地铁大断面隧道砂卵石地层深孔注浆施工技术.pdf

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1、器施工技术篇ConstructionTechnology地铁大断面隧道砂卵石地层深孔注浆施工技术周利华(中铁十八局集团轨道交通工程有限公司，北京100044)摘要：北京地铁昌平线08标段区间右线大断面隧道全长215．254m，为单拱大跨双线断面结构，开挖净跨11．4m。通过多方案比选后确定采用WSS深孔注浆施工技术进行地层加固，取得了良好的效果，由此总结出一套大断面隧道在砂卵石地层中施工时的深孔注浆加固技术。关键词：tg铁施工；超前支护；深孔注浆；砂卵石地层中图分类号：U455．49文献标志码：B文章编号：1009—7767(2016)S1—0170—

2、04DeepGroutingConstructionTechnologyofSandyCobbleStrataforLargeSectionMetroTunnelZhouLihua1工程概况北京地铁昌平线二期08标段盾构井(K5+657．500)一水库路站区间位于昌平区府学路主干路正下方。采用暗挖法施工，地表管网密集，周边建(构)筑物众多，交通繁忙。区间右线大断面隧道起止里程为K6+378一K6+593．254，长215．254m。1．1工程地质情况大断面隧道拱部主要位于砂卵石⑤层，局部位于粉质黏土层。卵石⑤层呈杂色，中密～密实，湿～饱和．最大粒径50

3、0mm。一般粒径30～50mm，粒径大于20mm颗粒含量占60％左右。亚圆形，母岩成分主要为石英砂岩、灰岩及安山岩，细中砂充填。1．2水文地质情况在勘察深度范围内，该段线路赋存4层地下水，分别为上层滞水(一)、潜水(二)、承压水或层问潜水(三)和承压水(四)。开挖范围内主要涉及潜水和层间水。根据现场实地踏勘结果．在拱部深孔注浆标高部位没有明流水，潜水(二)和层间水(三)对该工程深孔注浆没有实质性影响，但应注意排查雨污水管线有可能发生的滴冒跑漏现象及季节降水补给对深孔注浆的影响。2深孔注浆加固原理注浆施工中，浆液在地层中的作用方式主要表现为4种：渗透扩散

4、、劈裂扩散、裂隙填充和挤压填充。170啼荭蔽术2016Supplement(1)(Apr．)V01．34渗透扩散是指浆液在压力作用下，在不改变土体结构和颗粒排列的情况下，挤走颗粒问的游离水和空气。达到填充土体孔隙的目的，浆液凝结后，达到加固土体与堵水作用。通过增大注浆压力，浆液向地层孔隙的更远处渗透。劈裂扩散是当注浆压力超过劈裂压力时。土体产生水力劈裂，也就是土体内突然出现裂缝，于是地层吸浆量突然增加。浆液呈脉状进行渗透。劈裂扩散时，浆液在注浆压力作用下先后克服地层的切应力和抗拉强度，使其在垂直于最小主应力的平面上发生劈裂．浆液便沿此劈裂面深入和挤密土

5、体。并在其中产生化学加固和形成作为骨架的浆脉。劈裂扩散通过形成网状劈裂脉，使土体的力学性质及透水性得以改善。从而达到注浆加固和堵水的目的。在以砂卵石和中粗砂为主的地层中，浆液的作用方式主要是渗透扩散和劈裂扩散。当大粒径卵石较多时，以渗透扩散为主；当卵石粒径较小、中粗砂含量较少时，以劈裂扩散为主。3注浆方案设计合理的注浆设计能有效地减少钻孔数量，提高注浆效果，方便现场施工。在布设注浆孔时，应注意遵守均匀布孑L原则、梅花型布孔原则、两圈孔原则和方便施工原则。3．1注浆段落长度注浆施工中，应遵从“注浆一段，开挖一段，余留一段，段段推进，稳扎稳打”的施工理念。

6、因此，注浆加固完成后，为确保掌子面的稳定，以及方便下一循环的止浆，应余留一段作为下一循环注浆时的止浆墙，减少钻杆上挑角度，减少止浆墙与钻杆上方倒三角的注浆盲区，提高深孔注浆质量。该工程注浆段落长度取为8～10m。开挖段落长度L开=(0．7～0．8)L注，为5．6～8In；余留段落长度L余=(0．2～0．3)L注，为1．6～3m，通常取2In。开挖过程中，应随时观察掌子面情况，当发现局部注浆效果不好(掉块、浆液充填不均匀)时，应及时封闭掌子面，进行下一循环注浆。3．2扩散半径扩散半径R通常受注浆压力、地层渗透能力、注浆时间以及浆液水灰比影响。现场施工时通

7、常取经验值。中粗砂、砂卵石层取0．8～1．2ITI，该工程保守取值为0．6～O．8nl。3．3终孔间距为尽量避免注浆盲区，多排(圈)孔的最佳搭接形式为等边三角形梅花型。终孔间距应满足：o≤、／丁R，即小于1nl。该工程取0．6～1111。3．4总注浆量【1]由于浆液的扩散半径与砂层孔隙很难精密确定，参考本线其他标段隧道的工程地质、水文条件和注浆方案以及所选择的注浆材料，进行注浆量的估算。注浆量的估算公式：Q=AlZOl(1+／3)。式中：Q为总注浆量，m3；A为注浆范围体积，m3；n为孔隙率，％；oL为浆液填充系数，取0．7～O．9；届为注浆材料损耗系

8、数。设计中，咒“(1+厣)统称为填充率，填充率的取值情况如表1所示。表1填充率取值情况该工程中