二重管无收缩wss注浆工法在西安地铁施工的应用
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二重管无收缩wss注浆工法在西安地铁施工的应用摘要:结合西安地铁二号线施工,介绍采用二重管无收缩WSS注浆工法对联络通道周围土体加固处理,为WSS工法在黄土地区地铁施工提供了参考经验。
关键词:地铁隧道WSS工法注浆施工技术
西安地铁二号线永宁门到钟楼盾构区间联络通道地质情况较复杂,在老黄土地层中夹细砂透镜体,且地下水位高于隧道埋深约10m。
在进行联络通道施工前,为保证施工安全,采用了二重管无收缩WSS 注浆工法,对联络通道周围土体进行了加固处理,深度为10m,3~5m为一循环,预留2m止浆墙,采用洞内辐射程控注浆工艺。
1 WSS注浆工艺的止水原理与浆液简介
主要原理是:注浆时,浆液在不改变地层组成的情况下,将土层颗粒间存在的水强迫挤出,使颗粒间的空隙充满浆液并使其固结,形成劈裂式注浆,达到改良土层性状的目的。
其注浆特性是使该土层粘结力(c)、内磨擦角(?)值增大,从而使地层粘结强度及密实度增加,起到加固作用;颗粒间隙中充满固结的浆液后,使土层透水性降低,形成隔水层。
无收缩注浆液属于安全性、高渗透性的注浆材料,固结硬化时间可根据实际需要进行调整。
浆液按强度可分为CT-1#、CT-2#和CT-3#三种。
1.1 无收缩注浆液特点
式中:Q为总注浆量,m3;A为注浆范围体积,m3;N为孔隙率,%;α为浆液填充系数(0.7~0.9);β为注浆材料损耗系数。
公式中nα(1+β)统称为填充率,填充率按(表4)选用。
4 注浆压力的选定
注浆压力与砂层空隙发育程度、涌水压力、浆液材料的黏度和凝结时间有关,目前均按经验计算。
经验公式如下。
(1)按已知的地下静水压力计算,设计的注浆压力为静水压力的2~3倍,最大的可达3~5倍。
(2)根据注浆地层深度计算:P=KH
P为设计注浆压力,MPa;H为注浆处深度,m;K为由注浆深度确定的压力系数。
压力系数K的取值如表5所示。
5 WSS注浆工艺的施工步骤
5.1 施工流程
5.2 工艺要求
定孔位:对准孔位,不同入射角度钻进,要求孔位偏差为±3cm,入射角度偏差不大于1°。
根据浆液在土层内渗透情况,确定注浆孔的间距,一般情况下700mm的间距即可保证渗透效果。
钻机就位:指定位置就位,调整钻杆的垂直度。
对准后,钻机不得移位,也不得随意起降。
钻进成孔:要慢速运转,掌握地层对钻机的影响情况,以确定在该地层条件下的钻进参数。
密切观察溢水出水情况,出现大量溢水出水时,应立即停钻,分析原因后再进行施工。
每钻进一段,检查一段,及时纠偏,孔底位置应小于30cm,同一注浆孔的多向注浆间隔施工。
回抽钻杆注浆:在进行注浆的时候边注浆边根据压力与注浆量的变化回抽钻杆,严格控制提升幅度,一般每步不大于15~20cm,匀速回抽。
注浆一定要按程序施工,每段进浆要准确,注浆压力要严格控制在0.15~0.3MPa。
当压力突然上升或从孔壁溢浆,应立即停止注浆,采取调整注浆参数或移位等措施重新注浆。
土、砂层容易造成坍孔时,采用前进式注浆或往返式注浆,否则采用后退式注浆;每段注浆量应严格按设计进行。
注浆完成后,封堵注浆眼,保证注入的浆液不溢浆跑浆。
6 WSS注浆工艺的施工注意事项
6.1 根据不同的地质情况调节注浆的浆液配比
在不能确保浆液凝固效果的地层,应施工一段实验段,检查浆液配比后的注浆效果。
对注浆固结完的底层,在进行暗挖施工时,也应做好抢险准备。
6.2 控制注浆压力,防止将地面顶裂
在进行地下洞内注浆时,应巡视地面的情况。
由于不同地质的关系,地层可能存在缝隙,易发生浆液沿着缝隙上行,顶裂地面的情况,应适时调整注浆压力和采用间断注浆方式。
6.3 注浆前,做好加固措施
由于注浆压力一般为0.3MPa左右,注浆前,要用喷射混凝土将掌子面封闭,厚度为200~300cm。
在进行盾构区间联络通道注浆加固时,要严格按照设计要求施工洞内的刚性支撑,确保管片稳固。
6.4 施工中主要安全注意事项
(1)凿岩台车、钻机、注浆泵及高压管路必须试运转,确认机械性能和各种阀门管路、压力表、流量计完好。
(2)每次注浆前,要认真检查安全阀、压力表的灵敏度,并调整到规定压力位置。
(3)安装高压管路和泵头各部件时,各丝扣的联接必须拧紧,确保连接完好。
(4)注浆过程中,禁止现场人员在注浆孔附近停留,防止注浆眼或阀门破裂伤人。
(5)注浆现场操作人员必须佩戴安全帽、口罩和手套等劳保用品,防止浆液侵害皮肤。
7 结语
二重管无收缩WSS工法适用于多种地层加固,具有广泛的应用前景,在西安地铁二号线13标盾尾刷更换前的地基土体加固以及10标北大街盾构吊出井涌砂涌水处理等都进行了应用,取得了不错的效果。