无收缩注浆的富水联络通道二重管加固工程质量讨论

无收缩注浆的富水联络通道二重管加固工程质量讨论

王玉玺

中铁十局集团第一工程有限公司 

摘要：日本引进的可用于定向、定量、定位注浆加固的地质整治新技术--二重管无收缩WSS注浆技术。通过高压双液注浆，对土体进行改良，并将注浆范围重叠，在隧道周围形成防水帷幕，从而达到注浆加固的目的。

关键词：注浆、加固

引言

区间联络通道施工为地铁工程中高风险项目，若土体加固效果不好，开挖时极容易造成涌水涌砂、地面塌陷等安全事故各地区、各工程水文地质条件千差万别，联络通道建设既要保证安全质量，又要综合考虑工期、造价等，因此选择加固方案尤为重要，适用性广，经济效益高，是一项综合考虑的工程。

1.工程概况

1.1工程简介

茶亭站至达道站区间长1.2公里，隧道管片外径6.2米，内径5.5米。在上行线里程SK11+856.25设联络通道兼泵站一处，隧道中心标高-18.202m，隧道埋深24.5m，线间距为12m。

图1 联络通道及泵站位置

本联络通道及泵站上方为广达路，广达路现状宽约21m，为城市主干道，道路下方有污水、通讯及电力管线。两侧主要为居民住宅小区及写字楼。西侧为世茂臻园，30层，桩基础；东侧为广达新村居民小区，9层，桩基础。

图2 联络通道及泵站周边环境

1.2地质情况

地勘资料显示，联络通道兼泵站处地质为⑫a黏土，上部为⑧1淤泥质土。

图3地质纵剖面图              图 4地质纵剖面

1.3水文情况

第4系疏松岩类孔隙潜水主要存在于杂填土层和浅部上层黏土中，黏土透水性较弱，多为微透水层。含水层水量少，水位埋藏深度在1.55~3.2米之间。

2.施工技术

2.1总体方案

联络通道及泵房加固范围为开挖断面外廓2.3m，采用单向注浆施工工艺，即从联络通道一端注浆，成孔为小型机械钻孔。

联络通道及泵站布孔方案：在洞门开挖断面的环向梅花型布设二圈注浆孔，注浆孔孔径φ42，间距为40-100cm不等，通道断面内间距1m布设。通道下方按单孔多角度与顶部注浆孔呈放射状态注浆，外插角为0-30°。

图5 联络通道及泵站WSS注浆孔布孔平面图

图6 联络通道及泵站WSS注浆孔纵剖面图

2.2施工工艺流程

图7  WSS注浆工艺流程图

2.3人员及机具配备情况

人员配置：4名钻机操作手、2名注浆机操作手和4名制浆机操作手。

投入TXU-75A型钻机双管单动回转钻机、SJY—双层立体式搅拌机、SYB—60/160型注浆泵各一台。

图8  WSS注浆设备

2.4施工工艺

(1)开孔：将孔对准孔位，按设计角度开孔，用开孔器(金刚钻钻头取芯)。炮口直径50mm，炮口位置偏差控制在±3cm范围内，炮口角度偏差不大于1°。

(2)钻机就位：采用TXU-75A双管单作用旋转钻机钻探。钻机按指定位置就位，调整钻杆的垂直度。对准孔位后，钻机不得移位，也不得随意起降。

(3)钻孔、成孔：第一孔施工时，在地层条件下，掌握地层对钻机的影响，确定钻探参数，需要缓慢作业。密切观察溢水出水情况。如出现大量溢流和积水，应立即停止钻孔，分析原因后再进行施工。每钻一节后，检查一节，发现偏差及时改正。

(4)回抽杆：每步回抽范围不超过15~20cm，回抽速度均匀。

(5)料浆比:料浆混合采用 sjy-双层三维搅拌机，料浆混合采用精确计量工具，按设计公式进行。

(6)注浆：注浆采用SYB—60/160注浆泵。根据土层的胶凝时间、孔隙发育程度、注浆材料的黏度、入水压力等确定注浆压力的大小。注浆压力由经验确定，按 P = 0.016*注浆处埋深公式计算。连接通道与泵站埋深 24.2m，注浆底部埋深 35.6m，注浆压力控制在 0.3-0.6MPa。

注浆顺序从上到下，从内圈或外圈开始。注浆压力达到要求后，将每注投浆量记录下来，折算成每米投浆量就可以了。每米注浆量根据现场地质条件确定，一般水泥 1200kg，水玻璃 1400kg，WSS 注浆液 20kg。采用 AC 液作为隧洞开挖范围外的浆体，形成强度高的支护土，在隧洞开挖段采用 AB 液，形成止水效果好的土体。

(7)开始注浆时，低压慢速注浆，视地层情况而定。出现压力骤升或漫过孔壁等情况是要立即停止注浆。在查明原因对注浆设计参数进行调整后重新注浆。临时停工复注时，注浆搭接长度不应小于20cm。

注浆结束后，要逐段清洗钻具，防止在高压歧管及钻杆内凝结浆液，对下道工序的使用造成影响。

(8)注浆效果检查：注浆施工结束后，对连接通道的采掘面进行钻孔，对土体进行检查。巡视孔数为2-4个，观察填浆、巡视孔内积水情况。检查孔的进水应在0.2升/分以下。加固后的土体，主要指标：抗压强度无侧限≥1MPa，渗透系数≤10-7cm/s。

(8)2.5技术主控指标

（1）钻孔及注浆

注浆压力控制在0.3-MPa，扩散半径1.0m，浆液初凝时间：30s~1min，注出率：20%-30%。30s～1min，注入率：20%-30%。

表1 注浆标准

（2）浆液配合比

WSS无收缩注浆有三种类型：普通型CW-3C、高强度CW-3B和超高强度CW-3A。如下表所示，无收缩注浆的标准配置：

表2 无收缩注浆液标准配比

（3）质量效果

注浆效果

3.质量保障措施

(1)钻孔施工：钻机准确定位，钻孔位置及偏斜度要重点控制，开钻前的钻头点位与布孔点之距相差不大于3cm，钻杆度不大于1°。

(2)注浆配合比：根据地质实际情况，实时调整注浆配合比，以保证注浆效果。

(3)注浆：注浆压力严格控制在0.15~0.3MPa范围内，当压力突然升高或溢出孔壁时，应立即停止注浆，跑浆时，采取措施保证投浆量达到设计规定。

(4)注浆结束后，应采取措施，保证注浆不溢出、不流出。

(5)各工序应指定专人负责各工序的运行记录。

4.安全措施

（1）控制注浆压力，防止地面顶部裂缝。在地下洞穴注浆时检查地面。由于地质关系不同，地层中可能存在空隙，容易产生沿空隙的浆液，使地面开裂，因此需要及时调整注浆压力，采用间歇注浆。

（2）每次注浆时，仔细检查安全阀和压力表的灵敏度，并调整到规定的压力位置。

（3）安装高压管道和泵头组件时，必须拧紧每根电线的连接，以确保连接良好。

（4）在注浆过程中，现场人员禁止呆在注浆孔附近，以防密封剂冲孔阀破裂伤人。

(5)注浆过程中不能随意断水断电。必要时一定要事先告知。注浆完成并冲洗后，可切断水和电源。

(6)施工注浆时，一定要有专门的机械、电器维修人员，做到机械、电器故障处理及时；正确使用劳动防护用品。

5.关于联络通道加固方案的进一步思考与研究

（1） 地铁段连接通道施工中最大的风险是隧道和泵房开挖过程中的涌水和涌砂。为防止水和沙涌，应将水位降低至隧道底板以下，并在施工区域外形成止水帷幕。

（2）目前，接触通道的常规施工方法是地面喷射注浆桩加固与降水井施工相结合。然而，由于地面条件的影响，旋喷桩加固效果较差，降水井的施工受到限制，无法保证接触通道的安全顺利施工。

（3）采用WSS工艺进行联络通道注浆能够形成较好的止水帷幕，针对特殊情况，再添加遇水膨胀性材料，止水效果更佳。

参考文献

[1].《盾构施工技术》主编：陈馈 洪开荣 吴学松2008

[2].《广州地铁三号线北延段盾构隧道工程施工技术研究》主编：王晖 谭文 黄威延 2012

[3].《地铁区间隧道旁通道施工及监测技术》主编：张庆贺，宋杰，阮林军2001

[4].《地铁盾构区间联络通道施工技术》隧道建设，王二平 刁国君，2007，27（增刊2）

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