水平袖阀管注浆加固方案及效果分析_吴亮

工　程　技　术

２００９　　ＮＯ．３５

科技创新导报

水平袖阀管注浆加固方案及效果分析

吴亮1,2 颜治国2

(1.安徽理工大学土木工程系 淮南 232001; 2.北京住总市政工程有限责任公司 北京 100029)

摘 要:通过对西安地铁二号线TJSG-13标段永宁门～钟楼盾构区间钟楼站右线盾构接收端头加固施工的实例分析,介绍了施工中采取的水平袖阀管注浆加固措施,评价分析了施工效果。关键词:端头加固 水平袖阀管 效果评价中图分类号:TU7文献标识码:Ａ文章编号:1674-098X(2009)12(b)-0079-01

1 工程概况

西安市轨道交通二号线一期工程TJSG-13标段,包括:北大街站~钟楼站区间及钟楼站~南门站区间,位于西安市最繁华的南大街和北大街下方,盾构掘进将下穿护城河、南门城墙、钟楼等古建筑及其它建(构)筑物,线路周边建筑物较多。盾构始发及接收端的加固区都在市区内,对环境保护和文明施工程度要求较高。

钟楼站右线接收端头原设计共有加固桩9颗,深度19.5m,其中C20玻璃纤维素桩长11m,空孔回填C10素混凝土长度8.5m。根据调查,钟楼站右线接收端加固区存在地下人防。防空洞主洞宽3.5m,高3.2m,支洞宽2.0m,高2.2m,砖混结构。钟楼站右线接收端加固桩与人防空洞支洞关系复杂。

下左右各3m,长度8m。

注浆孔采用1000mm×1000mm梅花型布置PVC管,直径50mm,总长度904m,注浆量364m3,加固强度1MPa。

4 主要施工技术措施

4.1水平袖阀管施工方案

沿车站围护桩间隙,呈梅花形布置,间距1m。通过压力注浆机把水泥浆或其混合浆液由钻孔(袖阀管、PVC管)注入地层内部(空隙、间隙、裂隙或空洞等)。4.2注浆主要参数

(1)扩散方式:渗透～劈裂;(2)浆液扩散半径:1～1.2m;(3)有效加固范围:1.5m(间隔加固);(5)注浆压力:1～2MPa;(6)注浆速度:10～20L/min;(7)凝结时间:60～120s。(8)浆液基准配比:A液∶水/水泥=0.75～1.5∶1,外加剂:缓凝剂/水泥:2～3%;B液:水玻璃:35～40Be′。单液浆为A液单液,双液浆为A液和B液的混合液,双液浆的配合比为A液∶B液=1∶1。

4.3施工技术要求

(1)钻孔:要求保证钻孔的垂直度

(2)安装袖阀管:安装袖阀管包括安装套壳料、袖阀管并连接、钻孔封口等工作。套壳料一定要按比例配制,并保证把孔内泥浆置换完方能下袖阀管;袖阀管的连接一定要保证质量,连接紧密、不得有断开现象;封口按设计进行封口料的制作,并保证封口的长度在1.5m以上。

(3)安装PVC管:先检查注浆头的状况,如单向阀的状态是否良好;检查管路不能有堵塞现象,并保证各节管路的连接质量;如果袖阀管出现堵塞,应先进行洗管,尽量使PVC管伸至孔底。

(4)浆液制作:按设计和现场值班工程师提供的配合比拌制好浆液,浆液的比重符合要求,添加剂的按试验人员确定的参量进行添加,经保证水泥浆液的配制质量。

(5)开注浆机:在一切工作都做好后方可开注浆机进行注浆,注浆过程中主要通过听声音、看压力、看注浆量来判断注浆的实施效果;听声音是否有异常,看压力是否过高,看注浆量是否达到设计的注入量;这个过程主要靠注浆司机来控制,另外注浆司机还要做好注浆记录,并保证记录的真实性。

(6)双液混合:双液注浆一般把浆液的凝固时间控制在60～120s,主要根据注浆要求和作用的不同,通过调整浆液的配比和水泥液的浓度比重,来调整浆液的凝固时间。双液浆是在注浆机的混合器处混合的,

理论上浆液比例是1∶1,但有时由于注浆机

的一些原因,会造成比例相差较大。所以现场要经常做试验,必要时从混合器处取浆液来做试验,以保证合理的浆液凝固时间。

(7)清洗及文明施工:在注浆完毕后要及时清洗注浆机、搅拌机和各种管路,这是一项非常重要的工作,不能马虎。另外就是要做好现场的文明施工工作,做到工完料净场地清。

5 施工效果及结论

对本次端头加固土体钻芯取样,试样编号A185、A186、A187,实验室测定28天无侧限抗压强度均超过1MPa,渗透系数小于1e-8cm/s,满足国家规范和设计要求。由于采取水平袖阀管加固措施达到了无水施工的作业条件,使得左线隧道盾构破洞门的安全得到了保障,同时也确保了临近建筑物的安全,取得了良好的经济和社会效益。

2 工程特点和难点

(1)场地范围内地下管线繁多,管线改移工作量大,地铁公司协调的难度也很大,费用增加不少。要等到管线改移后再施工,则工期和产值都无法保证。

(2)孔壁稳定性问题:根据勘察资料,加固区地层有深度约3～7m厚度不等的杂填土和人工回填土,下面还有3～5m厚度不等的新黄土(甚至饱和软黄土)。容易坍塌和缩径。旋挖钻机钻进时必须严格控制泥浆性能,保证孔内水头压力以达到护壁的效果。

(3)钟楼站左线接收端加固区存在人防空洞,对钻孔桩施工有较大的影响。

(4)由于湿陷性黄土的特殊性能,对地下水位没有到达的部位,是否采用泥浆护壁需要慎重考虑,避免泥浆护壁造成新黄土孔壁遇水强度软化而坍塌。

3 水平袖阀管注浆加固的缘由

由于钟楼车站右线(西南侧)盾构接收端头加固区遇电信主管沟(1400mm×800mm)和2个聚线井(4500mm×3700mm×3200mm)无法改移,电信井下方3m(距离地表7m)是拱形人防通道(3500mm×3200mm)。地面没有施工路由。

考虑到端头加固区范围内地层自上而下可分为人工填土层,饱和软黄土、古土壤、老黄土、粉质黏土等。加固层在新黄土、古土壤、老黄土、粉质黏土中,土体本身自立稳定性较好。同时钟楼车站主体结构开挖降水,地下水位在暗挖隧道底板以下。经过与设计单位协商,决定把端头加固素混凝土桩改成水平袖阀管注浆加固的方案。

采用洞内水平袖阀管注水泥水玻璃双液浆加固,加固范围为圆柱体,盾构隧道上

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