地铁暗挖隧道水平超前深孔注浆预加固方案应用探讨.docx
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1、地铁暗挖隧道水平超前深孔注浆预加固方案应用探讨束方洁韩曼莉6200全断面注浆加固孔位布置图摘要:现今在城市地铁暗挖隧道施工中所面临的主要难题之一就是开挖中渗水的治理,渗水不仅危及掌子面开挖安全,同样也威胁到邻近构筑物、管线安全。对有渗水现象的暗挖隧道,保障施工安全和质量的关键就是提前做好地层加固和止水工作。哈尔滨地铁项目某区间暗挖隧道通过采用深孔注浆预加固的方案成功地完成了穿越老旧渗漏管道的施工,充分表明在穿越不良地质地段落时采用深孔注浆预加固方案是行之有效的。文章针对此工程实例,阐述了深孔注浆技术的机理和工作方法。Key:地铁暗挖隧道;渗漏水;深孔注浆;预加固0前言随着近年来城市轨道交通建设
2、快速发展,暗挖隧道遇到渗漏水等复杂地质条件的情况也越来越多。而在暗挖隧道施工中渗水治理一直贯穿始终,渗水不仅危及人员、设备安全,还影响邻近构筑物、管线安全。常见地铁事故的发生都和渗水有关,比如开挖中出现涌水、拱顶沉降、周边建筑物开裂、管线断裂等,因此渗水治理对保障暗挖隧道施工安全尤为重要。本文以哈尔滨地铁某区间暗挖隧道施工为背景,分析了某隧道采用深孔注浆预加固成功穿越废弃老旧管线渗水段落,可为类此施工情况提供参考。1深孔注浆技术机理1.1 注浆技术应用注浆工程应用范围较为广泛,主要包括注浆堵水,回填防沉,竖井下沉控制,房屋沉降控制,基坑截水帷幕,渗漏水治理等。1.2 注浆扩散机理注浆施工中浆液
3、在地层中作用方式主要表现包括:渗透扩散、劈裂扩散、裂隙填充及挤压填充。(1)渗透扩散:注浆浆液在压力的作用下,在不改变土体结构和颗粒排列的前提下,挤走颗粒间游离水、空气,从而填充土体孔隙,使得浆液凝结后起到加固土体和堵水的作用。(2)劈裂扩散:对于弱透水性地层,当注浆压力超过劈裂临界压力时土体会产生水力劈裂,使土体内出现裂缝,实际注浆量会突然大量增加,浆液呈脉状进行渗透。(3)裂隙填充:对于在残积层、断层破碎带等地层进行注浆施工时,一般当注浆材料的粒径小于裂隙宽度的1/31/5时,均产生裂隙填充。(4)挤压填充:指当注浆浆液在地层中难以进注入地层空隙时,其只是在注浆压力作用下被浆液挤密。挤压注
4、浆只适用于基础处理,是一种为提高地基承载力而采取的注浆方式,其实际加固止水效果较差。2复杂地质条件下深孔注浆方案2. 1概况本文以哈尔滨地铁项目某一正线暗挖区间工程项目为例进行探究,该区间位于冲洪积平原地区,隧道埋设深度大约为13 m15 m,隧道结构整体位于粉质粘土层之中,整体走向沿既有道路下敷设,道路两侧建筑较多,所以该区段地下管线较复杂。隧道区间采用正台阶开挖法,开挖至某一段处掌子面发现明显渗水,渗水部位位于拱顶及掌子面,土层饱水湿润,自稳能力极差,直接威菁开挖安全。该情况与地勘报告明显不符,经排查,此渗水段落上方有一根工厂的废弃排水管道,隧道内渗漏水应为该管线年久失修所致。2.2 深孔
5、注浆预加固为保障隧道掌子面开挖施工人员、设备安全,需对此段隧道未开挖前方土层进行水平超前深孔注浆预加固,计划通过外界机械注浆压力将化学浆液压入前方待加固土体内,保证开挖期间拱顶及掌子面不坍塌、不渗水。根据地质特性,注浆方式选用劈裂注浆,注材料选用水泥水玻璃双液浆。穿越旧管线的渗水段落开挖遵循注浆预加固一段,开挖支护一段,再注浆预加固一段,然后再开挖支护一段,以此类推,循环前进的原则进行。2.2.1 1深孔注浆布孔设计暗挖区间隧道标准断面开挖尺寸为6.2 m*6.51 m,深孔注浆孔位布设于全部开挖面,按照先上后下,先外后内的顺序进行钻孔作业。钻孔采用直径42 mm钻杆成孔,每次循环进尺12 m
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