中的水泥用量和液面的高度进行严格的控制，并对水泥浆液的密度进行检查。

预防出现断桩：在压浆过程中如果出现断桩后果非常严重，施工过程中要保证浆液输送顺畅，均速注浆，不允许出现夹层的情况。施工过程中如果发生管道堵塞的问题，要马上停机处理。等到问题解决后要将钻具向上或向下1.0m才能继续注浆，等10～20s后恢复正常搅拌，可以有效的防止出现断桩。施工现场要做好临时停电预案，以免突然突然停电对工程造成影响。

3.2加强对H型钢施工质量的控制

在SMW工法施工中，H型钢可以重复循环使用，但是在实际工作中经常会出现材料质量不合格、插拔困难、插入的深度不够等等，这些都会对隧道工程施工质量影响。

保证H型钢的质量：根据基坑工程设计的要求对H型钢的厚度、平整度、焊接质量等相关的控制环节进行严格的控制。

针对插拔困难：型钢变形是造成插拔困难的重要因素之一，在型钢进入场地的时候要逐根吊放，底下垫枕木防止变形。在插入前要检查型钢的平整度，保证其平面光滑平整，才可能够顺利插入水泥搅拌桩内。对于型钢的定位进行严格的控制，保证定位准确，并进行检查。在安装前要热涂减摩剂，不允许出现遗漏。

4.结束语

SMW工法在隧道工程软基处理与基坑围护工程中应用越来越广泛，并且发挥着非常重要的作用，但是也存在着一定的缺陷，比如施工成本高、泥浆不易处理、型钢容易损坏等等，因此需要我们不断研究，不断创新与改进，进一步优化施工方案，保证施工方法的科学性与合理性。

参考文献：

[1]刘晓峰.混凝土内支撑加SWM工法桩在软土深基坑支护中的应用[J].福建建筑，2013，（5）.

[2]王韵.SMW工法与混凝土支撑在深基坑支护中的应用[J].福建建设科技，2012，（3）.

[3]刘莉莉，吕忠慧.三轴搅拌桩施工工艺与质量控制[J].黑龙江科技信息，2010，（15）.