[12-11 16:59:29] 来源：http://www.tmgc8.com 铁路工程 阅读：3594次
摘要:本文作者结合地铁隧道施工工程实际情况,论述了利用自行加工的小导管,采用超细水泥注浆加固粉土地层施工技术,解决了施工中涌水、流泥、流砂等技术难题,保证了工程的顺利进行。
关键词:超细水泥;加固;粉土地层
1、工程概况
北京地铁十号线呼家楼站～工体北路站区间隧道穿过粉土、细纱层、中砂层,易产生蠕动现象,开挖后自稳能力差,易塌陷,地面沉降难以控制,施工难度较大。开挖面隧道右线39m长范围内,为粉土层,出现涌水、流泥、流砂,采用拱部超前小导管注浆加固止水效果不佳,不能解决地层坍塌难题,初支开挖无法通过。经研究采用全断面注超细水泥浆加固地层,解决了涌水、流泥、流砂难题,安全、优质、快速地通过了困难段,保证了施工工期。
2、小导管施做
小导管超前注浆加固技术,是浅埋暗挖隧道在软弱围岩施工中非常重要的手段之一,小导管不仅起到了超前管棚的作用,而且通过注浆工艺提高了围岩的自稳能力。
2.1 小导管制作
小导管的制作加工长度为6m,前端加工成圆锥形并予以封焊严实,管中线和锥体同中线,锥体长度为15cm,管身用台钻加工溢浆孔,孔径φ6mm,溢浆孔外用φ8mm钻杆扩孔,用铝片封孔,防止小导管打设时溢浆孔堵塞。
2.2 小导管管位布设
根据施工设计情况,开挖面两拱脚到拱肩位置小导管布设为间距30cm,长度6m呈梅花型布置;拱脚下1.8m小导管布设为间距40cm,长度6m,呈梅花型布置。
2.3 煤电钻引孔
在粉土和粉质粘土中打设6m长的Φ32mm小导管很难施工,所以先用煤电钻钻取5.5m深孔,孔径30mm为宜,引的孔比小导管短和小,便于小导管打入后和周围土体接触密实,注浆时防止浆液沿管流出,压破止浆墙。
2.4 安设小导管
安设小导管时应对准管孔的方向和角度,用风镐顶入,管尾端在同一剖面且外露30cm。
3、止浆墙施工
小导管施工完成后,用棉纱封堵好管口,挂网喷射10～15cm厚混凝土。
4、注浆
4.1 注浆参数的确定
1)注浆扩散半径:根据地层情况,现场试验实测浆液扩散半径为0.2～0.25m。
2)注浆量的计算:单根小导管浆液注入量QL可按下式估算:
QL=πRK2Lηαβ
式中
RK—浆液扩散半径;
L—小导管长度,4m、6m;
η—岩体孔隙率,可值0. 35～0. 5;
α—浆液有效填充率,约0.3～ 0.9;
β—浆液损耗系数,可值1.1～1.5。
6m单管注浆量QL=3.14×0.22×6×0.5×0.8×1.2=0.36(m3),4m单管注浆量QL=3.14×0.22×4×0.5×0.8×1.2=0.24(m3)。
3)注浆压力:在粉土和粉质粘土中注超细水泥,终压力控制在2MPa
4.2 浆液配制
1)浆液配合比
超细水泥注浆采用超细水泥浆-水玻璃双液浆,浆液配比为:
超细水泥浆为超细水泥:水:缓凝剂(磷酸氢二钠)=1:1:0.02
水玻璃浆为30Be\'
双液浆为超细水泥浆:水玻璃=1:1
2)浆液配制
浆液配制时超细水泥浆采用搅浆机搅拌,搅浆机容桶容积为140L,施工时开动搅浆机,在容桶内放入100L水,倒入2Kg缓凝剂,匀速倒入100Kg超细水泥,搅拌均匀后放入储浆槽;水玻璃倒入注浆桶,稀释到30Be\'。
注浆时超细水泥浆和水玻璃浆1:1注入。
3)注浆次序
超细水泥注浆主要是加固开挖面土体为目的,布设小导管比较多,所以,注浆时各管之间要有相互的影响,受前期注浆孔的影响,后期注浆孔的注入浆液会随着浆液压力或其它因素而发生偏流,为了获得均匀的流动,得到良好的注浆效果,具体注浆次序规定为,从外向里注,从下向上注,隔1注1施工。
4)注浆
注浆使用活塞式双液注浆机(GZJB),注浆机最大压力为7MPa。施工时先把小导管连接好,注浆前先压水试验管路是否畅通,然后开动注浆泵,通过闸阀使超细水泥浆与水玻璃浆液在注浆管内混合,再注入小导管,压入地层。
4.3 注浆效果检查
注浆效果检查采用开挖后根据开挖情况检查,浆液扩散范围内土体固结,开挖时不塌落,视注浆合格。
5、质量控制
1)严格控制小导管的长度,溢浆孔布置要均匀,间距符合设计要求,前端锥体长度不小于15cm,且锥体中线与小导管中线在同一中线上。
2)引孔时严格按照设计钻孔,长度不能超过小导管长度,孔径不能大于Ф35mm,小导管打设时,管插入方向与成孔方向一致,管外露不小于30cm。www.tmgc8.com
3)浆液调制采用计量准确的计量工具,严格按照设计配方配料。
4)应严格按照顺序分布进行注浆施工,当压力突然上升或从孔壁、地面溢浆时,应立即停止注浆。每段注浆量应严格设计进行,跑浆时,应采取措施确保注浆量满足设计要求。
5)注浆完成后,应采用措施保证不溢浆、跑浆。
6)整个注浆施工应密切注意和防止地面出水溢浆、隆起等情况,加强对施工地段的沉降观测。
6、 结束语
超细水泥具有普通水泥的性质,但它的粒径比普通水泥小的多,一般水泥的粒径在44～100μm范围内,这些颗粒通常是难以使水泥浆液注入渗透系数小于5×10-1cm/s的砂层或裂隙宽度小于0.2mm的岩土体中的。而超细水泥的粒径在4～10μm,比表面积在8000cm2/g以上,这一性质使超细水泥浆液有很好的可注性,能注入渗透系数为10-3～10-4cm/s的细砂层。超细水泥与化学浆液的注入性相似,结石强度却高于化学注浆材料,对地下水和环境均不产生污染。超细水泥浆液龄期3d的结石强度可达25.0MPa以上,91d龄期可达62.0MPa。
超细水泥注浆加固粉土地层施工技术,具有设备简单、操作简便、作业面小、施工周期短的特点,通过施工中对粉细砂及黏土等低渗透性地层的止水和加固,解决了涌水、流泥、流砂等难题,为全线贯通打好了基础
