“H”型注浆加固在浅埋隧道施工的应用

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  [摘 要]“H” 型注漿法在浅埋隧道地表加固工程中的应用,地表土层加固法及土层劈裂注浆特点,从注浆的方法选取、技术条件、施工经验及效果检验等以确保注浆的成功,从而保证整个隧道工程的安全。
  [关键词]注浆法 水泥浆液 浅埋隧道
  中图分类号:U455.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)36-0204-01
  一、工程概况
  金沙洲隧道横穿三角洲平原区的广花盆地,地下水富水地南部边缘地段,地势北高,往南渐低,南段珠三角平原区标高1~3m,地面坡降约为1~5%。隧道地表水及地下水均由北西向南东汇流入珠江。测区地处北回归线以南,属亚热带海洋性气候,雨量充沛,为地下水的渗入补给提供了充足水源。但由于大部分地段地下水位浅,地下水循环交替作用迟缓。
  根据勘查揭示,金沙洲隧道处在古生界及新生界岩性地层的区域内,场区的土层按其成因分类主要有:第四系人工填土层(Q4ml),全新统冲积相沉积层(Q4al)、残积层(Q4el)。第四系人工填土层(Q4ml)素(杂)填土:呈灰黄色、灰褐色等。由黏性土、砂和少量砖块、碎石等组成。稍湿~饱和,松散。据岩土特征的差异可分为淤泥、黏土、粉质黏土、粉土、粉细砂、中砂、粗砾砂等七个主层。
  二、注浆法施工加固基理
  注浆法是利用液压、气压学原理,通过注浆管把浆液均匀地注入地层中,浆液以填充、渗透和挤密的等方式,赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置,经人工控制一定时间后,浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体,形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性良好的“结合体”。注浆采用高压注浆法对松散土体进行注浆,在压力的作用下浆液充分与土层相结合的方式,在土体中凝固后土体形成坚实整体从而保证了结构的稳定、安全性,提高。
  三、注浆主要设计参数
  1、注浆材料选用
  (1)注浆所用的水泥采用普通硅酸盐水泥,水泥标号宜为425号。水泥应保持新鲜,一般不得超过出厂日期三个月,受潮结块者不得使用,水泥的各项指标应符合现行国家标准,并附有出厂试验单。不宜采用特殊硅酸盐水泥注浆。
  (2)注浆用水应量可饮用的河水、井水及其它清洁水,海水和工业生活废水等不应采用。
  (3)注浆采用普通水泥单液浆、普通硅酸盐水泥。其特点:1,水泥浆越浓、水泥浆的比例越大和温度越高,浆液凝结时间就越短;2,凝固后的密实率高,可达80-85%;3,软土强度度得到提高。但是双液应用过程中,注浆材料与外加剂拌合过程中凝固速度难以控制,时间较长则液态速凝剂很容易将注浆管封死,给重新注浆造成很大困难。
  注浆用单液浆液,以水泥为主体,不掺加任何外加剂;水泥浆液以水泥为主体,通过在注浆中水泥浆液的水化反应来固结土体,从而达到设计效果。
  (4)注浆管:采用Φ50袖阀管。
  2、主要参数
  (1)水灰比:注浆水灰比取1:1,水泥浆液比重为1.5t/m3,现场水泥浆液比重采用比重计控制。
  (2)注浆压力:单孔注浆压力初压为0.2~0.5MPa,单孔注浆压力为2~3MPa,注浆过程中逐步提高压力。并持续注浆10min以上,进浆量不小于20L/min。
  3、注浆介绍及示意
  何谓“H”型注浆加:所谓“H”就是钻注浆孔成孔后,注浆导管的区分。所要加固的范围以上至孔口段安装Φ50袖阀管(实管),注浆加固段安装Φ50袖阀管(花管)。同时在隧道开挖两侧钻孔至隧道底部5米进行注浆,故形成“H”型。如下图所示。当注浆钻孔至设计标高后下Φ50袖阀管(花管),上部安装(实管),同时在注浆管底部安装堵头。堵头作用:主要是在注浆过程中通过,水泥浆液在注浆机器的作用下不从管底反浆。从而使浆液通过压力的作用挤开Φ50袖阀管的橡胶圈,浆液劈入土层中与土层混合成一体。当水泥浆液达到一定凝期后,通过水化反应与土层固结成一体,故达到设计效果。(如图2)
  4、注浆效果
  注浆效果影响工程的安全和质量。特别是在隧道开挖施工至该段时,洞内沉降连锁带动地表沉降,为达到预期固结地表土层、注浆是否有缺漏点有很大关系。由于上部的地质条件土层含有大量淤泥层,软塑性大,若因注浆没有固结土层,可能因洞内沉降带动地表发生变化造成重大经济损失,将造成巨大经济损失和无法估量的不良后果。因此,注浆是否达到预期效果是固结土体的关键之一。注浆效果应通过注浆地质雷达探测和实际经验确定。
  四、结语
  “H”型注浆技术在浅埋隧道地表加固工程中的应用具有独特性,但是注浆成功与否受土质、注浆材料、注浆压力等因素影响,也直接决定了工程的安全。浅埋隧道洞内采用短开挖、强支护、并配合地表注浆固结的方法进行施工,是一种可行有效的方法。但灌浆技术还没有成熟的理论,无具体的模式,应结合工程实际经验进行。
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