地表注浆（精选三篇）
地表注浆 篇1
盾构施工中为了便于管片安装,不可避免地存在盾尾空隙——盾壳与管片外缘之间的空隙。通常情况下,可以通过同步注浆的方式在盾构往前开挖推进的同时,进行同步的壁后注浆(硬性水泥砂浆或惰性浆),这是盾构施工中主动控制地层变形的重要环节。
为了实现壁后注浆的目的和满足盾构施工要求,除浆液的注入必须迅速、饱满地充填盾尾空隙外,壁后注浆的浆液工程特性必须满足下列要求:1)具有良好的充填性,且不易流窜到盾尾空隙以外的其他区域(不漏失到掘削面及围岩土体中去);2)浆液应具有良好的和易性和流动性,且离析少;3)浆液应具有适当的稠度,不易被地下水稀释;4)材料稳定性好,不易分层,以便能长距离压送;5)壁后注浆填充后,应能及早凝结约束管片,并且早期强度最好与原状土的强度相当;6)浆液硬化后的体积收缩率和渗透系数要小;7)无公害、价格便宜。其中,最为重要的工程特性是充填性、流动性、强度和收缩性能,满足这些工程特性是实现壁后注浆目的的关键。
目前,由于盾构施工中主要风险点在盾构端头加固、盾构始发和联络通道地基加固、施工。目前盾构施工中的重大事故也是在这一块。但是随着盾构施工穿越地面建筑物和地中构筑物(例如桥梁基础、已建隧道、地中管线等)的实例越来越多,引起结构物开裂的工程事故也越来越多,因此越来越引起各方的重视。
本文通过一个试验段,分析了不同类型的壁后注浆对地面变形的影响。
1 工程地质和水文地质条件简介
盾构穿越土层主要为晚更新世海陆交互相沉积层(4层和5层)。
试验段1盾构穿越地层为④-1a粉质黏土(1 m),④-1粉土(1.5 m),⑤层粉质黏土～淤泥质粉质黏土(3.5 m)。
场地地下水有潜水和承压水两种类型。潜水稳定水位在地面下1.0 m～1.9 m。对盾构施工及以后地铁运营影响较大的含水层为④-1和④-2层土层构成的含水层组,即第一层微承压水,承压水头高程为1.51 m～1.65 m。场地分布的砂性土层,为不液化土层。
2 惰性浆液对地表沉降的影响
2.1 浆液配比
选用惰性浆液,其配比如表1所示。浆液的初凝时间为27 h。
2.2 监测方案
惰性浆液施工时地表沉降监测布置如图1所示。
2.3 地表沉降
100环布设的地表监测点得到的地表沉降如图2所示。
从图2中可以看出:
1)注浆参数黄砂量较少,缺少支撑盾构衬砌骨料支撑,虽然稠度经每环监测均符合9～11之间,但强度无法满足要求,衬砌脱出盾尾后沉降较大。2)80环～100环之间姿态较差,处于姿态调整期间,盾构刀盘切削土体扰动较大。3)部分管片拼装时发现漏浆现象,虽然在下一环推进过程中已进行补浆,但已经造成刚脱出盾尾的管片沉降较大。4)盾构处在干将河及驳岸中间,左右两侧土压力不均匀,容易致使盾构刀盘切口压力不平衡。5)地表沉降点位布设大部分在草地上,土质松软,人员流动较大,不排除人为踩踏影响。6)目前盾构在9.5‰的竖曲线推进,头部千斤顶顶力大于底部顶力,实际开挖面不是圆形而是椭圆,因此引起地层损失。
3 硬性浆液对地表沉降的影响
3.1 浆液配比
为了减小地表沉降,选用了硬性浆液,其配比如表2所示。浆液的初凝时间为8.5 h。
3.2 监测方案
硬性浆液施工时地表沉降监测布置如图3所示。
3.3 地表沉降
从硬性浆液施工时地面隆陷与盾构掘进过程的关系可以看出:1)盾体前方普遍隆起较大,最大值达到4 mm,主要原因为掘进过程中推进速度过快,土压波动值大,以及土压设定偏高引起。2)管片脱出盾尾后沉降,主要原因为同步注浆量偏少造成,后期沉降加大,原因为未及时进行二次注浆。3)采用硬性浆液施工,地表沉降有较大的减少。这主要是由于硬性浆液初凝时间早,减少了浆液初凝前固结收缩,也就减少了地层损失,对于渗透性较大的地层,最好采用硬性浆液进行壁后注浆施工。
4结语
通过以上分析可知,盾构施工在保持开挖面稳定的前提下,壁后注浆性能及种类对地层变形、地面沉降影响极大。采用惰性浆液施工时,最大地表沉降接近30 mm,加上后续沉降,可能突破30 mm,对周围环境带来不利的影响。通过严格控制盾构掘进参数,采用水泥硬化浆,地表累计沉降可控制在-20 mm,满足相关规范的要求。
参考文献
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地表注浆 篇2
隧道浅埋偏压段地表回填注浆及开挖支护施工技术
以六武高速公路LW-12标工程李集I号隧道严重偏压地段技术处理措施为工程实例,具体介绍在山区高速公路隧道施工中遇到浅埋、偏压、软弱围岩的情况下,如何改进施工工艺,施工方法,进行地表处理,开挖支护,选择何种进洞方案等一系列施工技术.为此,通过砌筑挡墙、地表回填注浆待软弱围岩与山体固接稳定成形后,开挖支护采用“零开挖进洞”方案,可减少或避免因大刷大挖大范围回填对山体及植被造成的破坏;同时,更有效地保证施工安全.
作 者：周永明 ZHOU Yong-ming 作者单位：中铁十七局集团三公司,石家庄,050081 刊 名：工程建设与设计 英文刊名：CONSTRUCTION & DESIGN FOR PROJECT 年，卷(期)： “”(5) 分类号：U455.45 关键词：公路隧道 浅埋偏压 水泥稳定碎石土 回填注浆 “零进洞”开挖支护地表注浆 篇3
1 工程概况
仓园隧道位于甘肃省陇南市武都区汉王镇仓园村, 隧道下穿全国第二大泥石流冲沟-甘家沟, 隧道起讫里程:DK378+170~DK378+885, 最浅埋深仅14米, 浅埋段总长263米, 全隧Ⅴ级加强衬砌, 进出洞口主要分布于第四系砂质黄土中, 洞身大部分布于细角砾土, 局部动身为风化千枚岩属软岩大变形隧道, 地质条件极其复杂。地面高程约在1010~1090m, 相对高差约80米左右, 最大埋深约80m, 全长715米。沿线位于甘肃省东南部, 属北亚热带湿润向暖温半湿润过渡的季风气候, 受境内高山深谷地形的影响, 在气候上有明显的区域特征, 气候差异悬殊, 垂直分带的差异性明显, 河谷炎热, 山地寒冷。
2 水文地质条件分析
帷幕注浆截流在实际的应用中, 要想取得较好的效果, 就必须对水文地质条件进行分析。从客观的角度来看, 仓园隧道穿越泥石流沉积层段:DK378+401~DK378+510段围岩情况破碎, 自稳能力差, 拱顶掉块、渗水, 下台阶四周均有渗水;DK378+510~DK378+610段掌子面为饱水的泥石流洪积角砾土, 夹砂质黄土薄层, 季节性渗水严重, 掌子面和边墙有少量渗水, 洞顶沉降大。地表沟心地段最小浅埋13~15米, 施工中浅埋段涌水, 拱顶及地表沉降, 最大断面拱顶沉降达到163cm, 施工安全性不能保证。如果想要较好的防治地表水害, 应首先明确该项工程和周边地区的水文地质条件, 以此来保证帷幕注浆截流能够在实际的工作中, 发挥出较大的积极作用。在此, 本文主要对水文地质条件进行论述。
2.1 补给来源
地表水害之所以会出现, 原因之一在于其拥有源源不断的补给, 所以在治理的过程中, 会显得异常艰难。结合仓园隧道的工程概况和实际的施工条件, 认为补给来源主要集中在以下几个方面:第一, 地表水本身的流动补给。在任何一个地区, 地表水都具有自身的循环系统, 因此流动补给是主要的补给方式之一。在实际的施工过程中, 基本上是不允许对流动补给造成伤害的, 因为现阶段很多地区的水资源都比较短缺, 倘若因某一项施工造成伤害, 会产生较大范围的水资源利用影响, 其工程所产生的效益, 远远无法弥补造成的损失。第二, 大气降水是另一个重要的补给来源。地表水的补给中, 大气降水占有很大的组成部分, 尤其实在雨季来临的时候, 降雨量会持续的提升, 地表水的补给不仅满足了日常的需求, 甚至是超过过了自身的承受范围, 再加上其他的因素影响, 造成了很大的地表水害。
2.2 主要含水层及封堵段的确定
我们在明确地表水害的补给来源后, 还应该对主要含水层以及封堵段的确定进行讨论。含水层和封堵段基本上是集中在一项工作来完成, 但目前的技术标准较为严格, 所以在具体的工作中, 会将每一个含水层及封堵段进行有效的分析, 以此来保证帷幕注浆截流, 可以针对实际的情况来发挥作用。结合以往的工作经验和当下的工程情况, 主要含水层及封堵段, 集中在以下几个方面:第一, 第四系含水层。该含水层主要是由砂子、沙砾所组成的, 由于近代的工程开发数量较多, 造成了河流的堆积, 其厚度较高, 同时在补给来源上, 直接受到了大气降水以及地表水流动的补给, 是主要的处理层面。第二, 石炭系太原组含水层。该含水层相对特殊一些, 因此其含水量主要是集中在灰岩含水层当中, 客观上的含水性比较强, 并不容易处理。第三, 寒武系灰岩含水层。该层的含水量一般, 主要是根据地区情况的不同, 含水量也存在差异。值得注意的是, 寒武系灰岩含水层与石炭系下部灰岩, 在多数情况下, 是不存在沟通情况的, 因此在厚度方面比较高, 帷幕注浆截流, 一般是不考虑这个层面的。
3 帷幕注浆截流在地表水害防治中的应用实践
由于地表水害造成的影响比较严重, 导致我们在具体的施工中, 必须采取有效的技术性措施来治理。相对的, 帷幕注浆截流在很多方面虽然表现出了较大的积极作用, 但并不意味着该方法能够适应所有的工作需求, 还是应该在具体的处理工作中, 通过结合实际情况来完成, 不要盲目的应用, 避免对既有的工作结果造成不利影响。在此, 本文主要对帷幕注浆截流在地表水害防治中的应用实践进行论述。
3.1 基础工作的处理
与一般防治地表水害处理不同的是, 帷幕注浆截流在实际的运用中, 会保证每一项工作的高标准和细节处理, 告别传统处理当中的各项问题。仓园隧道通过设计变更在DK378+450~DK378+550段沿隧道净空外左8m和右5m范围内帷幕注浆, 长度为隧道拱部以上5m至边墙底部, 采用Φ89钢管, 帷幕注浆范围内制作花管, 间距1m×1m。通过施工, 我们总结出帷幕注浆截流在运用中, 首先要在基础工作的处理上努力:第一, 经过计算后得知, 采用的水泥浆水灰比, 基本上要控制在7∶1左右。第二, 水玻璃与水的比例, 应尽量控制在1L∶0.5L左右, 倘若在实际施工中遇到一些特殊的情况, 则可以适当的调整比例, 但不要过大。第三, 水泥浆与水玻璃的比例, 应控制在1L∶1L左右, 该项比例控制基本上没什么难度, 但还是要注意不能出现任何的杂质, 否则将影响最终的注浆效果。第四, 帷幕注浆截流在应用后, 施工28天左右时, 强度应达到9.3MPa, 如果未达到, 则要考虑注浆的部分工作未发挥作用, 需要重新进行或者弥补。第五, 水泥浆的容重:1.619g/cm3;双液浆初凝时间6分钟左右, 终凝8分钟左右;水玻璃模数为2.4, 水玻璃模数越大, 其粘度增大, 粘结力增大;水玻璃的浓度Be'=35。
3.2 注浆过程中的注意事项
(1) 注浆过程中会加大初期支护及围岩的压力, 因此在注浆施工之前布设好监控量测点, 并量测获得初使数据, 监控量测包括拱顶下沉及净空收敛, 按设计间距进行量测断面布置, 同时加强断层裂隙带的初期支护和围岩的观测。
(2) 注浆前再次复核渗水水压力, 以便精确确定注浆压力值。
(3) 注浆时注浆设备设在工作面, 以便取得良好的注浆效果。
(4) 在注浆过程中随时观察出水点及周边节理裂隙的渗漏水情况, 如出现串浆、漏浆等现象, 采取表面封堵、间歇注浆、加浓浆液等技术措施及时进行处理。
(5) 注浆时若采用间歇注浆方式, 间歇时间视浆液的胶凝时间而定, 稍短于浆液胶凝时间。注浆前向注浆孔内压入高锰酸钾颜色水做压水试验, 观察并记录注浆孔附近的串 (冒) 浆点, 并用棉絮进行及时封堵。
(6) 在注浆过程中严格控制注浆压力和记录注浆量, 当注浆压力突然增大且初期支护表面未发现有渗浆时, 及时减小注浆压力, 以防止因注浆压力过大造成的初期支护破坏或附近地段的岩爆发生。
3.3 帷幕注浆截流的应用
地表水害的防治过程中, 帷幕注浆截流的确可以取得较为积极的结果, 但如果控制不好, 则会产生较强的反效果。本文认为, 在今后的工作, 帷幕注浆截流的应用, 还应该在以下几项工作中继续努力:第一, 水灰比应保持固定不变, 水玻璃的浓度也不能有任何的改变, 我们可以在实际的工作中, 调整双浆的具体比例。例如, 水玻璃的溶液占比, 可以按照从小到大的顺序来调整, 而凝胶时间, 则可以从长到短来控制, 这样就可以更好的掌握注浆截流的效果。第二, 当水灰比从小到大的过程中, 凝胶时间就会从原来的较短时间变成较长的时间。此时, 初凝和终凝也会变得快一些, 该方法在实际的应用中是比较理想的。除此之外, 我们在具体的作业方式上, 选择了全孔一次压入的方式, 该方法不仅节省时间, 同时具体的地表水害防治效果也比较突出。
4 总结
本文对帷幕注浆截流在地表水害防治中的应用展开讨论, 从现有的工作来看, 多数工程通过利用帷幕注浆截流的方法, 实现了对地表水害的有效预防和治疗, 提高了经济效益和社会效益, 对周边环境所造成的影响也是比较小的。在今后的工作中, 应进一步推广应用帷幕注浆截流方法, 并不断的注入新的技术和措施, 促使该项方法的服务范围更加广泛。
摘要：地表水害防治, 是现阶段的比较严重的灾害类型, 其造成的经济损失和社会影响, 都是不可忽视的。相对而言, 现阶段防治地表水害的方法比较单一, 很多地区都采用了传统的方法, 因此并没有取得理想的效果。为了在今后的工作中, 更好的防治地表水害带来的各种问题, 可应用帷幕注浆截流的方法, 实现对地表水害的根本性控制, 节约工作成本, 促进工作水平的进一步提升。
关键词：帷幕注浆截流,地表水,灾害,防治
参考文献
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