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1、盾构隧道区间溶土洞处理技术【摘 要】根据盾构隧道区间溶土洞试验段勘探成果,探讨了溶洞、土洞处理范围、处理方法及相关工艺参数,重点对钻孔、注浆、灌砂等工序作了论述,并总结了施工体会及建议,以指导类似工程施工。【关键词】隧道,盾构区间,溶洞,土洞,处理技术 1、工程概况 广佛地铁某两个盾构区间存在溶洞、土洞,盾构施工前,必须采取措施使溶、土洞密实。本次溶土洞处理试验段根据物探勘探成果显示,本试验段范围内有土洞4个,编号为T4,T5,T6,T7,溶洞2个,编号为R5,R6(见图1)。2、设计处理2.1 处
2、理范围 隧道边线5m和隧道底板10m范围内的溶土洞。2.2 溶土洞的处理方法 1)无填充溶、土洞和半填充溶洞:对洞径大于2m且无充填或半充填的溶、土洞,先进行投砂处理,后采用注浆加固的方法;投砂处理时在原钻孔附近(约0.6m)补钻两个Φ250的投砂孔,两投砂孔中心与原钻孔中心需在同一连线上,两投砂孔可相互作为出气孔。投砂后,注浆加固的方法见后面的全充填处理方案。投砂管采用Φ200的PVC套管。2)对小于2m的无或半填充溶、土洞可直接采用注浆填充。3)全充填溶、土洞或洞径小于2m的溶、土洞:采
3、用压力注浆的方法进行填充加固,注浆压力从低到高,间歇、反复压浆。2.3 岩面注浆方法 采用袖阀管注单液浆。2.4 工艺参数 1)溶土洞注浆。a.单液浆配制。水泥浆采用32.5级普通硅酸盐水泥,水灰比=0.5∶1~1∶1。b.双液浆配制。水泥浆采用32.5级普通硅酸盐水泥。水玻璃:模数m=2.4~3.4,浓度30Be′~40Be′;双液浆混合后,现场试验失去可泵性时间可为60s;具体施工时参数应根据实际情况、现场试验进行调整。c.注浆压力和注浆量。周边孔:注浆压力控制在0.6MPa~0.8MP
4、a,持续3次~4次。中央孔:注浆压力控制在0.8MPa~1.0MPa,持续3次~4次。注浆速度:30L/min~70L/min;注浆扩散半径按1.5m设计。d.注浆间歇时间及单孔注浆结束标准。每次间歇6h~10h;要求少量多次、反复灌浆,注浆量达到估算的注浆量时,同时注浆终压达到设计终压,即可结束本孔注浆,但应以设计终压力控制为主。 2)岩面注浆。岩面注浆土层厚度为岩土分界面以上1m范围,钻孔进入岩层0.5m。水泥浆采用32.5级普通硅酸盐水泥,水灰比=1∶1,并根据进浆状态适当调整;注浆压力0.2
5、MPa~1.0MPa,上限按最大压力为准;注浆扩散半径:1500mm;注浆孔间距3.0m×3.0m,横向5排,加固宽度为线路中线两侧各6m。当注浆过程中遇到岩面表层溶土洞时,可利用注浆孔进行充填;若出现串珠状溶洞时应及时止浆,防止浆液流失严重。 3)灌砂。钻孔在原勘察孔附近(约60cm)补钻两个Φ250mm的灌砂孔进行灌砂;钻孔完毕下入Φ200mmPVC管作为套管,套管下入距溶土洞洞顶0.5m的位置;灌砂材料采用中砂,采用自来水将砂灌入孔内,采用小胶桶按体积计量;灌砂时利用两个灌砂孔相互作为出气孔。
6、3、现场施工情况3.1 钻孔 1)注浆孔孔位布置。钻孔以揭示到溶、土洞的钻孔为基准点,以2m×2m梅花形钻孔,以基本找到洞体边界为止,将无洞的孔定义为周边孔,其余为中央孔(如图2所示)。2)钻孔过程。选用XY-100型钻机,钻孔过程中采用泥浆循环护壁成孔,成孔后须立即清孔。3)浇筑套壳料。4)安设注浆管。注浆管采用48的袖阀管,需注浆的部位用花管,其余的使用实管,注浆管底部加下闷盖;将实、花管根据要求连接后,沿钻孔下到洞底0.5m。5)固孔。固孔的材料采用水灰比1∶1.5的水泥浆,一般固孔的高度为
7、地面以下2.0m。3.2 注浆3.2.1 注浆设备 中央孔采用BW-150型注浆机注浆,周边孔采用W-3/5型水玻璃泵和BW-150型注浆机一起注浆。浆液搅拌采用自制的500L快速搅拌筒,转速250r/min,制浆量为6m3/h。灌浆管采用Φ32×2.5无缝钢管,工作压力为9MPa。注浆时采用双塞注浆芯管,通过注浆压力使得两堵头与花管密贴,以达到分段注浆的效果,双塞注浆芯管如图3所示。3.2.2 浆液配制 现场的单液浆水灰比为水泥∶水=1∶1。双液浆的配比———水泥∶水∶水玻璃=1∶1∶0.
8、15,水玻璃的浓度为30Be′,从现场的调试试验看,这种浆液的凝结时间约为35s~40s。3.2.3 注浆 1)注浆方式采取后退式分段注浆工艺,即在注浆段内由孔底自下而上进行注浆,每次注浆段长0.4m,注完第一注浆段后,后退注浆芯管,进行第二注浆段的注浆;2)在芯管拔出长度大于一节管长时,停注拆取该节芯管及接头,将接头接在未拔出的芯管上继续注浆,以此下去,直至完成注浆段;3)注浆过程中如需暂停注浆时,必须
