袖阀管注浆技术在河床地层加固中的应用

袖阀管注浆技术在河床地层加固中的应用 袖阀管注浆技市在河床地层加固巾的应用 王连普刘瑞洋/北京铁路局天津房产维修段 [摘要]为确保盾构隧道施工在软弱地层中的施工安全,须对地层进行预加固处理, 本文以工程实例介绍了袖阀管注浆技术在河床 地层加固的应用,从实践中总结注意事项及施工要点,表明该项新技术,新工艺的 可行性. [关键词]袖阀管注浆河床淤泥层地层加固 引言 注浆技术是岩土工程中一种极为重要的施工 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 .r在土体 注浆过程中,浆液通过渗透,压密,劈裂等方式与土体相互作用, 改善土体的性能,使土体自稳能力及抗变形能力有较大程度的 .随着岩土工程技术的快速发展,提高在注浆工艺方面,高压 注浆技术从单管注浆逐步形成双管,三管注浆,袖阀管注浆等, 且已经发展成为与锚固技术共同使用的一项常规施工技术. 随着城市轨道交通建设的蓬勃发展,盾构法施工得到了广 泛应用.为确保在软弱地层中检查刀盘,更换刀具及盾构机始 发,到达处的施工安全,须对地层进行预加同处理.在深圳, 广州地铁施工中曾多次采用袖阀管法注浆技术加固地层,取得 r良好的效果. 该工法与其它注浆工法相比有如下特点:?一般适用于 50m以内的地表注浆,需要采用大型钻孔机械进行成孑L;?具 有上下两个止浆系统,能将浆液限定在注浆区域的任一段范围 内进行注浆,达到分段注浆的目的;?止浆系统在光滑的袖阀 管内可以自由移动,可根据需要在注浆区域内某一段反复注浆; ?根据地层特点,可在1根注浆管内采用不同的注浆材料,选 用不同的注浆参数进行注浆施工. 1.工程概况 天津西站至天津地下直径线线路全长约5.005km,其 中隧道长3.312公里.盾构隧道斜下钻海河段的里程范围 为DK3+415,DK3+580,长165m,位于狮子林桥的东侧, 该段隧道采用盾构法施T,盾构设备为泥水加压平衡盾构, 盾构开挖外径11.97m,隧道外径为中l1.6m,隧道内径为 t10.6m.海河河底高程在2008年6月勘测期间为一1.43一, [I_31m(85高程,实测).海河河水水位高程为0.1,0.2m.洞 顶最小覆土厚度约为8.4m(其中淤泥层厚约5.0m). 盾构隧道与海河平面关系示意图 盾构隧道穿越海河段区域主要处于淤泥地层中,淤泥分布 在海河底部,含碎石等杂物,钻孔揭示隧道上方淤泥最大深度 :勾7.6m,具灵敏度高,低强度等特点,极易发生蠕动和扰动. :也表水为海河河水,水深为9.3m,水面高程为0.1,0.2m,水 面宽度为85,88m,水流缓慢.同时,盾构隧道在DK3+450 处穿越cI)600煤气管及q)800给水管.综上所述,盾构隧道穿 越海河段是该 工程施工 建筑工程施工承包1园林工程施工准备消防工程安全技术交底水电安装文明施工建筑工程施工成本控制 过程中最大一个风险点,为了保证该段 隧道在开挖过程中尽量不引起河床沉降,导致河水灌入隧道区 间内,防止管线因隧道施工引起的累积沉降或瞬间沉降引起管 线开裂,采用了袖阀管注浆加固处理了该段地层. 盾构隧道与海河横断面关系示意图 2.施工难点 该段淤泥地层分布在海河底部,注浆施工不同于地面,需 要大型船只作为施T平台.由于水流及风速影响,导致施_T作 业船体难以固定,每一排注浆孔测量定位难度较大,是注浆施 工的第一个难点.同时,由于注浆施工处于水下,地质情况较 为复杂,在施工中易发生冒浆现象,施工质量难以控制,亦会 造成河水污染,是注浆施工的第二个难点.在加固范围内存在 一 根给水管及一根煤气管,在管线附近的注浆孔需要精确定位, 是注浆施_T的第三个难点. 3.注浆 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计 海河河底注浆加固按 设计方案 关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案 进行80排共计411O根PE 管注浆,孔位分布如下所示. 注浆孑L位布置图 3.1注浆技术参数 综合考虑盾构隧道穿越海河段的注浆目的,地质情况以及 加固区地层的孔隙比大小,以及实际的施工情况,注浆技术参 数设计如下: (1)孔位布置:孔布孔间距1.2m*1.2m,布孔时孔位偏差 科学时代?2(111年第11期119 区霞翟墨盈专题研究IZHUANTIYANJIU ?50mm. (2)单孑L注浆扩散:注浆半径的确定.依据袖阀管法理论模 型,假定浆液在砂砾中作紊流运动,其扩散半径r为: 孵 式中:卜-一灌浆时间,s; k—砂土的渗透系数,cm/s; v—浆液的运动粘滞系数,cnYs; h—灌浆压力,MPa; 浆管半径,cm; d一被灌土体的有效粒径,cm; n—砂土的孑L隙率. 经过粗算及现场试验,确定r=1.2m,其有效影响半径为 0.7m. (3)注浆范围:纵向60m,横向120m (4)注浆材料:一次注浆材料为水泥水玻璃双液浆,其水 泥为P.042.5普通硅酸盐水泥,水玻璃浓度为35Be.,双液浆 体积比为1:l一1:0.6,水泥浆内按原设计掺入膨胀剂(水 泥量的8%).另外为避免现场注浆时发生堵管现象,水泥浆中 掺人缓凝剂(磷酸氢二钠Na2HPO?12HO).缓凝剂的掺人 量通过实验测定,掺入量为水泥量的2%.二次注浆材料采用 TGRM灌浆料,TGRM浆液水灰比为1:1. (5)注浆压力及时间:一次注浆压力I~2MPa,每段时间不 少于5分钟;压力1.5—2.5MPa,每段时间不少于5分钟. (6)注浆顺序:采用先外围,后中间,同排隔孔注浆,临排 错开注浆的原则.先外围后中间是为了防止浆液流失,同排隔 孔注浆及临排错开注浆是为了防止窜浆,提高注浆孔位的约束 性. 3.2施工工艺 袖阀管注浆法主要施工工序可分为四步,即泥浆护壁成 孑L,浇注套壳料,下袖阀管止浆,注浆. (1)钻机就位,成孑L:按现场测放点位置,准确就位,并校 正钻杆的垂直度,按设计要求,泥浆护壁成孔到预定深度.本 工程主要采用XY一10o型地质钻机成孔. (2)注入套壳料:套壳料的基本功能为:封闭袖阀管与钻孔 壁之间的环状空间,防止灌浆时浆液到处流窜,在橡皮袖阀和 止浆塞的配合下,逼使浆液只在一个灌段范围开环(即挤破套 壳料)而进入地层.套壳料的破碎程度越高,注浆率一般就越大, 所需注浆压力也较小.套壳料采用以粘性土为主,水泥为辅的 低强度配方,掺人细砂可提高套壳料的脆性.施工过程是:在 孔中插入无孔眼的钢管,并通过此管压人套壳料,直至孑L内泥 浆完全被顶出孑L外,拔出钢管. (3)埋管:本工程采用hso塑料管,管子每隔50cm钻一组小 直径射浆孑L,射浆孑L管底盖必须牢固密封.管连接时,两管口 必须对平紧连,外套连接管两端须用胶布密封.管安插过程中 如遇阻力,不能顺利向下插入,应查明原因,严禁使用过大外 力压入.管安插深度应与孑L深一致,最大误差不应大于20cm, 安插完成,向管内注满水,盖好保护帽并作标记. (4)开环:所谓开环,是待套壳料养护5,7d具有一定强度 后,通过注浆泵施加压力把套壳料压裂,为浆液进入地层打开 通路.本工程采用快速开环,采用较大的起始泵压,较短的升 压间隔时间和较大的压力增值进行开环. (5)注浆:注浆方式是自下而上,采用双塞系统止浆塞分段 注浆,每段长1m.在设计压力下,注浆达到终注 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 时,将注 浆管上拔1m后接着注浆,依次操作成孔,并采用l,3次加密 来保证注浆效果.终注标准是必须符合以下情况之一:?一个 1m注浆段的注浆量达到设计要求时;?在设计压力下注浆时, 每段注浆时间不得少于5分钟;?在设计压力下注浆时'.注入 率?lUmin. (6)冲洗并移位:单子L注浆结束后,必要时将水管插入孔底, 用清水冲洗塑料管,直至返清水. 3.3施工技术要点 (1)钻孔时要控制孔斜,防止坍孔,保持泥浆质量,防止泥 皮附着,孑L底沉渣要处理. (2凄通过试验确定套壳料配合比,对套壳料的要求是:? 适宜的力学强度,强度高可防止浆液冒串,要求早期强度增加 较快,后期强度缓慢增加;?收缩性要小,凝固后不至于跟袖 阀管脱开;?脆性要高,以增加开环后的破碎程度;?渐水率 较小稳定性较高. (3凄通过试验确定开环压力,保证套壳料能均匀,充分破 碎.开环前,泵压随时间增大;开环后泵压骤降,继续注浆, 泵压逐渐上升. (4)要根据被加固的质量要求,并通过试验确定注浆压力. 对被加固体强度要求高时,注浆压力就高,注浆量也大. (5】注浆要根据成孔先后顺序,钻孔布置情况,分序注浆, 逐次加密.先外后内,外围孑L要控制注浆量,定量注浆,以 免浆液扩散到不必要的地方,中间孔则要在注浆压力下,直到 不吸浆为止. (6)注浆时若邻近孑L没有反应,且注浆量过大,可采用'间 歇定量分序注浆法'注浆,以控制浆液扩散范围,提高注浆效果. 结语 此次注浆处理是隧道穿越海河段范围,由于河床淤泥层地 质相当软弱,所以注浆工艺中引入了双液注浆,在注浆材料中 加入了水玻璃,目的是水泥浆液初凝后,在一定压力下它会重 新开辟新的注浆通道,从而保证静压桩承台范围内浆液均匀. 既要保证水泥浆液的速凝效果,又要保证水泥浆液的强度,通 过多次现场试验确定了水玻璃与水泥浆液的含量比,浆液的凝 胶时间为45s.利用水玻璃的速凝作用,使水泥浆液在压力的 作用下,充分的压密,劈裂静压桩承台范围内处理土体,将土 体中的气体和水挤出,并形成树枝状,叶面状等的水泥结块, 使处理体填充密实. 袖阀管注浆法集中了压密注浆,劈裂注浆,掺入注浆的优 点,具有分序,分段,定深,定量,间歇,重复灌注的特点, 适用于粉土粘土,砂层,黄土馅穴,破碎带等软弱地层处理, 但在该工程袖阀管注浆首次应用于河床淤泥层加固,不仅施工 难度大,而且相关标准少,没有施T经验借鉴,在施_T过程中, 技术难题需要多方论证解决.窜孔现象频繁发生,由于注浆量 难以把握,注浆结束后,导致河床床位抬高较多. 参考文献: 【1】程骁,张凤祥.土建注浆施工与效果检测.上海:同济 大学出版社. [2】刘惠珊,徐攸.地基基础lT程283问【M】.北京:中国计 划出版社. 120科学时代?2011年第l1期