注浆施工组织设计(精选10篇)
注浆施工组织设计 篇1
景泰330KV变电站地基处理
施工组织方案
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甘肃靖远电厂
景泰330KV变电站地基处理施工组织方案
一、工程概况
1、景泰330KV变电站工程对
城330KV变电站扩建部分支架设备基础位于330KV配电区,场地已平稳。
2、地层特征为Ⅱ级自重湿陷性场地,湿陷黄土层厚约10米,局部有粉砂层。
二、设计要求:
根据甘肃省电力设计院景泰330KV变电站内对端石城330KV变330KV区地基处理平面布置图,地基处理采用加气硅化法,加固深度为设备支架,勘探结果需进行基础硅化注浆加固处理。
加固效果理想,提高地基强度,消除地基土的湿陷性,降低压缩性,用加气硅化法可有效地减少附加下沉,加固土的体积增大一倍,水稳定性提高1~2倍,渗透系数可降低数百倍,水玻璃用量可减少20%~40%,成本降低30%。
三、工艺流程
先在地基中注入少量二氧化碳(CO2)气体,使土中空气部分被CO2所取代,由于碱性水玻璃溶液强烈地吸收CO2形成自真空作用,促使水玻璃溶液在土中能够均匀分布,并渗透到土的微孔隙中,使95%~97%的孔隙被硅胶所填充,在土中起到胶结作用,从而使地基得到加固,加气硅化的化学反应议程式为:
Na2SiO3+2CO2+nHO2→SiO2∙nHO2+2NaHCO3
四、施工工艺要点及施工方法
1)施工前应在施工现场进行灌浆试验,确定各项技术参数。2)布孔:以边长为1M做三角形布置,钻孔深度3M。
3)灌注溶液的采用高压塑料管,管底做封口,并在管深度1/3下部钻Φ5mm孔,梅花点布置。
4)在场地加固范围内,先沿周边先进行钻孔,封闭式注浆,注浆顺序:送气→注浆→送气,分级进行。
图-1
5)将四周封闭后由外向内钻孔布管进行注浆。
6)泵或空气压缩设备应能以0.2 ~0.6Mpa的压力向每个注浆管供应1~5L/min的溶液压入土中,灌浆的平面布置和土的每层加固厚度如图-1
五、材料
1)水玻璃:模数要求在2.4~3.0M,浓度:30~45Be,2)二氧化碳(CO2)
六、施工机具
空压机、潜孔钻、注浆泵;灌浆管系统:包括输送溶液和输送压缩空气的软管、泵、管阀、弯头、三通等(软管与注浆的连接部分、阀门等,其规格应能适应灌注溶液所采用的压力)。
七、施工规范:
根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB 50202—2002)严格执行。
八、施工质量要求及标准
1)施工前应掌握有关技术文件(注浆点位置、浆液配比、注浆施工技术参数、检测要求等)。浆液组成材料的性能应符合设计要求,注浆设备应确保正常运转。
2)施工中应经常抽查浆液的配比及主要性能指标,注浆的顺序、注浆过程中的压力控制等。
3)施工结束后,应检查注浆体强度、承载力等。检验应在注浆后15d(砂土、黄土)或60d(粘性土)进行。
4)注浆地基的质量检验标准应符合本规范中表4.7.4要求。
九、质量保证措施
严格做好注浆量、注气量记录,保持浆量平衡有序,保持压力平衡渗透均匀,仔细观察地表变化,防止二氧化碳外溢,已达到硅化标准。
十、施工用水、用电要求
1)施工用水:饮用水
2)施工用电:50KW/h,电压220/380V,三项五线制低压电力系统必须符合:○1采用三级配电系统;○2采用TN—S接零保护系统;○3采用二级漏电保护系统。
十一、安全与环境保证措施
本工程以项目经理为安全总负责,并配专职安全员一名,确保该工程的安全和管理等各项措施和目标得以保证和实现。
1)认真执行国家安全生产法,遵守国家法律、法规和企业各项规章制度。
2)进入现场戴好安全帽,不酗酒,服从统一安排,不违章作业。
3)做好施工现场安全防护措施,确保用电设备漏电保护完整、齐全、有效,施工用电确保“三项五线”制工作。
4)所用材料、机具应摆放有序,每班工作完毕,应做到工完场清,无扬尘,不污染。
5)现场专职安全员,质量检查员不擅离职守,发现问题及时纠正、制止。不能处理解决的必须及时上报经理部。
注浆施工组织设计 篇2
关键词:路基填料,路基塌陷,注浆加固,施工组织
由于路基填料质量差、填筑密实度不够等, 所以, 大秦线大同南—湖东间重车Ⅰ线、Ⅱ线K13+000~K14+000路基下沉, 严重影响了线路运行, 阻碍了安全行车。结合大秦线行车密度大、“天窗”资源有限等特点, 对该段路基进行注浆加固处理, 以彻底消除病害, 确保行车安全。
1 注浆机理
注浆设备利用注浆管和钻孔将混凝土浆液注入地层, 使该段路基本体成为水泥和黏土的混合物, 从而提高其承载力, 减小沉降量。
2 施工方案
针对大同南—湖东间重车Ⅰ线、Ⅱ线K13+000~K14+000路基下沉病害, 在注浆时, 要将注浆水灰比控制在0.5∶1~0.8∶1之间, 将注浆压力控制在0.2~0.3 MPa的范围内。另外, 注浆孔沿路基坡面分五排布置, 与路基面呈30°角, 纵向间距2 m, 横向间距3 m, 呈梅花形布置。施工时, 使用的是DN25钢管, 每根钢管长6 m, 钢管间用焊接的方式连接。在注浆施工中, 应采用隔孔注浆法, 并做好每个孔的注浆记录工作。
3 注浆施工工艺
在注浆施工中, 要严格按照施工设计图和《铁路路基工程施工质量验收标准》执行, 施工操作要遵循钻孔、注浆、洗孔、封孔的顺序。
钻孔时, 使用的是YBDZ-55矿用隔爆型电钻。注浆时, 使用的是BW-150型注浆机, 具体要注意以下几点:①注浆管为DN25钢管, 在管头1~1.5 m处呈螺旋形布置φ6~φ10 mm的注浆孔。②注浆顺序为先下后上, 隔排跳孔注浆。③注浆压力要控制在0.2~0.3 MPa之间, 注浆速率为1 m3/h。在注浆过程中, 如果压力达不到设计要求, 就会发生跑浆、串浆等问题。因此, 可换孔作业, 待浆液初凝后再补注。④在注浆过程中, 要密切监测注浆部位的地面变化, 重点检查注浆地段及其前后15 m范围内的线路, 并做好相关的安全措施。如果发现路基有串浆或加速变形的情况, 要及时停止注浆, 分析其原因, 检查线路的运行状态。待注浆工作完成后, 要用清水冲洗注浆管, 并采用合理的方法处理废水, 做好清洁工作, 然后再转入下一孔位施工。当最后一段的灌浆工作结束后, 要用水灰比为0.5∶1的浓水泥浆自下而上再进行一次回填封孔的灌浆工作。
在整个注浆过程中, 使用的机械设备和主要材料如表1所示。
4 关键工序的质量保证措施
保证关键工序的施工质量要做到以下几点:①在施工过程中, 要严格工序控制, 专业技术人员要在现场盯控, 有效划分作业区域, 落实“双控”指标, 三序孔作业。同时, 根据施工和地层的变化情况, 适时调整注浆压力、分段长度和注浆材料的种类、配比, 以保证注浆效果。②严格按照设计参数钻孔, 钻孔孔位和角度偏差要符合相关规范的要求。如果现场钻孔孔位受客观条件的制约不能满足设计要求, 就要移位, 并通过相关计算确定具体的参数, 必要时, 还要补孔。③浆液配比应符合设计要求, 配浆时最大误差为±5%.④浆液搅拌要均匀, 水泥浆搅拌时间为5~10 min, 严禁使用未搅拌均匀或有沉淀的浆液。⑤在注浆过程中, 要时刻关注泵压和流量的变化。如果吸浆量很大或压力突然下降、注浆压力长时间不上升, 要及时查明原因;如果工作面漏浆, 则要采取必要的封堵措施;如果跑浆, 则要调换浆液, 调整浆液配比, 缩短浆液的凝固时间, 并进行大泵量、低压力注浆, 必要时还可以采用间歇注浆法, 以达到控制注浆的目的;如果发生串浆问题, 则采用两孔同时注浆的方法;如果压力突然升高, 要及时查找原因并处理;如果浆液凝固时间过短, 则要及时调整浆液配比。⑥当一台泵发生故障时, 应立即换上备用泵继续注浆。⑦严格把控注浆效果检查评定工作, 当所有工作符合要求时才能结束注浆作业。如果其未达到注浆结束标准, 则需补孔注浆。
5 安全措施
在施工过程中, 要严格执行《铁路工务安全规则》《铁路工程施工安全技术规程》中的规定和其他章程中的规定, 坚决杜绝违章作业。
5.1 施工安全措施
施工安全措施主要有以下2点:①严格落实施工负责人制度。在施工前, 由施工负责人召集所有参加施工的卡控人员进行安全预测分析, 做到“三个落实”, 即组织落实、制度落实、责任落实;做到“两个亲自”, 即亲自指挥, 下达开工、收工命令, 亲自检查各种机械的运行状态。②严格执行“四不开工”制度, 即没有办理施工登记手续不开工, 没有做好防护工作不开工, 没有做好施工准备工作不开工, 没有施工负责人的命令不开工。
5.2 行车安全要求
行车安全要求主要有以下2点:①在注浆施工期间, 必须在车站和现场做好防护工作, 指派专职防护员现场防护。同时, 要在施工现场前后2 000 m处和现场安排3名防护员, 并在相应的施工位置设置警戒线。在此要注意, 施工人员不得进入警戒线内作业。在车辆到来前, 要安排专人检查线路附近的料具, 它们不得影响行车安全。②现场设专人按时检查线路的情况, 重点检查注浆地段及其前后15 m范围内的线路。如果在注浆过程中发现有下沉、上鼓等情况, 要立即停止注浆, 检查轨道的尺寸, 必要时, 还要通知车站工作人员限速或拦停列车。
6 应急预案
在施工过程中很可能遇到突发状况, 比如路基土体因为注浆后含水量变化而软化塌陷, 或者路基注浆量大, 导致路基隆起。
6.1 应急备料
应急备料主要包括50个装好土或卵砾的编织袋, 1套道尺、折尺、弦绳等检查工具, 5支撬棍, 10把铁锹, 5把钢钗, 5把洋镐和2台液压起拨道机。
6.2 应急措施
在施工过程中, 如果路基塌坑, 防护人员要先用对讲机将情况报告给车站, 并发出停车信号, 组织人员抢修, 用装好土或卵砾的编织袋填充塌陷处。如果塌坑使得轨道变形, 要及时抬捣轨道。这项工作完成后, 现场施工负责人确认达到放行条件后方可放行。如果路基上鼓影响行车安全, 则要立即停止作业, 由施工方负责拦停列车, 并及时采取限速运行和顺坡处理组织线路等措施。
参考文献
[1]中华人民共和国铁道部, 铁运〔2008〕96号.铁路路基大维修规则[S].2008-07-01.
公路桥梁施工中注浆施工工艺探讨 篇3
摘要:公路的修建在当今时代是必不可少的,注浆技术给公路桥梁的施工带来保证。文章针对公路桥梁施工中的注浆施工工艺进行了阐述。
关键词:公路桥梁;注浆施工;工艺技术
高速公路桥梁基于运营的整体性、舒适性和耐久性的考虑,经常被設计为预应力连续结构。因此为了满足这种结构的需求,注浆技术作为一种新型有效的方法在高速公路桥梁施工领域得到广泛应用。
1.注浆技术在高速公路桥梁施工中的应用状况
我国目前在注浆技术的应用方面主要体现在水电和建筑方面,且都得到了很好的效果。而把注浆技术应用到高速公路桥梁施工建设以达到加固效果的应用方式,还属于一个新型的工程。并且,根据地质条件和其它各个方面的差异,注浆技术在实际的运用中所采用的方法、材料、工艺、监测和检测等方面也存在着诸多不足。在大部分的情况下,使用纯静压注浆的效果是最好的。其次,根据工程实际境况的不同要对问题进行具体的分析,无论采用何种注浆方式都要达到其防冲刷的目的。在这之中,施工工艺和技术参数的选择是注浆质量的主要影响因素,所以在进行灌浆工作以前,应该先对其进行研究和试验,然后根据得出的结果来确定注浆的技术参数,对施工工艺进行合理的选择,以保证注浆的质量,同时也确保注浆工作能够得到顺利的开展。
2.公路桥梁施工中注浆施工工艺的研究
2.1注浆施工技术分类
由于注浆压力的不同注浆技术大体上分为静压喷射注浆和高压注浆。但是,我们更习惯根据注浆浆液与土体的相互作用方式的不同将注浆施工技术分为四类:渗透注浆、压密注浆、劈裂注浆以及喷射注浆。在公路桥梁注浆施工的过程中我们经常到的是压密注浆形式和渗透注浆形式。
2.2注浆施工中的压密注浆分析
压密注浆和传统意义上的挤压注浆其实是一样的,利用现代的液压或者气压技术通过预先打好的钻孔将按一定比例配制的浆液喷向土体,这时浆液会呈球形状大量的聚集在注浆的地点,形成成簇的球形集团,由于注浆压力的存在这些球形的集团会向四面八方扩散,由于浆液球的扩散作用使得土体受到很大的挤压力,这种挤压力会使土体变得更加的密实,土体密实程度的提高这就大大降低了土体发生水力劈裂的可能性,提高了土体的坚固程度,但是这种方法对于含水大以及透水性大的地基不适用。
2.3注浆施工中的渗透注浆分析
注浆施工中的渗透注浆就是通过注浆工艺将浆液颗粒充入土体颗粒之间的空隙当中,在充填的过程当中土体颗粒之间的相对排列位置是不被破坏的,土体颗粒之间由于充入了具有粘性的浆液颗粒,使得土体的整体完整性得到了很大的提升。但是在整个注浆过程中,要想保证整个浆液全部是牛顿体是非常难的,此外土体之间的均一性也是参差不齐的,这就给渗透注浆的柱形扩散理论和球形扩散理论造成了很大的挑战,使得渗透注浆的工程应用有着非常大的局限性。
3.注浆技术在高速公路桥梁施工中技术探讨
3.1注浆施工准备工作
施工之前,根据施工场地及工艺安排,合理安排机械设备,在设备应用之前应进行调试,保证其工作性能。按照施工设计,确定桥梁桩基础喷浆量、喷浆速度、压力值等参数,在参数基础上进行试桩,在保证桩基质量的基础上进行正式施工。在进行注浆施工之前,应召开施工管理人员及技术人员会议,对工程施工图纸进行详细研读,明确施工规范及工艺要求,对注浆作业过程中可能出现的问题进行研究,并提出相应预防措施及解决措施;在施工图纸会审阶段,设计人员及监理人员应及时找出施工图纸中存在的问题,对于设计图纸中与注浆作业中存在冲突的问题予以处理;加强技术交底作业,明确注浆施工中应注意的要点,注浆操作参数及规范要求等;做好测量放线工作,进行注浆导线点、水准点复核,在保证测量精度的基础上进行放线,标注桩中心及轴线,并要求监理人员进行核实。做好注浆作业准备工作,是保证注浆技术应用质量的重要基础及前提。
3.2施工中的浆液材料的选取
注浆材料分为普通注浆浆液材料和化学注浆浆液材料两种。其性质主要由存放的温度、时间,其组成成分以及渗透的速度等方面决定。选择浆液材料时应结合施工的技术、工程的性质、现场土质条件以及造价等因素综合考虑,从而选择合适工程的浆液配比及材料。目前,公路桥梁的施工主要采用比较稠密的浆液配合高效的增塑剂及减水剂来进行注浆,也是今后公路桥梁注浆的发展趋势。
3.3渗透注浆
渗透注浆就是利用浆液的渗透能力,在未受破坏的地层土颗粒排列下,将浆液注入土颗粒的缝隙之间,从而使地层土颗粒形成一个整体。渗透注浆的主要理论分为球形扩散理论及柱形扩散理论两大点。两种理论所假设的条件部分相似,因而,两种理论也存在着相同的局限性。在浆液是牛顿流体时,且被注入的土层是均质的无勃性土,此时球形扩散理论更为适用。而球形扩散理论的局限性在于,在实际注浆时内部的浆液不可能完全的牛顿流体,而注入的介质也不可能全是匀质土。柱形扩散理论是以注浆管中的注浆为研究的基点,在注入时浆液整体呈圆柱状,且存在相同的局限性。
3.4压密注浆
压密注浆即使用挤压的方式对浆液进行注射,压密注浆的浆液一般较为稠密,在通过钻孔时注射注浆时会在注浆口形成一个球形的浆泡,在浆液不断的扩散中,球形浆泡将对周围土体产生挤压力,因浆液的材质,又不会渗透到土体中,在这样的压力作用下,将使土体越发紧密,防止水力劈裂的问题产生,这也是压密注浆较劈裂注浆的区别。压密注浆对于固化结实地基土层、抬升建筑物的高度等方面其重要作用。但其缺点在于,对含水量较大及渗透性较差的软勃土效果不明显,这时可以通过劈裂注浆来进行防渗及加固的工程。
4.施工中的工艺要点
4.1钻孔放样工艺的技术要点
采用测量工具进行注浆孔的放样,实际孔位与设计孔位之间不能存在太大的误差,同时对所有工点的钻孔进行放样,并给钻孔编号,方便统一管理及参考。放样时地面以下的设施应尽量远离原有的其他设备,且与通道、桥台、挡墙等保持一定距离。
4.2成孔工艺的技术要点
在成孔时对于桥面结构层应采用潜孔锤进行钻进,禁止使用冲洗液水钻。在成孔时实际孔深不得小于设计孔深,且注浆孔应与地面呈垂直状态,并尽量减小其误差。在桥面发生严重变形时,可以考虑采取二段注浆的方法。
4.3压水试验工艺技术要点
压水试验是公路桥梁注浆施工前的一个必要步骤。对于地质是否可灌进行分析,对注浆工艺的参数进行思考。然后通过压水试验确定注浆通道是否畅通,它是提高土层介质的可灌性的不可替代的方法。
4.4监控注浆过程
整个注浆的过程,都在地下进行,后续工程会对注浆工程的监控检测带来阻碍,基于此施工人员应对施工工程严格的监控,这也是对质量进行管理的方法。控制注浆主要通过压力控制与流量控制来实现,而压力与流量随着时间的变化,是两个变量,在控制注浆的过程中若仅单靠一个数值作为指标,那将是不合理的。随着时代发展,越来越多的新技术被人们使用,电子工程技术也在注浆工程中得到了广泛运用,一些发达国家对注浆工程的监控已经实现的自动化或半自动化。
5.结束语
我国的经济正在高速发展,各项基础设施需要被建设,注浆技术作为解决高速公路桥梁施工的一种有效方法,越来越受到人们的关注,相信随着科学技术的发展,注浆技术将得到更好的完善,在高速公路桥梁施工中起到越来越重要的作用。整个注浆技术的施工过程存在一定的复杂性,因此,必须做好每个环节的准备工作,从而确保整个桥梁的施工质量。
参考文献:
[1]吴红波.论高速公路桥梁施工中注浆技术的应用[J].城市建设理论研究,2012
高压注浆堵漏施工方案 篇4
一、注浆方式
1、对于混凝土出现的点渗漏,应采用埋没止水针头方式予以注浆堵漏。
2、对混凝土出现的断裂缝,施工缝后浇带形成的渗漏可分别采用埋设注浆止水针头两种形式进行注浆堵漏,埋设注浆管的堵漏效果要优于埋设注浆针头的效果。
3、对于沉降缝出现的渗漏,只能采用埋设注浆管的形式。
二、注浆前期步:
1、寻找裂缝:对于潮湿基层应先清扫积水,待基层全部干净,表面稍干时仔细寻找裂缝。对干燥基层,清理后,可用气泵吹除表面灰尘做好记号。
2、钻孔:按混凝土结构厚度,距离裂缝150-350mm沿裂缝方向,两侧交叉钻孔,孔距应按现场实际情况而定,孔与裂缝断面应成45度交叉。
3、埋设止水针头:止水针头的配套部件是浆液注入裂缝内的连接件,埋设进应用工具紧固。尽可能保证针头的橡胶部分及孔壁在未使用前干燥。
4、埋设注浆管先将裂缝处开成U型槽,槽内用水清洗,下注浆管,注浆管的上方用水不漏封槽,然后向注浆管内注浆。
三、注浆步骤:
1、开始注浆使用的泵压力要低、慢,提高压力直到浆液流出。
2、浆液通过混凝土裂缝出现一点渗漏,说明浆液传递延伸有效。
3、当浆液到达相邻注浆孔中应停止注浆,移到相邻注浆嘴继续注浆。
4、依次注浆后,再回到每一个注浆嘴,依次再注浆一遍。
5、注浆结束后,除去注浆嘴,留下的孔用水不漏封闭。
6、清洗工作应该在注浆结束30分钟进行,用清洗剂清洗与浆液接触过的所有注浆设备和工具。
北京世纪禹都防水工程有限公司
浆砌片石桥台注浆加固施工技术 篇5
采用注浆技术加固浆砌片石桥台在其它路段已有成功先例,但整套技术目前尚不成熟,施工工艺上还有需要通过实践探索进行改进的地方.结合广东省清远至连州一级公路改造(高速)项目中几座浆砌片石桥台注浆加固的施工情况,介绍了小孔道注浆、钢花管注浆锚杆与基础钢花管注浆的.施工工艺及施工中的几个关键技术问题的解决方法.
作 者:马晓力 孟屯良 王俊涛 作者单位:马晓力(深圳高速公路股份有限公司,广东,深圳,518026)
孟屯良,王俊涛(中交通力建设股份有限公司,陕西,西安,710075)
刊 名:湖南交通科技 英文刊名:HUNAN COMMUNICATION SCIENCE AND TECHNOLOGY 年,卷(期):2009 35(3) 分类号:U445.55 关键词:桥梁工程 浆砌片石 桥台 注浆 施工技术
灌注桩后注浆施工技术研究论文 篇6
关键词:灌注桩;注浆;混凝土
随着社会的进步和建筑物的长途发展,近些年来,我国的桩基础适用的范围逐渐增加,开始的应用主要是用于工业民用建筑,也包括一些高层的建筑类型,以及一些公共设施方面的建筑桩基,近几年桩技术主要用于帷幕桩的使用和防护,在基础工程中,这种桩基础以其高负荷的性能受到建筑师的追捧,逐渐应用于桥基或改造加固工程的应用中。
1灌注桩后注浆施工工艺的分类
注浆桩是在古老技术的基础上,逐渐演变和发展起来的,近二十几年来,这种技术的发展逐渐完备和成熟起来。根据不同地区不同地质的施工环境,注浆桩可以分为两种不同的类型:第一,前处理注浆桩。这类注浆桩是借助钻机设备而进行的,是指在混凝土形成之时,配合设备,在桩端、孔壁上进行注浆,主要靠的是压力的作用。第二,后处理注浆桩。这种注浆桩的方法比较简单,有成型的成孔设备,确定好注浆的位置,在桩侧的土层即可进行注浆。具体来说,前处理的原理主要是根测试螺旋钻头的深度,当设计达到一定的深度时,钻头就会喷射出混凝土或水泥浆,进行注浆处理,随着混凝土和水泥浆的逐渐深入和灌注,新型的桩体就基本完成了。而后处理注浆桩的原理和前处理的恰好相反,它主要是通过钢筋顶层的振动器的震动达到的灌注的目的,基本的工艺流程是:下电钻头,进行螺旋外管的转动,一边灌注一边提升螺旋外管,最后拔钻的过程中清理地上的泥土,进行钢筋笼的沉淀,基本就完成了灌注。一般来说,后处理的注浆桩,在灌浆的过程中基本不需要专门的机具,而只是普通的电钻即可完成注浆,使用起来比较方便。按桩端预留压力注浆装置型式划分:①预留压力注浆室;②预留承压包;③预留注浆空腔;④预留注浆通道;⑤预留特殊注浆位置。
2桩底后注浆提高桩基承载力的机理
桩底压力注浆技术的原理,改变了原来桩底和庄周土质的混合作用,这种技术在现在应用比较广泛,主要是物理力学和压力的原理,通过勘查周围土质的情况和接触的条件,从而改变灌装柱的承载性能而进行的。一般来说,浆液在压力的作用下会自动运行到指定的位置,在这里就是指桩端的土体位置,桩底土体的性质和功能以及桩长、压力、时间、量度都是有规定的。常用的浆液主要有三种:压密注浆、劈裂注浆、渗透注浆,根据不同的需要选择不同的类型。桩底压力注浆对桩端阻力的提高,其主要原因是:乱桩端士体陛质得以改善。b.桩底扩大头的形成。c.对桩底施加预应力。
3桩底后注浆技术施工工艺
桩底后注浆技术施工与普通灌注桩施工的区别在于,成孔清淤后,下方钢筋笼及注浆管,浇筑混凝土,待桩身混凝土达到一定强度后进行浆液的后压力注浆。
3.1后注浆施工机具
施工机具分为地面注浆装置和地下注浆装置两大部分。地面注浆装置由高压注浆泵,浆液搅拌机、储浆池、地面管路系统及观测仪表等组成;地下注浆装置由竖向导浆管、注浆管及桩端压力注浆装置等组成。
3.2主要施工过程
3.2.1埋设注浆管。这里重点指出的是注浆管的长度问题,在注浆的过程中,管子的长度要合理,过长或过短都会给埋设带来隐患,更有甚者会影响注浆的效果。如果注浆管道过短,无法达到预定的位置,会造成注浆过程中浆液的喷溅和堵塞,非常不便,而如果管道过长,在浆液的浇灌过程中,相互之间的连接处会难以吻合,给浇灌带来困难。同时,注浆管的上下两端和加工要注意其合理陛,设计成方便拆卸的类型,同时在装配的位置要装有开关,方便丝扣之间的灵活。在注浆管的埋设过程中,接口处的连接非常重要,质量一定要保证。不可设计在钢筋笼上,一定要设计在管子的两侧,尤其是外侧是最佳的位置,以免造成接头不严的严重危险。通常,生胶止水带是连接注浆管的最佳之选,出浆口—般用胶带或塑料膜包住即可。
为确保浆液注入桩端土体,注浆管底部插人桩尖土300一400mm。注浆管埋设好后,要立即向管内注满清水并把两端密封,以减小管内外压力差,防止注浆管的变形影响注浆效果。
3.2.2浇筑混凝土。浇筑桩身混凝土前要想孔底投放0.5m厚碎石。
以碎石做注浆通道,在碎石重力作用下孔底沉积土翻起,减小桩底沉渣厚度,有利于注浆后形成桩端扩大头。浇注桩身混凝土时,应注意保护注浆管在施工过程中不被压弯或破裂。在进行水下混凝土浇注时,当导管堵塞剪掉后,混凝土会迅速下落冲击孔底然后立即上翻,有可能引起注浆管的上浮。因此,从浇筑混凝土开始就应观察注浆管有无上浮的情况,若发现注浆管上浮,应立即采取相应措施处理。
3.3注浆
3.3.1注浆施工顺序。当场地基土为软土时,桩距过近易造成似乎更桩中高压注浆液涌向临近钢丝网或即将施工的桩位,造成浆液串孔,影响工程质量。因此,在软土地区施工时,应采用间隔法等合理的施工顺序。
3.3.2初次注浆(注浆前压水试验)。注浆前必须先进行压水试验,以
确定注浆管是否重新堵塞,确定注浆初压力,并把细粒沉渣推至注浆范围之内。一般隋况下,压水应按2~3级压力顺次逐级进行,并要求有一定的压水量及压水时间,压水压力以注浆管疏通为准。待压水试验结束后,便可以将配置好的水泥浆液通过高压泵和预埋管注入到桩底。初注阶段注浆压力要小,浆液由稀到稠。初注时要密切注意压力、注浆量和注浆管的变化及注浆节奏,并检测注浆过程中桩的上抬量。
34闭浆
注浆结束后,注浆管端部应采取机械风度闭浆,闭浆时间一般至少应为24~ 48h,以防止地下水兑奖也的局部稀释,造成浆液固结强度的降低。
4后注浆质量控制措施
4.1注浆时机
注浆时机要适当。注浆过早,会因桩身混凝土强度过低而导致桩体破坏;注浆过晚,桩底沉渣凝固硬化影响注浆通道,从而影响注浆效果。
一般桩身浑天强度达到设计值的75%以上并大于20MPa时,可进行压力注浆。从灌注桩浇筑到开始注浆的时间间隔一般为10d左右,夏季间隔时间可适当缩短,但不少于7d,冬季间隔时间要适当延长。
4.2注浆量控制
合理的注浆量取决于桩端和桩侧土层发的类别、土体的渗透陛能、桩径、桩长、承载力增幅要求、注浆压力、沉渣量等因素。在实际注浆中需根据压水试验及注浆过程中的反应适当调整注浆量。
5结论
地裂缝注浆施工技术 篇7
一、地裂缝概述
在K0+970至K1+084段共发育有4条地裂缝, 长度不一, 呈带状分布, 勘察区地裂缝的倾角一般为70°~80°, 剖面图上形态表现为上宽下窄, 呈“V”形, 宽度与深度之比均在1∶5以上。4条地裂缝裂缝面粗糙不平, 局部可见溶蚀现象;平面形态呈锯齿状分布, 线性延伸较差, 延伸方向呈折线分布, 但总体延伸方向较稳定。裂缝间多充填粉质黏土、碎石土, 均为张性地裂缝。
(一) 地裂缝 (1)
该裂缝位于K0+970左9m至K0+995右23 m处, 裂缝宽约1.5 m, 地表可见裂缝深5 m左右, 裂缝走向约105°, 初勘阶段在该裂缝发育处布置有CZK06钻孔, 钻孔揭露地裂缝深度约6.8 m, 裂缝中心岩体极破碎, 岩石严重风化, 呈灰黄色, 镐可挖动, 充填粉质黏土, 部分侧壁可见溶蚀痕迹, 该裂缝带左侧基岩岩层产状:152°∠16°, 右侧基岩岩层产状:185°∠26°。如下图所示:
(二) 地裂缝 (2)
该裂缝位于K0+984左8 m至K0+992右23 m, 裂缝宽约1.5 m, 地表可见裂缝深约2 m, 物探解释其影响深度约20.0 m, 往线路右侧裂缝变窄, 地表可见宽度约0.7 m, , 裂缝走向约148°。裂缝为粉质黏土和碎石充填。线路左侧裂缝小里程侧基岩岩层产状:235°∠12°, 大里程侧基岩岩层产状:282°∠14°;线路右侧裂缝小里程侧基岩岩层产状:232°∠14°, 大里程侧基岩岩层产状:234°∠16°。如下图所示:
(三) 地裂缝 (3)
地裂缝 (3) :该裂缝位于K0+989右6 m至K0+994右17 m, 裂缝宽约0.5 m, 地表可见裂缝深约1.8 m, 物探解释其影响深度约20.0 m, 裂缝走向约141°。主要为粉质黏土和碎石充填。裂缝小里程侧基岩岩层产状:234°∠16°, 大里程侧基岩岩层产状:228°∠20°。如下图所示:
(四) 地裂缝 (4)
地裂缝 (4) :该裂缝为主裂缝, 位于K1+033左23 m至K1+064左65 m左侧山体半山腰处, 大致沿地形等高线走向方向开裂。地表可见裂缝宽约0.6 m, 裂缝走向约154°, 裂缝中心岩层呈灰黄色, 部分镐可挖动, 开裂面平直, 裂缝被第四系粉质黏土、含碎石粉质黏土充填, 沿地表裂缝走向方向约20 m处见一垂直走向的暗洞, 往地裂缝延伸方向通过该暗洞后, 裂缝深度变大, 最大地表可见深度约20 m, 最宽处约2.2 m, 侧壁岩体裂面可见溶蚀迹象, 岩面形状不规则, 裂隙走向约120°。裂缝小里程侧基岩岩层产状:212°∠14°, 大里程侧基岩岩层产状:218°∠16°。如下图所示:
二、地裂危害性分析及处理思想
(一) 地裂缝危害分析
地裂是由于基底断裂的长期蠕动, 使岩体或土层逐渐开裂, 并显露于地表以及斜坡滑动造成地表开裂而成。地裂缝致灾机理是地裂缝的活动导致地裂缝上盘下降, 带内土体结构破坏, 地基发生不均匀沉降而引起地表的破坏, 同时, 地裂缝活动导致地面开裂后, 地表水沿地裂缝带入渗和潜蚀, 引起湿陷变形和不均匀沉降, 从而进一步加剧地表建筑物的破坏。毫无疑问, 对经过地裂缝带的地段不采取特殊的结构措施或采取措施不当, 地裂缝的活动将对建筑物构成严重威胁, 并且会引起其他病害。
(二) 地裂缝处理思想
针对地裂缝的活动性, 处理地裂缝的主导思想是结构设计要适应地裂缝的变形, 在地裂缝位置处设置变形缝, 并在靠近地裂缝处变形缝设置为10 m左右, 远离地裂缝处变形缝按30 m左右设置;在结构的防水上采取特殊方法, 防水材料能够适应在大变形的情况下的防水要求;改进地裂区建筑物的基础形式, 提高建筑物的抗裂性能;对已有裂缝进行回填、夯实等, 并改善地裂区土体的性质等等。凤凰大桥结合实际情况采用裂缝回填、压浆及适当设置变形缝, 调整地裂缝前后纵坡, 以便防止积水等方法, 本文主要讲讲压浆方面的内容。
三、压浆处理
(一) 施工概况
从工程地质勘察报告结合现场实际情况可知, 有4条地裂缝, 其中 (1) 、 (2) 、 (3) 均位于凤凰岸桥台影响范围内, 需进行处理, 采用高压注浆的方式处理, 注浆体积约934立方米。详细见表1:
按照设计要求对 (1) 、 (2) 、 (3) 地裂进行注浆加固; (4) 地裂发育规模最大, 其地表裂缝最大宽度为2.2 m, 一般地段0.5~1.5 m, 可见发育深度约20 m, 为主裂缝, 距离桥台部位较远, 暂不考虑。
(二) 主要原材料
水泥选用P.O.32.5散装普通硅酸盐水泥。工程用水就近采用合格的水源 (沱江之水) 。XY-1A-4型和XY-1型的地质钻机或其他适宜钻机;工作压力为2 Mpa的JH-5型注浆机或其他适宜注浆机;注浆导管采用与钻机相匹配的钢花管;常用工具:铁锹、镐、风枪等;搅拌桶容积为1.2 m3, 水泥浆拌制采用J-2型搅拌机拌制, 过滤灰团后流入储浆池。
(三) 施工工艺
1. 浆液配合比。
纯水泥浆:水灰比W/C=0.8~1.0;试验室根据实际天气情况调整水泥浆配合比。
2. 钻孔布置。
施工场地等准备完善后首先测量放样, 找出地裂位置之后采用挖掘机将表面覆盖物清理出来, 人工配合, 机械难以进入地区采用人工清理。准备钻孔, 钻孔按照以下要求:
(1) 钻孔布置及钻孔。注浆钻孔应根据岩层裂隙状态、地下水情况、设备能力、浆液有效扩散半径、钻孔偏斜率和对注浆效果的要求等, 综合分析后确定注浆孔数、布孔方式及钻孔角度。根据《规范》GB50108-2001要求浅裂缝应骑槽粘埋注浆嘴, 必要时沿缝开凿“V”槽并用水泥砂浆封缝;深裂缝应骑缝钻孔或斜向钻孔至裂缝深部, 孔内埋设注浆管。注浆嘴及注浆管设于裂缝交叉处、较宽处、端部及裂缝贯穿处等部位, 注浆管间距宜为1000 mm~2000 mm。原则上应做到缝窄应密, 缝宽可稀, 但每条裂缝至少有一个进浆孔和排气孔。采用梅花形布设双向注浆孔, 梅花形孔间距为2000 mm, 双孔间距依据实际情况控制, 土层部分采用干钻, 岩层部分采用水钻施工。
(2) 土层钻孔。采用与钻机相匹配的钻头钻进, 但钻头直径不得小于压浆管道直径, 每一回次完成后, 取出土芯, 摆放整齐, 并用标签记录不同土层的深度及其标高。
(3) 岩层钻孔。钻孔过程中均取出岩芯, 摆放整齐, 用小标签记录不同岩性和溶洞的深度及其标高。钻至基岩面以下0.5米后, 将套管嵌入基岩并用水泥砂浆固结, 待水泥砂浆初凝后继续钻进。钻孔应确保钻到溶洞底板以下不小于1.0 m且进入岩层深度不得小于5.0 m。钻至设计深度后, 清孔, 保证钻孔底部的沉渣小于0.2 m, 并用清水冲洗钻孔不少于10 min。
钻孔完成后, 分层记录不同土层和岩层的深度、岩溶发育的情况以及地下水位的深度。
3. 注浆。
注浆前做好准备工作, 包括注浆棚位置设置、蓄水池开挖、注浆机等, 并调试注浆机, 保证机械的完好。
(1) 注浆前作注水试验。本次试验段采用两种注水形式:有压注水试验和无压注水试验 (简易注水试验) 。有压注水试验施工过程为:孔口安装孔口器, 接好压力表并作好标定, 注浆管一头与流量计、孔口器相连接, 另一头与注浆机连接, 将注浆机接入水池, 启动注浆机向孔口注水, 控制注浆机流量大小, 维持孔口水头压力为0.2 MPa~0.5 MPa。记录孔口的压力值和水流量大小以及注水时间。无压注水试验施工过程为:注浆管一头与流量计相连接并置入孔内0.5 m~1.0 m深度, 另一头与注浆机连接, 将注浆机接入水池, 启动注浆机向孔口注水, 控制注浆机流量大小, 使得孔内的水位高度维持在孔口附近, 记录水流量的大小以及注水时间。注水试验注水时间维持5 min~15 min, 计算注浆前的单位长度吸水量的大小, 并在注浆表格上做好记录, 作为注浆措施选择的参考。
(2) 注浆准备。注水试验完成后, 卸掉流量计, 将注浆管与孔口器连接好。按照配比要求在搅拌桶内拌制水泥浆, 搅拌时间不小于3 min, 注浆机准备注浆。
(3) 试验孔选取与注浆。选取三个具有代表性的注浆孔做注浆工艺性试验。根据钻孔岩芯的岩溶发育以及注水试验的情况采取如下的注浆措施。岩芯破碎, 岩溶裂隙发育, 钻孔漏水:先灌注稀水泥砂浆, 然后为纯水泥浆, 根据注浆量的大小逐步加大浆液浓度;有溶洞, 溶洞充填或者半充填:先采用纯水泥浆, 根据注浆量的大小逐步加大浆液浓度, 满足注浆结束标准后, 间歇3小时以上, 清孔并进行二次注浆, 注浆以纯浆为主。对溶洞较大的, 采用多次清孔注浆。无充填的溶洞, 漏水严重:视溶洞的大小首先灌注中粗砂或者水泥砂浆, 当砂浆无压下落已经困难时采用纯水泥浆注浆, 视注浆量的大小逐步加大浆液浓度, 或者采用间歇注浆。注浆满足结束标准后, 停止注浆, 卸下孔口器, 完成注浆。其他注浆孔根据其岩溶发育情况, 参考试验孔的注浆情况, 采用不同的注浆措施和浆液的选择。注浆过程中做好记录。记录注浆量的大小以及孔口压力情况。
(4) 注浆后注水试验。注浆完成24小时后, 对试验孔进行清孔并作注浆后的注水试验检验注浆效果。本试验段注浆后注水试验分为两种形式:有压和无压。具体施工过程和单位长度吸水量计算与注浆前注水试验一致。
(5) 封孔。拔出套管, 回填M7.5砂浆, 振捣密实, 孔口标明编号。
4. 施工控制。
场地平整并确保排水通畅后, 分段注浆, 每段自最低点往最高点注浆。为防止邻孔串浆, 增加处理难度注浆顺序原则为:跳槽注浆, 自下而上顺序, 先两侧后中间的顺序进行。注浆前做好注水试验并记录, 根据注水试验的情况采用不同的注浆浆液和措施。注浆过程中, 做好记录, 并专人巡视, 避免注浆超出加固范围以及对环境的污染;注浆结束标准:注浆达到下列标准之一时, 可结束注浆:注浆孔口压力维持在0.2 MPa~0.5 MPa左右, 孔口四周冒出纯浆, 当注入率不大于0.4 L/min时, 持续20 min, 灌浆即可结束。当达不到上述结束标准时, 应清孔再次注浆。
四、结论
象山隧道涌水帷幕注浆施工技术 篇8
关键词:象山隧道;涌水;帷幕注浆;施工方案
中图分类号:U455.49 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2010)10-0135-02
1工程概况
象山隧道是龙厦铁路重点控制性工程,隧道长15.898km,设计为双洞单线隧道,正洞右线施工至YDK33+040时,掌子面拱部出现涌水,涌水量达200m3/h,拱部自稳能力较差,发生局部垮塌现象,围岩为较强风化的硅质灰岩。施工采用超前探孔方式进行探水,探孔总用水量达850 m3/h,采用了帷幕注浆施工方案,对前方地质进行加固堵水处理。
2总体施工方案
针对上述现象,采取如下方案: ①自YDK33+040处,掌子面按设计要求施作止浆墙,对YDK33+040~+041.5段围岩采取1.5m加固圈(开挖轮廓线外)全断面超前预注浆。②正洞YDK33+040~+010段围岩级别为Ⅳ级,设置工字钢拱架,间距1.2 m/榀,超前支护采用小导管注浆加固,小导管为Φ42 mm钢管,长3.5 m。③注浆完成后开挖期间,局部未达到注浆效果的,应采取小导管补充注浆确保开挖安全。
3具体施工方法
3.1径向加固注浆 根据现场情况和超前地质预报资料,对前方堵水加固主要采用周边超前预注浆,在周边注浆之前,为了防止后方串浆和保证作业空间的安全,防止后方已开挖支护段注浆后,水压力增大导致坍塌,应对掌子面后方K33+040~33+050段10 m范围内施作径向注浆,用以加固围岩和堵水。径向注浆垂直于开挖轮廓线环向布设φ42注浆钻孔。注浆钻孔呈梅花型布置,环向开孔间距是1.5 m左右,纵向终孔间距是2.3 m。环向终孔间距2.5m。采用Φ42 mm长5 m的注浆小导管,利用注浆小导管进行注浆施工,加固围岩,以达到抗水压要求。
3.2施作注浆平台和止浆墙 由于断面较大,因此采用上下台阶的方式施作注浆,先注上半断面止浆墙,再回填施作工作平台,然后施作上半断面止浆墙。止浆墙嵌入围岩0.3 m,止浆墙采用C20混凝土浇注,厚度为1.5 m。
上半断面注浆完成后,挖去平台下的岩石,施作下半断面的注浆作业。
3.3全断面超前预注浆
在径向加固注浆完成后,再施作超前预注浆,封堵地下水于隧道开挖轮廓线以外,并加固围岩,用以保证开挖的安全顺利。
3.3.1注浆设计
全断面超前预注浆(B=5m)采用川桑豹快速钻孔设备,开孔直径Φ140 m,终孔直径φ115 mm左右,循环注浆段长度设计30 m,每一个循环注浆完成后开挖25 m,余留5m作为下一循环注浆施工的止浆岩墙。在该注浆设计中,针对钻孔-注浆盲区,在长管注浆完成后,每开挖2.0 m,采取超前小导管进行补充注浆,以提高注浆施工质量,确保开挖施工安全。正洞周边帷幕注浆设计(B=5m)如图1所示。
3.3.2注浆参数 全断面超前预注浆参数如表1所示。
3.3.3注浆材料
涌水主要是断层、破碎地段,主要采用普通水泥单液浆、普通水泥-水玻璃双液浆进行注浆堵水施工,必要时,辅以HSC等特殊浆材。
注浆材料主要应根据浆液的可行性、可注性、环保、经济性及工艺实施难易度综合分析来选取。根据以往工程注浆堵水经验结合室内试验,注浆以普通水泥、普通水泥—水玻璃、铝酸盐特种灌浆水泥浆为主要材料。对于施工中遇到的复杂情况根据注浆堵水的实际需要再进行其他注浆材料的选择。注浆材料配比建议如表2所示,具体根据现场情况调节。
在注浆过程中,先注单液浆,若周边不漏浆,则每个孔段先注一定量的单液浆,后注双液浆,防止下一段钻进漏浆。若周边漏浆,则改注双液浆,使漏浆处封堵后,再改注单液浆,以此循环调换。
3.3.4钻孔注浆顺序
钻孔注浆顺序采用由外向内,由上向下间隔跳孔的原则,每次隔孔1~2个孔。先注单液水泥浆、后注水泥-水玻璃双液浆;这样通过实施约束型注浆,达到注浆堵水、加固的目的。
3.3.5注浆结束标准
在注浆过程中,当注到一定时间、一定量时,若压力达到设计终压时结束注浆。或注浆过程中,压力逐渐上升,流量逐渐下降,当注浆压力达到设计压力并稳定10 min后,即可结束该孔注浆。当注浆量达到一定量时,压力仍然不上升,可采取双液注浆等措施结束该孔注浆。
所有注浆孔均达到注浆结束标准,无漏水现象,则可结束注浆。
4注浆效果检查
所有注浆孔都结束以后,应进行注浆效果检查,注浆效果检查采用探孔检查法、P-Q-T曲线检查法和声波检查法。
4.1P-Q-t曲线法
通过对注浆施工中所记录的注浆压力P、注浆速度Q 进行P-t,Q-t 曲线绘制,根据地质特征、注浆机制、设备性能、注浆参数等对P-Q-t 曲线进行分析,从而对注浆效果进行评判。
注浆施工中P-t 曲线呈上升趋势,Q-t 曲线呈下降趋势,注浆结束时,注浆压力达到设计终压,注浆速度达到设计速度(常取5~10 L/min)。
4.2浆液填充率反算
通过统计总注浆量,可采用下式反算出浆液填充率,根据浆液填充率评定注浆效果,即: ΣQ=Vnα(1+β) (1)
式中,ΣQ 为总注浆量(m3)为V 为加固体体积(m3)为n为地层孔隙率或裂隙度为α为浆液填充率;β为浆液损失率。
当地层含水量不大时,浆液填充率须达到70%以上,地层富含水时,浆液填充率须达到80%以上。
4.3检查孔法
选择可能出现的薄弱环节进行钻孔检查,检查孔数量按注浆孔总数的10%(不得少于5个)控制。检查孔无裂隙充填物涌出,不塌孔,涌水量小于0.2 L/min•m。
必要时检查孔取芯,很难取得完整岩芯,但通过检查孔的岩芯中浆液的固结体存在的多少,以及固结体的强度来判断浆液的固结情况和注浆效果。
5补充注浆和开挖后径向注浆 对于没有达到设计要求的检查孔,应对其区域进行补充注浆,补充注浆根据现场实际情况确定。当隧道开挖过去以后,对出水量较大的区域,应进行径向注浆,以满足防、排水设计要求。
6特殊情况应急措施 ①注浆压力突然升高,应停止水玻璃注浆泵,只注水泥浆或清水,待泵压恢复正常时,再进行双液注浆。②由于压力调整不当发生崩管时,应停止注浆,待管路修复后再进行双液注浆。③当进浆量很大,压力长时间不升高,则应调整浆液浓度及配合比,缩短凝胶时间,进行小泵量、低压力注浆,也可注注停停,但停注时间不能超过浆液凝胶时间,必要时,可改注一定数量的水泥砂浆后再进行双液注浆。④当发生跑浆时,则应缩短浆液凝胶时间,进行小泵量、低压力注浆,以使浆液快速凝固,堵塞裂隙。
⑤准备集水坑和排水设施,一旦发生大的涌水,能及时抽排。⑥在搞好超前地质预报的前提下,施工中要采取防突水、突泥的安全措施,以便能及时抢救和紧急疏散。
7结语象山隧道YDK33+040采用以上施工方法后,在隧道开挖过程中,总水量不到50方,注浆效果明显,围岩整体性得到了加固,隧道开挖顺利通过,值得类似工程借鉴。
参考文献:
[1] 梁炯婆.锚固与注浆技术手册[M].北京:中国电力出版社,1999.
[2] 秦勇,王术有.综合注浆技术在小康矿副井的应用[J].煤矿安全,2006,(7).
[3] 曾荣秀,催增骥,周庆芬.注浆技术经验汇编[M].北京:煤炭工业出版社,1988.
注浆施工组织设计 篇9
1注浆技术的简介
1.1什么是注浆技术
注浆技术,就是运用浆性液体(随着科学技术的发展,现在也可采用高分子材料,更加提高粘固性,以达到填充渗漏的目的),通过压送设备将浆液送至地层中裂缝、孔洞等有空气处,使其冷凝加固[4],能够加固层岩,保证房屋建筑质量的安全性。注浆技术有着良好的环保效果、工艺简单、成本低廉等优点。
1.2浆液材料的选择
注浆施工组织设计 篇10
防突泥涌水超前预注浆施工方法
襄渝二线康梁段项目经理部 张福宏
提
要:根据新大巴山隧道地质特点,在隧道掘进过程中将会频繁遇到小型溶隙,由于该区域出水位置相对较高,隧道埋深较大,因此溶洞中不同程度有泥沙充填,而非成型干燥的空穴或地下河。在隧道已经开挖的近1.8km中,由于大家对该类溶隙认识上有误判,造成超前钻孔预报过程中或开挖过后出现突泥涌水,造成反复清淤时间长达40多天。因此有必要制定一套治理溶隙突泥涌水超前预注浆通过的施工方法,从预报、判定、注浆孔的布置、注浆、开挖、再判断可靠性、补充注浆等工序制定一套基本固定的工序,使现场有章可依。关键词:防治
溶隙
突涌泥沙
一、设计简况
新大巴山隧道是襄渝铁路南段最长的隧道,是全线的控制工程;,隧道为“人”字坡排水,隧道全长10658m、平导长10622.7m,距隧道出口2.741km处设臵长度为296.9m的斜井一座。隧道通过地段地质复杂,存在涌水量大、岩溶发育、高地应力引起的岩爆、煤层瓦斯及采空区等不良工程地质现象,特别是岩溶涌突水严重;隧道通过岩溶地段长度为9900m(其中强岩溶组3825m),占隧道总长的93%,全隧设计分析最大涌水量为36.5万方/天,隧道出口洞口段近500m的软弱Ⅴ级盐溶角砾岩风化为泥加石子,稳定性极差。
二、突泥涌水可能性分析
根据该隧道卫星地形图及现场踏勘判断,该隧道除老大巴山隧道出口端横跨新大巴山隧道的荆竹坝沟深切风化,沟心有长流水外,其他地段地表汇水面积较小且分散,因此隧道施工揭示的地下水除施工掘进时为地下原赋存的滞留水外,大部分与直接降雨和小区域汇水有关。无暴雨则水很小。荆竹坝沟由于大段的岩溶角砾岩风化严重,切地表有较大常流水,沿隧道纵向方向也有一条深沟,因此该区段可能出现大规模灾难性突水,需要引起高度重视。
自斜井向出口端由于隧道距后河距离一般在250米左右,山体岩层临后河直立陡峭、因此地表水和底下水都在较高位臵直泻河中,进入隧道内水量较少。隧道通过扁岩子煤矿采空区后,隧道底标高距相对应位臵后河高,并且比实地考察的采空区出水通道高,因此不会出现河水倒灌隧道现象。分析隧道出口近4公里内不会出现突泥涌水。
新大巴山隧道进口近5公里段,由于该区域出水位臵相对较高,隧道埋深较大,位于隧道埋深高度的溶洞基本处于深层地下水微循环溶蚀状态,因此揭示溶洞不会有规模较大的溶腔,会大量揭示小型不同程度有泥沙充填的溶管,而非成型干燥的空穴或地下河,但不排除其上端有较大充填溶腔作为涌泥来源点,此类容腔涌泥不会出现渝怀铁路圆梁山隧道毛坝向斜那样的长距离搬运持续长时间涌沙现象。但是在隧道掘进过程中将会频繁遇到小型溶管或岩层交接面溶隙。
在进口端隧道已经开挖的近1.8km中,由于大家对该类溶隙认识上有误判,施工准备不充分,造成超前钻孔预报过程中或开挖过后出现突泥涌水,造成反复清淤时间长达40多天。给本已经紧张的施工工期造成更大的压力。
三、实际地质预报及几次突泥情况
隧道施工主要采用TSP203长距离不良地质预报和30米超前钻孔中距离验证不良地质和地下水。直流电法预报地下水(没有正常使用)。其中TSP203基本可以判断大的不良地质,但是对小型如孔径小于30cm的充填性溶管不清晰,超前钻孔对于突发性涌泥突水防治效果较好,可以防止出现人员、设备受损害,起到相应的限流作用。但对突泥突水的持续时间和影响施工时间方面不可控。直流电法预报地下水具有定性作用,对充填溶孔可能误判。经过襄渝二线宝石山隧道验证说明对地下水预报非常准确,但是不能定规模,会出现经常性“狼来了”的情况。
5月12日进口平导一处岩溶裂隙出现大量涌水、涌泥、涌沙现象,涌水量达每小时291—1612立方,泥沙含量达10%—30%,平导工作面堆满泥沙,长度达500米左右,平导底部被大量的泥沙和涌水覆盖,排水、清沙等工作致使平导停工二十余天,至6月2日方恢复施工,6月30日,由于陕西境内大量降雨,该处再次出现大量涌水,最大涌水量高达每小时5600立方,水从平导涌出后,冲毁洞口附近的充电房和空压机房,部分设备被冲毁,运输轨道深埋水和泥沙之中,再次导致进口平导停工。7月6日下午,平导掌子面PDK426+745一小溶隙出现涌泥1000多立方。8月23日该位臵底部被虚渣隐蔽的一个小型溶管出现突泥2000多立方米,隧道掩埋400多米,造成工作面停工20天。
四、方案制定程序及责任人
针对目前大巴山隧道经常性的出现规模不等的溶隙突泥涌沙现象,特制定以下施工工序控制管理办法,要求大巴山隧道进口平导和正洞施工严格按照办法要求施工,在施工中经研讨不断进行改进完善。
1、超前地质预报
地质预报组经过TSP203预报后形成报告,判断不良地质部位,对可能的溶隙、溶管、可溶岩与非可溶岩交接面不良构造、含气地层等预报准确位臵。凡是有以上不良地质的报告必须上报项目部工程部存档,同时报工区总工程师及分工区技术负责人。本工作责任人:预报组组长。
2、对地下水的判定
对以上判断的溶隙、溶管、可溶岩与非可溶岩交接面不良构造相对近距离使用红外线或直流电法预报地下水情况,有地下水及可能出现突涌水的不良位臵里程,上报项目部工程部存档,同时报工区总工程师及分工区技术负责人。本工作责任人:预报组组长。
3、对有地下水及可能出现突涌水的不良地段进一步探明
根据地质构造、设计图物探级别,超前预报物探资料由工区总工程师判断进一步探测方法及施工预案。主要分析判断以下措施:采用近距离风钻孔(孔深5米)探测、放水:采用近距离风钻孔(孔深5米)探测溶隙位臵和走向:采用30米水平地质钻孔探测、放水。
原则:如果由地质预报组预报的有地下水及可能出现突涌水的不良位臵里程相对集中在不超过5米的里程段,宜选择近距离风钻孔(孔深5米)探位臵、放水观察浑浊情况、必要时兼做注浆孔。如果是超过5米长的长段连续破碎断层带、长段距离内有多个溶隙连续分布,宜采用30米水平地质钻孔验证、放水、必要时兼做注浆孔,其中使用30米水平地质钻孔时,平导内钻孔起始里程应距最近的不良地质距离为5米左右,正洞内距离为6米,误差不大于1米。如预判的大孔径钻孔要兼做注浆孔,应予埋孔口管。
该工作责任人:工区总工程师
工区总工程师形成以上决定方案后,应形成书面技术交底对作业班组进行交底,同时报项目部工程部部长复核签字、存档。如工程部部长有异议时应及时组织预报组负责人、工区总工程师、分工区技术负责人研讨方案,之后由工区总工程师修改后存档并与作业班组进行补充交底。进一步探明的方案责任人:项目部工程部部长。
4、经探测有出现涌泥沙征兆的不良地段施工方案
在进一步探测过程中,如出现以下迹象,为出现了涌泥沙征兆:(1)钻孔过程中,孔口突然浑浊,并且有沙砾石出现,此时应立即停止钻孔,撤除钻具,对钻孔立即进行机械封堵,可预先制作木制桩塞,大锤打入探孔内。防止充填物持续流失,地下水路洗通后带来大规模涌泥沙突水。
(2)钻孔过程中,出现钻孔突然通过较宽空腔,空腔内明显充填泥土,停钻后泥土随地下水自钻孔流出或挤出。如果成稀泥浆流出形式出现,涌泥症状,此时应对钻孔立即进行机械封堵,可预先制作木制桩塞,大锤打入探孔内。
如果呈现较稠泥柱从孔中或裂隙中挤出,为出现喷发性突泥涌水征兆,如伴有岩层中有异响声,则可能马上出现掌子面岩层崩溃,为极端危险,此时工作面应立即撤除所有人员,全隧道人员紧急撤退。
(3)如果开挖过后,长期处于流清水状态的出水孔在非降雨后,逐渐变浑浊,并切出现持续加重状态,如果再排除爆破就近震动影响,此处可能水路被洗通,可能发生涌泥涌沙。
以下情况为暂定不处理情况:
(1)钻进中虽然地下水明显增多,但浑浊度不大,但停止钻进后地下水很快清澈。
(2)钻进中明显感觉地下水压力较大,但较稳定。围岩整体性较好,钻孔不通过软弱围岩。
(3)判断溶隙较小,计划开挖通过后进行处理的。
以上情况,凡是在进一步探明过程中,分工区总工程师必须安排工区技术员在现场值班并记录,由分工区总工程师根据记录和现场情况形成书面资料报工区总工程师决定处理初步方案。特殊紧急情况措施由值班技术员现场决定。第4项工作责任人:分工区总工程师。
凡是不需要进行注浆、顶水注浆的,工区总工程师书面通知分工区、并同时报项目部工程部备案并经工程部长签字核实。
凡是需要进行注浆封堵、顶水注浆、帷幕注浆的,由工区总工程师组织有关人员(项目总工程师、工程部长及工程部技术员、工区有关技术人员、分工区责任人、预报组负责人、工作面负责人)进行方案讨论,定稿。
定稿后由项目部工程部形成变更设计申请单上报并电话通知监理、设计代表、建设方,及时进行现场会议纪要。各种预报、地质素描、钻孔记录准备齐全。
五、方案中钻孔注浆方案要点
由于出现的溶洞、溶隙、裂隙位臵、充填物、地下水压力、是否雨季等各不相同,因此进行注浆堵水、加固围岩时孔眼布臵肯定不会一样、施工方案会有一定差别。
结合现场成孔条件、注浆材料、注浆机具,特制定以下控制要点,施工时要严格遵守。
对于大规模溶洞充填体、严重破碎带充填地段,进行全断面帷幕注浆,此类帷幕注浆施工在设计图中已经有详细阐述,在此不进行叙述。仅强调需增补周边大管棚:注浆材料中42.5普通硅酸盐水泥宜变更为超细水泥:注浆需采用前进式注浆,之后远距离注浆孔口止浆应采用橡胶液压止浆阀,以克服孔内近200升的浆液自身凝结时间快造成其他浆液无法进入需要加固的破碎体。
对于其他会出现涌泥沙的溶隙采取以下步骤处理:
1、尽可能利用长风钻孔探明溶隙溶孔的范围,走向,在隧道横断面上的位臵。由于该隧道山型较陡,综合分析泥沙充填体形成的最大压强不会超过2MPa,由于是局部注浆充填溶隙,因此平导掌子面完整Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级石灰岩有2.5米厚及不会被突破,因此风钻钻孔操作方便、占用时间短、发生情况堵塞方便快捷。
2、探孔布臵争取位于开挖轮廓线附近,注浆孔末段位于隧道轮廓线外侧1——2米,这样可避免注浆假象成功,开挖后又被突破发生涌突泥沙事件。
3、掌子面附近零星渗漏水部位会造成跑浆,应先短孔封堵零星渗漏点,使水流归位到一个注浆孔,然后将该孔顶水封堵,使溶隙中地下水处于基本静止状态,这样才能使浆液把充填体固结或挤压臵换,达到封堵溶隙避免发生涌突泥沙。
4、注浆过程必须材料准备充足,注浆材料和机具在注浆列车上一次性备齐。
5、一个孔内先进行注水清孔和溶腔20分钟,然后注浆开始连续注浆,直到压力明显升高,马上撤换新注浆孔。注浆过程中不宜边打孔边注浆。
6、溶隙进出口方向均需要注水清理注浆封堵。由于地下溶隙走向难于准确判断,因此在开挖轮廓线上的所有溶隙口均需要注水清理注浆封堵。
7、注浆材料、凝固时间等需要在现场和实验室进行实验调配,凝固时间应在60——80秒,浆液凝固后强度不小于7.5MPa。
8、如果间歇注浆应注水泥浆。
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