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深孔注漿技術(shù)在地鐵隧道施工中的應用論文
近年來,由于我國交通事業(yè)取得了較大的進步,進而推動了城市地鐵的發(fā)展。地鐵作為城市現(xiàn)代化發(fā)展的新標志、新形象,在一定程度上不僅緩解了交通的擁擠,還為城市的發(fā)展奠下了有效的基礎。地鐵工程建設數(shù)量的不斷增加,就需要對地鐵隧道的施工安全進行主要的控制,因所施工的地質(zhì)條件以及周圍的環(huán)境等都較為復雜,對地鐵隧道的施工具有重要的影響,為了使地面的沉降量得到減少,就必須要對周圍環(huán)境進行全面的了解和分析。為了提高地鐵隧道施工的安全性以及穩(wěn)定性,采取深孔注漿技術(shù)已經(jīng)成為了地鐵施工的重要方式。
1 注漿加固的原理
就注漿加固而言,則是對周圍的巖層以及土體進行水泥漿液的滲透、充填以及壓密作業(yè),這樣一來就可以形成漿脈現(xiàn)象。對于地層中巖層中存在的不均勻現(xiàn)象,則可以對鉆孔的巖層注入適量的水灰漿液,灌漿孔經(jīng)過向外擴張的作用后,就會致使圓柱狀漿體的形成,然后鉆孔周圍存在的巖層就會被擠壓以及充填。另外,在灌漿施工過程中,由于巖層裂縫以及漿液滲透的作用,在地層中漿液的方向就會有所不同,并且縱模相互交錯,漿脈的片狀、條狀以及團塊狀的厚薄也不一樣,然后漿脈通過凝結(jié)就會形成硬化現(xiàn)象,就可以較少沉降量的發(fā)生,還可以確保其承載能力。
2 注漿質(zhì)量的控制要點
第一,在進行注漿施工的過程中,注漿的材料以及漿液的配合比必須要符合施工方案的標準。對漿液的攪拌還應該要求均勻地進行,若不經(jīng)過攪拌漿液就會產(chǎn)生沉淀,就需要禁止使用。
第二,在進行注漿施工前,還必須要檢查注漿泵、注漿管線以及灰漿攪拌機是否能具備完好狀態(tài)。若其中一臺注漿泵出現(xiàn)問題,就會對整體的注漿施工產(chǎn)生重要的影響,所以就需要及時的修復,使注漿盡快地恢復,為確保對注漿的質(zhì)量提供有利的根據(jù)。
第三,對于雙液注漿作業(yè)來說,則漿液混合器的使用必須是單向閥的形式,要求禁止使用其他儀器來取代,這樣一來就可以避免管路、注漿泵堵塞問題的出現(xiàn)。在進行注漿的過程中,必須要確保注漿管路的暢通,避免因注漿管路堵塞因素對注漿結(jié)束標準的判斷產(chǎn)生影響。
第四,在雙液注漿過程中,還要對漿液的吸入比例進行經(jīng)常性的檢查,對漿液凝膠的時間進行測試,這樣就能夠提高注漿加固的效果,并且還可以確保漿液強度。另外,注漿量以及注漿壓力還要按照施工前方案的標準進行合理的控制,還要對注漿的壓力、注漿的時間等做好記錄,以便及時地發(fā)現(xiàn)問題,并且能夠及時地進行處理。
3 地鐵工程深孔注漿的具體施工
3.1 地鐵工程的地質(zhì)以及水文地質(zhì)的概況
3.1.1 地鐵施工工程的地質(zhì)。對于整個地鐵區(qū)間來說,由于地質(zhì)條件十分復雜,有些地鐵工程的原河床底部位置屬于上軟下硬地層,并且存在拱頂在富水礫砂層、中砂層中進行穿越。還有些注漿的掌子面大多屬于富水砂層,并且某些地鐵部分的全斷面一般都是砂層,區(qū)間還多次較近距離地在重要建構(gòu)筑物及較為重要的管線中穿越。
有些地鐵工程施工的中砂層以及礫砂層成分主要是以石英石為主,并且含有大量的黏粒。有時還可以看見卵石,通過飽和,就可以達到稍密至中密的效果,這樣一來級配就會較好,但是分選性較差。因此,要是在動水的作用下,就會很容易使流塑狀得到軟化,進而導致坍塌的出現(xiàn),并且不具有穩(wěn)定性。
3.1.2 地鐵施工水文地質(zhì)。就有些地鐵區(qū)間范圍地下水而言,若地下水的水位是21~30.5米,就需要以孔隙潛水為主,區(qū)間局部的地段具有較小的承壓能力,主要因素是通過大氣的降水作用給予的,并且水量極其豐富,水質(zhì)很容易產(chǎn)生污染現(xiàn)象。由于巖層裂隙水的發(fā)育較快,主要分布在花崗巖的構(gòu)造節(jié)理裂隙密集帶以及強風帶中。由于富水性的基巖裂隙的發(fā)育程度以及貫通度會隨著地表水源連通性的變化而變化,主要是通過大氣降水以及孔隙潛水補給的形式進行,并且局部地段具有一定的承壓能力。
3.2 深孔注漿之前技術(shù)的準備
3.2.1 要對該工程施工的對象以及特點進行了解和分析。主要內(nèi)容有:工程的地質(zhì)特征,這對工程所使用的材料以及工藝具有影響。水文地質(zhì)特征,對材料、設備以及工藝有著影響。周邊環(huán)境特點影響著材料、工藝。造價以及工期要求影響著設備以及勞動力的組織。
3.2.2 要對漿液注入地層的方法進行了解。主要內(nèi)容有:對于中粗砂層來說,就需要通過超細水泥水玻璃雙液漿注漿固結(jié)來完成滲透擴散。動水粉細砂層溶洞需要通過六種混材料來完成注漿固結(jié)的劈裂擴散。另外,對于斷層破碎帶來說,需要通過普通水泥水玻璃雙液漿進行注漿加固裂隙的填充。對于粉細砂層中局部空洞而言,就需要通過普通水泥單液漿來進行擠壓填充作業(yè)。
3.3 漿液注入地層的方式
3.3.1 滲透擴散產(chǎn)生在中粗砂層,就需要采用超細水泥-水玻璃雙液漿注漿固結(jié)。
3.3.2 劈裂擴散產(chǎn)生在動水粉細砂層溶洞,就需要采用六種共混材料注漿固結(jié)。
3.3.3 裂隙填充產(chǎn)生在斷層破碎帶,就需要采用普通水泥-水玻璃雙液漿注漿加固。
3.3.4 擠壓填充產(chǎn)生在粉細砂層中局部空洞,就需要采用普通水泥單液漿擠壓填充。
3.4 深孔注漿參數(shù)
3.4.1 漿液凝膠時間:雙液漿凝膠時間為30sec~3min,單液漿不宜超過8h。
3.4.2 單孔單段注漿量:根據(jù)公式計算。
3.4.3 注漿分段長度:前進式分段注漿每環(huán)15m。
3.4.4 注漿終壓:0.1~0.3MPa。
3.4.5 注漿速度:砂層、粉質(zhì)黏性土為20~40L/min,砂礫石為40~60L/min,斷層破碎帶為60~120L/min。因此,注漿參數(shù)則是按照地層的實際情況進行檢驗確認的,并且還需要在施工現(xiàn)場進行不斷地完善以及調(diào)整工作。另外,在注漿的施工過程中,還根據(jù)注漿壓力的變化對注漿參數(shù)進行調(diào)整。所以,本次施工工程要根據(jù)砂層和粉質(zhì)黏土特性進行施工,注漿參數(shù)的設定如下:TGRM深孔注漿擴散半徑為0.65~0.8m;注漿終壓為0.2~0.3MPa;注漿速度為10~100L/min;前進式分段注漿長度為2~3m;TGRM漿液水灰比W∶C=0.8∶1~1∶1。
3.5 深孔注漿工藝
對于TGRM前進式分段深孔注漿工藝而言,則具體注漿過程是:對水平地質(zhì)需要采取鉆機進行成孔作業(yè),然后還要對孔口進行孔口管的安裝,再對孔口管內(nèi)進行鉆注施工。另外,要對各個循環(huán)進尺嚴格控制在2~3m之間。等到成孔完成后還要將鉆桿退出,然后通過法蘭盤、注漿管的安裝來進行注漿施工,法蘭盤的拆除要等到漿液凝固完成后進行,再次實施鉆孔,不斷進行循環(huán),直到鉆孔的深度符合施工標準的要求才可以停止。
3.6 注漿孔間排距
控制好注漿孔間的排距,可以實現(xiàn)漿液擴散范圍的相互重疊,不易產(chǎn)生漏注區(qū)現(xiàn)象。在本工程應用過程中,需要根據(jù)現(xiàn)場施工的實際情況對鉆孔進行設置,則注漿孔的設置是從工作面向開挖的方向進行的,就會呈現(xiàn)輻射狀。另外,鉆孔的設置還要均勻地進行,成圓圈形式,這樣就可以確保注漿量的充分使用。
3.7 深孔注漿效果的檢驗
在深孔注漿完成之后,進行地鐵隧道開挖之前,就必須要對鉆芯取樣的抗壓強度進行檢測,土體在注漿加固后強度就需要保持在1.5MPa以上。若沒有達到要求值,還需要再次進行注漿加固。另外,等到注漿加固完成后,其掌子面就可以通過檢測看到有沒有滲漏水問題的出現(xiàn),這樣就可以增加土體的強度。
4 結(jié)語
目前,隨著城市地鐵的快速發(fā)展,深孔注漿技術(shù)在地鐵隧道的應用越來越廣泛,對隧道存在的安全問題進行有力的解決。由于深孔注漿施工技術(shù)具有較多的優(yōu)點,通過采取此措施,不僅可以提高地表的沉降量,還能夠降低環(huán)境的污染。與此同時,還確保了地鐵施工的安全性,降低了地鐵施工的成本,使地鐵更好地為社會服務。
參考文獻
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