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摘要:西安地铁四号线市行盾构区间联络通道顶板埋深20m,地层条件为全断面富水砂层,采用暗挖法施工,极易发生涌水涌砂现象,实践表明采用地面旋喷桩加固+ 降水井的常规方法难于保证联络通道施工顺利进行,WSS注浆加固技术在本工程中得到成功应用。结合市行盾构区间联络通道WSS注浆加固技术的实验性施工,分析该工法的特点及机理,对关键技术进行深入探讨,供今后类似工程参考。
关键词: WSS注浆加固;涌水涌砂;富水砂层;联络通道
1、引言
地铁盾构区间联络通道采用暗挖法施工,开挖前先进行旋喷加固,然后在周边打设降水井确保开挖安全。联络通道设置在隧道最低点,埋深较大,在富水砂层中旋喷加固的质量难以保证,加之区间一般位于交通繁忙的道路下方敷设,降水井受交通导改、市政管线、场地条件等因素的影响,无法按照设计点位和数量进行实施,因此,联络通道开挖过程中经常发生涌水、涌砂的情况。
针对西安地铁四号线市行区间联络通道位于全断面富水砂层的特殊地层条件,提出在实施旋喷加固+降水井的情况下采用洞内WSS 注浆加固辅助施工的方法,该工法在本工程中得到成功的应用。
2、工程实例
2.1概述
市中医医院站~行政中心站区间设置1个联络通道兼废水泵房,设计中心里程为:YDK26+506.5,联络通道顶板覆土厚度20m,高4.5m,宽3.5m,通道长11.12 m,采用暗挖施工,结构形式为复合式衬砌,即初期支护+钢筋混凝土模筑衬砌。
2.2工程地层条件
根据钻孔揭露,拟建工程场地在勘探深度50.0m范围内的地层主要为第四系堆积物,即由全新统杂填土(Q4ml )、素填土(Q4ml)、冲积(Q4al)黄土状土、粉质黏土、粉细砂、中砂、粗砂、砾砂和上更新统冲积(Q3al)粉质黏土、粉细砂、中砂、粗砂、砾砂组成。区间联络通道兼废水泵房穿越地层为2-4粉细砂(Q4al)和2-5中砂(Q4al),场地地下水位埋深在16.5m,位于拱顶以上。
2.3工程施工难点
2.3.1地面井点降水施工条件差
该联络通道位于凤城八路主干道,且临近市委、市人大,原降水方案为井点降水,共设置降水井16口、观测井3口,降水井深45m,由于现场场地条件有限、周边建构筑物密集、交通导改困难、施工围挡及手续无法批复,现场实际只实施了6口降水井,连续抽排1个月后进行水位监测,无法满足暗挖施工需要。
2.3.2地层条件差
根据地质报告显示联络通道位于粉细砂和中砂层,场地地下水位埋深在16.5m,联络通道废水泵房底板埋深为30m,因此联络通道位于富水砂层中,且底板埋深较深,开挖越往下,地下水压力越大,极易出现涌水涌砂现象。
2.3.2 地面沉降控制要求高
该位置在联络通道施做前,盾构双线穿越已对地面进行两次扰动;联络通道地面为凤城八路主干道车流量比较大,且临近市委、市人大,施工过程中对地面沉降控制要求高。
3、WSS注浆加固方案
3.3.1 孔位布置
对联络通道(兼废水泵房)开挖轮廓线外侧3m范围进行WSS注浆止水加固。钻孔的顺序是先钻外排孔,后钻内排孔,内孔还可以作为检查孔。联络通道开挖面中间部位采用水平注浆孔注浆,注浆时由前到后。联络通道顶部、下部采用单孔多角度放射状注浆,注浆时由联络通道两端相向注浆。注浆孔间距为0.7m×0.7m,梅花形布置,从而在通道周围形成厚度为3m的环向加固体。
3.3.3 WSS注浆参数
现场施工中一定要严格按设计进行浆液配制。根据现场不同地质情况选择 A、B液组成的溶液型浆液或A、C液组成的悬浊液浆液,应采用准确的计量工具,按照既定配方配料施工,第一循环一般作为试验段施工,根据注浆效果及时调整浆液配合比及悬浊液和溶液注入比例,确定最佳的浆液配合比及浆液注入比例,按搅拌桶的容积和注浆材料的配比参数计算出配制一桶浆液所需要材料用量。
表中配合比为配量200L浆液配比。
材料:水玻璃(35~40波美度),水泥P.042.5,溶液由AB液组成,悬浊液由AC液组成。
注浆参数设计
孔径Φ42mm;注浆孔深度按照加固范围根据角度不同进行调整。
注浆压力: P=0.5~1.0Mpa
注浆扩散半径: 0.7m
凝结时间:40~60s(根据地质条件、注浆效果可适当调整)
注浆时,要严格控制注浆压力及注浆量。
④WSS注浆质量控制措施
1)严格要求按技术交底施工;2)钻机定位要准确,注浆时时刻关注注浆压力(0.5~1.0MPa),确保达到注浆效果;3)保证施工钻机的正常运转,配备足够的维修技术人员和零配件;4)材料严格按试验规程进行抽检复试,确保原材料符合设计要求;5)注浆中注意的事项
a.严格按注浆参数进行注浆,确保注浆效果;
b.每次注浆前检修好设备,确保管路连接牢固和压力表正常,防止注浆过程中爆管事故;
c.及时观察注浆压力表,并做好注漿压力及浆液记录,以便注浆结束时分析毎孔注浆情况;
d.注浆结束后要高档位冲洗注浆管路,防止注浆管路堵塞;
e.在开挖过程中,WSS注浆加固设备及操作人员跟班作业,一旦发生意外情况及时进行二次注浆加固,待联络通道初期支护及二次衬砌施工完成后解除跟班作业人员,确保联络通道平稳有序进行。
3.3.4WSS注浆效果检查
注浆施工结束后,在联络通道洞门上部、中部及底部分别开设3 个深度为5 m 的超前地质探孔,探孔完成后发现无明水流出。随后市行区间联络通道顺利施工完成。
4、结语
WSS注浆加固技术的特点:①施工不占用地表空间,不影响交通及地面设施的正常运行;②注浆材料不易溶解,凝结时间可调节,强度高,止水效果好。 通过本工程该技术的成功运用表明WSS注浆加固技术在富水含砂的地层条件中能够很好的预防涌砂、涌水现象,从工期、成本、安全性等方面均取得显著效果,为今后类似工程地质条件下的施工提供借鉴。
参考文献:
[1]刘百成.北京地铁十号线二重管无收缩双液注浆WSS工法施工技术叨.铁道建筑技术,2008(3):45—47,51.
[2]王荣权.二重管无收缩WSS 工法的应用一深圳市供水网络干线工程1#隧道西坑谷地特殊地段注浆加固[J].地基基础工程,2003,6(7):56—58.
[3] 吕波. 地铁隧道穿越饱和动水砂层止水加固技术研究[J].铁道建筑,2012( 5) : 53-56.
关键词: WSS注浆加固;涌水涌砂;富水砂层;联络通道
1、引言
地铁盾构区间联络通道采用暗挖法施工,开挖前先进行旋喷加固,然后在周边打设降水井确保开挖安全。联络通道设置在隧道最低点,埋深较大,在富水砂层中旋喷加固的质量难以保证,加之区间一般位于交通繁忙的道路下方敷设,降水井受交通导改、市政管线、场地条件等因素的影响,无法按照设计点位和数量进行实施,因此,联络通道开挖过程中经常发生涌水、涌砂的情况。
针对西安地铁四号线市行区间联络通道位于全断面富水砂层的特殊地层条件,提出在实施旋喷加固+降水井的情况下采用洞内WSS 注浆加固辅助施工的方法,该工法在本工程中得到成功的应用。
2、工程实例
2.1概述
市中医医院站~行政中心站区间设置1个联络通道兼废水泵房,设计中心里程为:YDK26+506.5,联络通道顶板覆土厚度20m,高4.5m,宽3.5m,通道长11.12 m,采用暗挖施工,结构形式为复合式衬砌,即初期支护+钢筋混凝土模筑衬砌。
2.2工程地层条件
根据钻孔揭露,拟建工程场地在勘探深度50.0m范围内的地层主要为第四系堆积物,即由全新统杂填土(Q4ml )、素填土(Q4ml)、冲积(Q4al)黄土状土、粉质黏土、粉细砂、中砂、粗砂、砾砂和上更新统冲积(Q3al)粉质黏土、粉细砂、中砂、粗砂、砾砂组成。区间联络通道兼废水泵房穿越地层为2-4粉细砂(Q4al)和2-5中砂(Q4al),场地地下水位埋深在16.5m,位于拱顶以上。
2.3工程施工难点
2.3.1地面井点降水施工条件差
该联络通道位于凤城八路主干道,且临近市委、市人大,原降水方案为井点降水,共设置降水井16口、观测井3口,降水井深45m,由于现场场地条件有限、周边建构筑物密集、交通导改困难、施工围挡及手续无法批复,现场实际只实施了6口降水井,连续抽排1个月后进行水位监测,无法满足暗挖施工需要。
2.3.2地层条件差
根据地质报告显示联络通道位于粉细砂和中砂层,场地地下水位埋深在16.5m,联络通道废水泵房底板埋深为30m,因此联络通道位于富水砂层中,且底板埋深较深,开挖越往下,地下水压力越大,极易出现涌水涌砂现象。
2.3.2 地面沉降控制要求高
该位置在联络通道施做前,盾构双线穿越已对地面进行两次扰动;联络通道地面为凤城八路主干道车流量比较大,且临近市委、市人大,施工过程中对地面沉降控制要求高。
3、WSS注浆加固方案
3.3.1 孔位布置
对联络通道(兼废水泵房)开挖轮廓线外侧3m范围进行WSS注浆止水加固。钻孔的顺序是先钻外排孔,后钻内排孔,内孔还可以作为检查孔。联络通道开挖面中间部位采用水平注浆孔注浆,注浆时由前到后。联络通道顶部、下部采用单孔多角度放射状注浆,注浆时由联络通道两端相向注浆。注浆孔间距为0.7m×0.7m,梅花形布置,从而在通道周围形成厚度为3m的环向加固体。
3.3.3 WSS注浆参数
现场施工中一定要严格按设计进行浆液配制。根据现场不同地质情况选择 A、B液组成的溶液型浆液或A、C液组成的悬浊液浆液,应采用准确的计量工具,按照既定配方配料施工,第一循环一般作为试验段施工,根据注浆效果及时调整浆液配合比及悬浊液和溶液注入比例,确定最佳的浆液配合比及浆液注入比例,按搅拌桶的容积和注浆材料的配比参数计算出配制一桶浆液所需要材料用量。
表中配合比为配量200L浆液配比。
材料:水玻璃(35~40波美度),水泥P.042.5,溶液由AB液组成,悬浊液由AC液组成。
注浆参数设计
孔径Φ42mm;注浆孔深度按照加固范围根据角度不同进行调整。
注浆压力: P=0.5~1.0Mpa
注浆扩散半径: 0.7m
凝结时间:40~60s(根据地质条件、注浆效果可适当调整)
注浆时,要严格控制注浆压力及注浆量。
④WSS注浆质量控制措施
1)严格要求按技术交底施工;2)钻机定位要准确,注浆时时刻关注注浆压力(0.5~1.0MPa),确保达到注浆效果;3)保证施工钻机的正常运转,配备足够的维修技术人员和零配件;4)材料严格按试验规程进行抽检复试,确保原材料符合设计要求;5)注浆中注意的事项
a.严格按注浆参数进行注浆,确保注浆效果;
b.每次注浆前检修好设备,确保管路连接牢固和压力表正常,防止注浆过程中爆管事故;
c.及时观察注浆压力表,并做好注漿压力及浆液记录,以便注浆结束时分析毎孔注浆情况;
d.注浆结束后要高档位冲洗注浆管路,防止注浆管路堵塞;
e.在开挖过程中,WSS注浆加固设备及操作人员跟班作业,一旦发生意外情况及时进行二次注浆加固,待联络通道初期支护及二次衬砌施工完成后解除跟班作业人员,确保联络通道平稳有序进行。
3.3.4WSS注浆效果检查
注浆施工结束后,在联络通道洞门上部、中部及底部分别开设3 个深度为5 m 的超前地质探孔,探孔完成后发现无明水流出。随后市行区间联络通道顺利施工完成。
4、结语
WSS注浆加固技术的特点:①施工不占用地表空间,不影响交通及地面设施的正常运行;②注浆材料不易溶解,凝结时间可调节,强度高,止水效果好。 通过本工程该技术的成功运用表明WSS注浆加固技术在富水含砂的地层条件中能够很好的预防涌砂、涌水现象,从工期、成本、安全性等方面均取得显著效果,为今后类似工程地质条件下的施工提供借鉴。
参考文献:
[1]刘百成.北京地铁十号线二重管无收缩双液注浆WSS工法施工技术叨.铁道建筑技术,2008(3):45—47,51.
[2]王荣权.二重管无收缩WSS 工法的应用一深圳市供水网络干线工程1#隧道西坑谷地特殊地段注浆加固[J].地基基础工程,2003,6(7):56—58.
[3] 吕波. 地铁隧道穿越饱和动水砂层止水加固技术研究[J].铁道建筑,2012( 5) : 53-56.