深孔注浆技术在地铁暗挖工程中的应用
三、深孔注浆施工
(一)工艺机理
由于地下工程的地质条件、颗粒粒径、透水性和不同地层之间交互层叠,利用二重管注浆工艺可实现针对性注浆。通过对注浆地层进行分析,在可注性好的地层进行针对性注浆,不同的地层采用不同的注浆材料,可有效地填补地层的空隙,使地层得到有效的加固处理,达到设计要求,使地层特性达到同性化,并可以通过跟踪确定是否进行二次注浆,以确保注浆质量。其主要特点如下:
(1)能有效地按注浆工程的设计要求,确定注浆的位置和范围;
(2)不易产生注浆盲区和薄弱区,适合高风险注浆施工,通过止浆塞停留的时间可以实现空隙的地层多注,密实的地层少注;
(3)注浆的位置可根据实际情况上下调整,灵活变动,通过止浆塞的移动即可实现;
(4)同一注入点可以采用不同的注浆材料进行注浆;
(5)注入后,可根据地层的实际情况非常方便地再次注入,保证注浆质量;
(6)后退式深孔注浆工艺由于其工法特性,该工艺特别适合城市隧道暗挖的超前止水加固施工;改性水玻璃浆液具有渗透性强,凝结时间短,浆液胶凝体强度时序时间长等特点。
(二)钻孔施工
钻孔施工前必须封闭掌子面,喷射混凝土15cm,以防止在注浆时漏浆。施工钻孔在掌子面范围内进行布设。
(1)施工顺序:在钻孔施工过程中,从左到右顺序跳孔钻孔。
(2)施工机械:根据施工要求及现场施工条件限制,使用能够倾斜和偏移角度的GY-50钻机。
(3)钻进成孔:根据设计要求,对准孔位,按不同入射角度钻进。第一个孔施工时,要慢速运转,掌握地层对钻机的影响情况,以确定在该地层条件下的钻进参数。密切观察溢水出水情况,出现大量溢水出水时,应立即停钻,分析原因后再进行施工。每钻进一段,检查一段,及时纠偏,孔底位置应小于30cm。
(三)注浆施工
现场问题论证后,决定采用深孔注浆的施工工艺进行超前土体加固施工,先施作试验段。
(1)施工参数
试验段长度10m一循环,每循环15个注浆孔,环向间距600mm,角度15°,浆液为无收缩WSS浆液,采用隔孔跳注,压力控制在2.5MPa内,扩散半径为0.75m。水灰比:1∶1~1.5∶1,缓凝剂掺量1%~3%;水玻璃35°Bé,水泥浆∶水玻璃浆=1∶1~1∶0.8。
(2)注浆控制原则
采用定量、定压相结合的原则,跳孔注浆,对单号孔进行定量注浆,提高其扩散范围,双号孔进行定压注浆,从而提高注浆加固密实度,保证施工顺利进行。
(3)注浆结束标准
注浆结束标准:①所有注浆孔无漏注;②注浆效果达到设计要求;③单号孔达到设计的注浆量;④双号孔达到设计注浆终压时,注浆速度≤5~10L/min。
(4)注浆效果检查
注浆施工结束后,采用地质雷达进行注浆效果检查,无注浆盲区存在,并通过开挖面的地质状况观察注浆效果。
四、质量控制要点
(一)钻孔质量控制要点
(1)定孔位要求孔位偏差为±3cm,角度允许偏差≤1°。
(2)钻机就位对准孔位后,钻机不得移位,也不得随意起降。
(3)钻进成孔第1个孔施工时,要慢速运转,掌握地层对钻机的影响情况,以确定在该地层条件下的钻进参数。密切观察溢水出水情况,出现大量溢水出水时,应立即停钻,分析原因后再进行施工。每钻进一段,检查一段,及时纠偏,孔底位置应<30cm。
(4)回抽钻杆严格控制提升幅度,每步≤20~30cm,匀速回抽。
(二)注浆质量控制要点
(1)注浆材料、浆液配合比应符合设计要求;浆液应搅拌均匀,未经搅拌或沉淀的浆液严禁使用。
(2)注浆前应对注浆泵、灰浆搅拌机和注浆管线进行检查,使其处于完好状态;一台泵发生故障时,应尽快恢复注浆,以保证注浆质量。
(3)双液注浆时,必须使用单向阀的浆液混合器,严禁用其他物件代替,以免造成管路及注浆泵堵塞。注浆过程中,应保持注浆管路畅通,防止因管路堵塞而影响注浆结束标准的判断。
(4)注双液浆时,要经常注意观察浆液的吸入比例,测试浆液凝胶时间,确保浆液强度和注浆加固效果;注浆时按设计要求控制好注浆量和注浆压力;注浆时要做好注浆压力、注浆量、注浆时间等记录工作,发现问题及时处理。
(三)监控量测
针对本工程地质条件差、工况复杂、周围环境情况,建立了立体监测系统,整个工程施工过程中,个别指标虽然出现了黄色和橙色预警,但各项指标的监测均处于红色预警值(控制值)以下。
五、注浆异常问题及应对措施
(1)注浆过程中发生串浆时,可采取两孔同时注浆。跑浆时可采取缩短凝胶时间,间歇注浆等。
(2)注浆过程中,时刻注意压力和流量的变化,若吸浆量很大或压力突然下降,注浆压力长时间不上升,应查明原因并进行处理。
(3)注浆过程中压力突然升高,应及时查找原因,进行处理,确因浆液凝胶时间过短,则应停水玻璃泵,只注水泥浆,带泵压恢复正常后再进行双液注浆。注浆过程中,注意泵压力的变化及注浆量,避免大量浆液的流失,若出现压力不变但注浆量持续增大,应停止注浆。
结语
深孔注浆技术作为一种先进的地基处理技术,由于具备有应用又活、高效、快速等特点,在本工程施工中得到了广泛应用,取得了良好效果,减少了地层扰动,有效控制了地下管线的沉降,顺利穿越了各风险源。工程中遇到的问题应总结经验,完善深孔注浆技术,应在今后的应用中不断完善。
参考文献
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