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道开挖前拟对地层进行超前深孔注浆加固,超前深孔注浆加固施工的主要目的就是在隧道开挖前通过超前深孔注浆,对隧道开挖的拱部、侧墙2m范围以及两隧道中间土体进行加固,形成具有一定抗压强度和支承能力的支护结构,为隧道的开挖施工创造较好的施工条件,确保隧道开挖过程高架桥的结构安全以及隧道结构安全。
超前深孔注浆每循进尺14m,后序注浆段均预留4m已注浆段作为止浆岩盘(见图1)。在钻孔施工过程中先进行外圈钻孔注浆施工,后进行内圈孔钻孔注浆施工,间隔钻孔注浆。
3.2 施工工艺及注浆材料的选择
3.2.1 施工工艺
考虑到在砂卵地层钻孔过程中易塌孔、易卡钻杆等困难,为了达到理想的注浆加固效果,采用前进式钻孔注浆的施工工艺。前进式分段注浆工艺具体过程是:首先采用水平地质钻机成孔,开孔后安装孔口管,在孔口管内分段向前钻注施工。每一循环进尺控制在2m~3m,成孔后退出钻杆,安装法兰盘及注浆管进行注浆,待浆液凝固后拆除法兰盘,再进行钻孔……如此循环,直到钻进深度达到设计要求。
3.2.2 注浆材料选择
由于本工程具有需对土体进行永久加固、且地层中含有潜水滞水等情况,施工中选择使用TGRM特种水泥单液浆作为注浆材料。
3.3 施工步骤
3.3.1 确定孔位
根据需加固土体范围以及现场实际作业条件,工程测量人员测量出施工现场具体的孔位位置,用喷漆在现场做好标记,钻孔位置与设计位置的偏差不宜大于50mm。
3.3.2 钻孔
根据已经进行的测量定位,使用MK-5S地质钻机成孔,测量人员根据设计要求二次校正钻孔角度,孔径为76mm。要求成孔角度偏差小于±1°。钻孔要进行分层、分序施工。
钻孔顺序为:先进行外圈钻孔注浆施工,后进行内圈孔钻孔注浆施工,间隔钻孔注浆。
3.3.3 制浆
根据现场地层情况及注浆材料的特性,通过现场实验,TGRM单液浆配合比确定如表3所示。
制浆时使用不小于200rad/min的制浆机,搅拌时间不低于5min,在出浆孔部位设置过滤网。
3.3.4 注浆
注浆采取“定压、定量”双控制的原则。每段注浆压力控制在0.3MPa,以保证浆液能充分扩散。在注浆过程中如果出现压力达不到设计要求,跑浆、串浆等严重的问题,可采取换孔作业,待浆液略微初凝后再补注。
注浆过程中应密切注意监测及反馈注浆部位地面的变化情况,若发现地层有串浆或加速形变迹象要及时停止注浆,分析原因。
4 结语
1)卵砾石层、粉细砂层是北京地铁暗挖工程中比较普遍的地层,该地层围岩稳定性差,特别是在赋存水的情况,特别不利于开挖,容易发生坍塌,因此在开挖前必须采取措施,而超前深孔注浆是较为有效的措施之一。
2)该区间工程通过超前深孔注浆,有效地加固了隧道顶部及两侧土体,为开挖提供有利的条件,从而有效控制了沉降,保证了地面建筑物(构筑物)的安全。
3)本工程使用新型的注浆材料完全满足本工程的施工要求,其具有强度高、流动性好、微膨胀性、耐久性好的特性,最主要是很环保,可作为以后注浆施工的首选材料。
4)在卵砾石地层,如何快速成孔是类似工程应该重点讨论的问题。
参考文献:
[1]TB10003-2001,铁路隧道设计规范[S]. 上一页 [1] [2]
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