.................................................................... 1 6.1基本概况 ........................................................ 2 6.2双液注浆工法的技术要点 .......................................... 2 6.3主要机械设备及配置 .............................................. 2 6.4注浆加固及止水原理 .............................................. 3
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6.1基本概况
新建暗涵穿越含水细砂层,为进一步保证暗涵暗挖施工、道路及地下管线安全,防止地面沉降变形,选用深孔注浆止水方案,避免降水导致地面沉降。在暗涵开挖前对开挖轮廓以外2m范围进行超前深孔注浆。要求深孔注浆后的土体无侧限压强度不小于0.8Mpa,深孔注浆加固采用ф100钻孔,注浆材料采用TGRM快硬注浆水泥,注浆工艺采用前进式深孔注浆,每循环段长12m,前进式分段长度为2~3m,注浆压力为0.5Mpa。 6.2双液注浆工法的技术要点
双液静压渗透注浆就是用特殊的机具设备将具有充填和胶结性能的浆液材料注入地层中土颗粒的间隙,土层的界面或岩层的裂隙内,使其扩散、胶凝、固化,以降低地层的含水率及提高地层的强度本工程注浆的目的是降低粉细砂层中的含水量及提高强度。采用渗透静压注浆工艺,使浆液克服地层阻力而渗入土体中,胶凝、固结后具有良好的强度及耐久性。
根据现场实际情况和施工的重要性,结合我公司多年来对于不同地质情况的加固处理经验,为了保证周边建筑物、隧道稳定安全我公司决定采用二重管无收缩WSS工法注浆加固,对隧道进行全断面注浆加固。隧道加固范围为开挖外廓1.5m范围,每12m一循环,预留3m止浆墙,采用洞内辐射注浆工艺,先上后下,先外后内,注浆采用后退式分段注浆,布孔间距为600mm×600mm梅花型布置,成孔为小型机械钻孔,并对隧道进行背后填充注浆。
浆液采用AC、AB液注浆。每循环施工时间按24小时施工计算,工期安排为每循环注浆时间为4天。地面沉降值控制在10mm,施工中应注意控制地表沉降。 6.3主要机械设备及配置
机械 75—A型钻机两台 SYB—60/160型注浆泵二台 SJY—双层立体式搅拌机一台
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器具 旋转二重管 注浆液混合器 喷头 逆止阀 其他 排水处理装备 测定器具 凝胶时间测定仪 消音器
6.4注浆加固及止水原理
注浆时在不改变地层组成的情况下,将土层颗粒间存在的水强迫挤出,使颗粒间的空隙充满浆液并使其固结,达到改良土层性状的目的。其注浆特性是使该土层粘结力(c)、内磨擦角()值增大,从而使地层粘结强度及密实度增加,起到加固作用;颗粒间隙中充满了不流动而且固结的浆液后,使土层透水性降低,而形成相对隔水层。注浆加固后强度:卵石层达到25~30kg/cm、细中砂层达到15~20kg/cm、粘土层达到10~12kg/cm;止水系数可达到:k=10cm/s~10cm/s。
⑴注入材料特性:
无收缩注浆液属于安全性、高渗透性的注浆材料,固结硬化时间可根据实际工程需要进行调整。无收缩注浆液分为超高强度型CW-3A、高强度型CW-313、普通型CW-3C三种类型。
⑵无收缩注浆液特点:
①固结硬化时间容易调整,设计硬化时间长的注浆液也具有很高强度。 ②渗透性良好,特别是对微细砂层的渗透性优易。 ③地层中有流动水的情况下也具有很强的固结性能。
④浆液强度、硬化时间、渗透性能可根据现场实际需要任意调整。 ⑤浆液不流失、固结后不收缩,硬化剂无毒,对地下水不会造成污染。 ⑶CW-固结体的透水系数K(cm/s):CW-3A、CW-3B、CW-3C均取1×10,间隙比取0.6。
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标准浆液的性质表
A液 CW-3A CW-3B CW-3C 1.30 1.26 1.20 B液 A+B液 A液 1.05 1.04 1.03 1.18 1.15 1.12 1.8 12.0 4.1 B液 1.8 1.4 1.4 A+B液 4.2 4.2 2.4 A液 1.3 1.5 11.5 B液 11.5 11.2 1.4 A+B液 7.5 7.2 7.2 比 重(20℃) 粘 度(cps/20℃) PH值 ⑷CW-3A、CW-3B、CW-3C的硬化时间及固结砂强度对比详见:图1-5-10无收缩注浆材料特性图(CW-3A),图1-5-11无收缩注浆材料特性图(CW-3B),图1-5-12普通型注浆材料特性图(CW-3C),图1-5-13无收缩注浆材料耐久性图。
⑸无收缩注浆液标准配比见表1-5-8无收缩注浆液标准配比表: 名称 A液 稀释剂 水泥 H 剂 C 剂 C液 P 剂 (XPM) 稀释剂 H 剂 C 剂 B液 Gs剂 稀释剂 ρ=1 ρ=1 78.5 313.42 78.5 313.42 ρ=1 ρ=1 ρ=1 ρ=1.45 26 232.48 69.8 38.28 26 232.48 69.8 55.5 500L ρ=1 ρ=1.3 ρ=1 ρ=1.45 280 200 31.18 10.34 280 200 31.18 15 500L 内容 硅酸钠 密度 ρ=1.37 体积(L) 质量(kg) 220 301.4 500L 备注 4
图1-5-10 无收缩注浆材料特性图(CW-3A)
图1-5-11 无收缩注浆材料特性图(CW-3B)
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图1-5-12 普通型注浆材料特性图(CW-3C)
图1-5-13 无收缩注浆材料耐久性图
6.5注浆量的计算原则
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由于浆液的扩散半径与砂层孔隙很难精密确定,为准备注浆材料,本参考图注浆设计根据本线有关隧道工程地质、水文条件和注浆方案以及所选择的注浆材料,进行注浆量的估算。
注浆量的估算公式按下式进行:
Q=Anα(1+β)
式中:Q----总注浆量,m3;
A----注浆范围体积,m3; n----孔隙率,%;
α----浆液填充系数(0.7-0.9) β----注浆材料损耗系数
设计中,nα(1+β)统称为填充率,填充率按表1-5-9填充率选用表选用。
填充率选用表 表1-5-9
序号 1 2 3 4 6.6注浆压力的选定
注浆压力是注浆施工中的重要参数,它关系到注浆施工的质量以及是否经济。因此,正确确定注浆压力和合理运用注浆压力有着重要的意义。
注浆压力与砂层孔隙发育程度、涌水压力、浆液材料的黏度和凝胶时间长短等有关,目前均按经验确定。通常情况下按如下经验式计算:
(1)按已知的地下水静水压力计算,设计的注浆压力(终压值)为静水压力的2-3倍,最大可达到3-5倍,即
P’<P<(3-5)P’
式中:P——设计注浆压力(终压值)(Mpa)
P’——注浆处静水压力(Mpa)
(2)根据注浆处地层深度计算
P=KH
地质条件 杂填土 粉质粘土、砂土 粉细砂、砂层 中砂、中粗砂 填充率% 30-35 20-25 40-45 50-60 7
式中:P——设计注浆压力(终压值)(Mpa)
H——注浆处深度(m)
K——由注浆深度确定的压力系数
压力系数K的取值见表1-5-10压力系数选用表:
压力系数选用表 表1-5-10
注浆深度(m) <8 10-12 0.021-0.020 12-16 16-20 >20 K 0.023-0.021 0.020-0.018 0.018-0.016 0.016 6.7注浆工艺及要求
⑴工艺要求
定孔位:根据设计要求,对准孔位,不同入射角度钻进,要求孔位偏差为±3cm,入射角度偏差不大于1°。
钻机就位: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。
钻进成孔: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。钻孔和注浆顺序由外向内,同一圈孔间隔施工。
回抽钻杆:严格控制提升幅度,每步不大于15-20cm,匀速回抽,注意注浆参数变化。
浆液配比:采用经计量准确的计量工具,按照设计配方配料。
注浆:注浆孔开孔直径不小于45mm,严格控制注浆压力,同时密切关注注浆量,当压力突然上升或从孔壁、断面砂层溢浆时,应立即停止注浆,查明原因后采取调整注浆参数或移位等措施重新注浆。土、砂层容易造成坍孔时,采用前进式注浆,否则采用后退式注浆;
⑵工艺流程
注浆工艺流程:定孔位→钻孔→配浆→注浆→回抽一节→注浆结束→移至新孔
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暗涵垂直布孔示意图
注浆加固立体示意图
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AB、AC无收缩双液注浆加固立体示意图
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