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      水平深孔端頭加固在地鐵施工中的應(yīng)用

      2021-09-10 20:13:59滕云
      商業(yè)2.0-市場與監(jiān)管 2021年2期
      關(guān)鍵詞:端頭水玻璃漿液

      滕云

      摘要:本文以沈陽地鐵4號線盾構(gòu)區(qū)間為施工背景,分析了水平深孔注漿加固在地鐵施工中端頭加固的作用,怎樣避讓管線繁多的地層進(jìn)行端頭加固的種種措施。

      關(guān)鍵詞:端頭加固;水平深孔注漿;地鐵施工;盾構(gòu)法施工

      1.引言

      目前,對于端頭加固地層安全方面已有大量的研究,但對于水平深孔后退試注漿加固研究較少,其加固方案的設(shè)計(jì)關(guān)系到工程是否能安全出洞。

      2.工程背景

      2.1工程概況

      盾構(gòu)接收端位于觀泉路站接收井,接收端頭地質(zhì)為砂層,砂層在地下水的作用下極易產(chǎn)生涌水、流砂,而此時盾尾后注漿又無法封堵,極可能通過盾體與加固土體間隙,洞門與盾體空隙涌出洞門。造成地面大幅沉降、塌陷、隧道下沉等嚴(yán)重安全、質(zhì)量事故。接收端頭距離洞門8m范圍內(nèi),埋深約3m存在φ800及φ1200兩條排水管線,為保證盾構(gòu)機(jī)順利出洞,端頭加固方式由高壓旋噴樁變更為深孔注漿加固方式。

      本文章編制針對望花屯站~觀泉路站區(qū)間觀泉路站北側(cè)接收端頭土體加固。

      2.2水文地質(zhì)概況

      本區(qū)間兩層地下水,第一層為上層滯水,穩(wěn)定水位深度為4.2m~9.2m,穩(wěn)定水位標(biāo)高43.88m~60.73m,主要賦存于粉質(zhì)黏土⑤-1中,第二層為微承壓水,承壓水頭高度為17.1m~17.9m,承壓水標(biāo)高41.2m~46.3m。承壓水主要賦存于第四系上更新統(tǒng)渾河老扇沖洪積層的中粗砂、礫砂層。主要排泄方式為徑流排泄和地下水的人工開采。地下水流向總的方向是由東向西。

      3.總體施工部署

      3.1施工條件準(zhǔn)備

      根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,采用扣件式腳手架搭設(shè)一個長8m、寬3m的工作平臺,平臺采用φ48架子管搭設(shè),立桿橫距1000mm、縱距為1000mm,步距為1500mm。離地200mm設(shè)掃地桿,平臺搭設(shè)完畢,鎖兩道剪刀撐,外加三道拋撐。平臺面采用3cm厚的木板滿鋪,根據(jù)水平孔孔位位置確定每層平臺高度,四周做好防護(hù)圍欄,要保證平臺強(qiáng)度以便立鉆打孔,確保施工安全。

      3.2水平注漿施工思路

      因施工工期要求緊,地面場地狹小,地下管線較多,加固施工采用水平雙液注漿施工方案,進(jìn)行水泥、水玻璃雙液注漿,加固擠密、固結(jié)洞圈四周土體,使之形成一道帷幕加固體,從而達(dá)到止水加固土體的目的。

      3.3水平孔位布置

      單個洞門注漿加固孔位間距1.0m,孔深9m,成梅花型垂直于洞門布置;洞圈部呈放射狀布置,孔位間距為1m左右,孔深4.2~9.4m不等。在水土壓力作用下,注漿漿液向洞圈上部擴(kuò)散比較容易。因此,注漿孔在洞圈下部應(yīng)重點(diǎn)布置,以確保整個洞圈范圍內(nèi)全面得到加固。

      3.4主要施工技術(shù)

      水平注漿加固時采用水泥、水玻璃雙液漿,從而克服單液漿水泥漿凝結(jié)時長并且不宜控制、結(jié)石率低等缺點(diǎn)。

      3.5鉆孔施工

      鉆孔時每鉆進(jìn)1m需進(jìn)行封孔處理,封孔采用水玻璃加磷酸溶液,磷酸能有效加快水玻璃凝結(jié)時間,達(dá)到封孔目的。鉆孔施工時首先將洞身上半部土體進(jìn)行加固,使上部土體固結(jié),然后進(jìn)行下部土體加固,這樣在下部土體加固過程中不會因?yàn)橥馏w壓力大而使?jié){液過多被擠壓擴(kuò)散到上部,從而取得更好加固效果。

      3.6施工方案

      首先由項(xiàng)目部采用地質(zhì)雷達(dá)和人工挖探相結(jié)合方式對加固區(qū)周邊區(qū)域進(jìn)行探測,探明地下管線類型、規(guī)格、埋深及與加固區(qū)的位置關(guān)系,并進(jìn)行標(biāo)示、交底,我方根據(jù)項(xiàng)目部事先挖好的探槽后根據(jù)管線分布情況進(jìn)行定位布孔,并規(guī)劃鉆孔角度,現(xiàn)場施工可根據(jù)物體及探坑情況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

      4.施工準(zhǔn)備

      4.1技術(shù)準(zhǔn)備

      施工前,經(jīng)項(xiàng)目部主管工程師復(fù)核后對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底和安全技術(shù)交底。

      4.2施工現(xiàn)場準(zhǔn)備

      ⑴管線已經(jīng)按照圖紙及現(xiàn)場確定位置,并進(jìn)行管線標(biāo)示及保護(hù)已到位;⑵施工用材料及機(jī)械設(shè)備均已進(jìn)場且報(bào)驗(yàn)合格可以使用;⑶施工用水和施工用電落實(shí)到位。

      5.施工方案

      5.1注漿量計(jì)算

      根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012粗砂、中砂注漿加固半徑為0.8~1m,中粗砂天然孔隙比為0.75

      孔隙率為? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ;加固地基體積為12*12*8*2

      =2304m3;注漿量為2304*0.44=1013.76m3;考慮到漿液流失情況取系數(shù)1.1倍;實(shí)際注漿量為1013.76*1.1=1115.14m3。

      5.2工藝流程

      (1)測量定位

      依據(jù)圖紙及探槽開挖的實(shí)際情況,精確設(shè)定鉆孔位置及鉆孔角度。

      (2)鉆孔

      鉆機(jī)就位后,使設(shè)備平整穩(wěn)固,在開鉆前利用專業(yè)工具進(jìn)行角度檢測,并在鉆進(jìn)2m時及以后每加一節(jié)鉆桿均需對鉆機(jī)調(diào)平校正,要求鉆孔的傾斜度按照注漿范圍適當(dāng)調(diào)整,當(dāng)遇到巖石時,采用金剛鉆頭。為保證鉆孔質(zhì)量,應(yīng)注意:①在鉆孔時,保證轉(zhuǎn)速均勻;②在換鉆桿時,鉆桿提升和放下應(yīng)保持方位一致,以免擴(kuò)孔。

      (3)漿液制作

      按設(shè)計(jì)和現(xiàn)場值班工程師提供的配制漿液,漿液的比重符合要求,視情況如需增加添加劑,應(yīng)按試驗(yàn)人員確定的參量進(jìn)行添加,保證水泥漿液的配制質(zhì)量。

      (4)注漿作業(yè)

      準(zhǔn)備工作完成后方可進(jìn)行注漿,首先向孔內(nèi)注入少量清水后注入水泥漿液,注漿壓力控制在2-4Mpa,采用后退式注漿工藝,由下至上逐漸加壓。水泥采用國標(biāo)硅酸鹽PO42.5水泥,為減少地層加固過程注漿對臨近樁基的影響,注漿采取跳孔施工。加固后的土體應(yīng)具有良好的均勻性、整體性,同時做好注漿記錄。

      (5)設(shè)備及現(xiàn)場清理

      5.3冒漿情況處理

      注漿過程中要認(rèn)真觀察路面及其他易竄流漿液部位變化情況,由于漿液的進(jìn)入,引起地層變化,封閉強(qiáng)度較低的地方,首先可能會冒出漿液,則需要在冒漿處加以堵塞,必要時采取間歇注漿方式,以保證漿液有效的注入。注漿量是否符合該地層特點(diǎn)是加固效果的體現(xiàn),采用隔孔注入方式,這樣既避免注漿孔互相影響,又使后注孔起到補(bǔ)充先注孔的作用,保證土體漿液擴(kuò)散均勻。

      6.結(jié)論

      (1)水平深孔注漿可以有效避開地表管線進(jìn)行端頭加固作業(yè),加固順序?yàn)樽陨隙录庸?,首先對地表進(jìn)行封漿處理,封漿采用磷酸加水玻璃溶液,每鉆進(jìn)約1m進(jìn)行封漿,磷酸能加快水玻璃溶液凝固,達(dá)到封漿效果。封漿作用防止因注漿壓力過大,漿液上涌冒出地表,引發(fā)地表隆起,造成管線破損。

      (2)注漿時注漿壓力控制在2MPa~4MPa,注漿壓力過小或過大都會影響水平深孔注漿效果,注漿完成后需對注漿加固地層進(jìn)行取樣試驗(yàn),達(dá)到圖紙及規(guī)范要求后方可進(jìn)行后續(xù)施工。

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