上软下硬复合地层中地面加固施工技术.docx

PAGE 6 PAGE  上软下硬复合地层中地面加固施工技术 [摘要]通过对深圳地铁7号线7301-1标珠龙区间换刀点加固施工案例，介绍了无收缩注浆技术（WSS工法）的原理、技术参数和质量保证措施。实践证明，采用WSS工法进行注浆加固，效果明显，达到了预期质量目标。 [关键词]WSS注浆加固 上软下硬地层 富水砂层 1 概述 针对目前深圳地铁7号线7301-1标珠龙区间隧道拱部砂层、孤石群和长距离基岩段，掘进过程中需要开仓检查刀具磨损情况。根据地质情况预设了多处的换刀点，但是掘进过程中出现了未到换刀加固区被迫停机。为确保安全、顺利开仓换刀，需要对掌子面及其附近土体进行有效注浆加固。 本文结合珠龙区间左线掘进454环时出现异常被迫停机。在ZDK5+034.6～ZDK5+039.6段进行换刀加固区加固施工，分析WSS注浆加固技术在富水复合地层的应用。 2.工程概况 珠光站～龙井站盾构区间位于深圳市南山区，此区间自出珠光站后，沿龙珠大道由西向东行进，途中穿越平南铁路桥、南坪快速路桥后，直到龙井站。左线起讫点里程分别为ZDK4+364.825和ZDK5+670.461，区间长为1315.549m。 已经初步勘察情况左右线侵入隧道的孤石共36处，其中左线17处（其中需要预处理的15处），右线19处（其中需要预处理的17处），且左线与右线均有孤石群出现；基岩侵入隧道段左右线共计730m，其中左线338m（150m基岩侵入隧道高度超过隧道中心线），右线392m（127m基岩侵入隧道高度超过隧道中心线）。 3.地面注浆加固 3.1 WSS注浆工法原理 3.1.1 WSS注浆工法原理 无收缩（WSS）双液注浆技术是采用二重管坑道钻机钻孔至预定深度后注浆。浆液有两种，即A液和B液（或C液）。两种浆液通过二重管端头的浆液混合器充分混合。注浆时通过对注浆段实施定向、定量和定压注浆，使岩土层的空隙或孔隙间充满浆液并固化，改变了岩土层的性状。 3.1.2 WSS定向旋喷工法的特点 （1）在喷浆的过程中，喷浆管不回转，不会发生浆液溢流现象，并且对土层具有很强的渗透性，喷入范围可人为控制； （2）在二重管的端头设置的浆液混合器中，A、B（C）无收缩浆液可以完全地混合，均匀的喷入到地层中，凝结时间可???自由调节，并且以实行复合喷入施工； （3）被混合的将液，加压后可以在水平方向进行喷浆； （4）施工从钻孔到喷浆完毕，可以连续进行； （5）喷入材料从水玻璃到二氧化硅等胶状体几乎全部可以使用； （6）对于任何土层都可以进行喷射。 3.2方案设计 WSS工法注浆工艺适用于复杂的富水复合地层，能够将不同情况的地层填充密实，改变原土体的物理性质，增加土体的密度，提高其抗压强度和抗渗性能。 该段隧道埋深为10.82～16.82m。自上而下地质情况描述：0～3.7m为素填土，3.7～5.6m为细砂，5.6～9.2m为中砂，9.1～9.2m为孤石，9.2～13.5m为砂质、砾质黏性土，13.5～14.3m为孤石，14.3m以下为全、强、中、微风化花岗岩。采用坑道钻机进行深孔注浆（无收缩双液注浆改良土体工法，即WSS工法）加固。先用A、B液（水玻璃+磷酸）后退式注浆进行土体排水，提高土体的抗渗性，再用A、C液（水玻璃+水泥浆）后退式注浆进行土体固结，改变原土体物理性质并提高土体的抗压强度，最终使软弱的土层(主要为砂质、砾质粘性土和砂层)成为抗渗性高、抗压强度高和稳定性高的土体，以便于开仓检查、更换刀具。 3.3 施工方法 3.3.1注浆平面范围与注浆孔位布置 加固体范围为隧道掘进方向长5m，宽9m；注浆孔位布置为四周密排布孔位，间距0.85 m～0.9m，中心部分孔位布置原则上间距1m，梅花形布置，共计66孔。其中第2排孔位于刀盘切口环后边0.28m。具体注浆孔位布置如图1所示。 图1 注浆平面范围与注浆孔位布置图 3.3.2注浆量与注浆压力控制 （1）注浆量 ①根据计算公式确定注浆量 由于浆液的扩散半径与土孔隙很难精密确定，根据该区段隧道工程地质、水文条件和注浆效果以及所选择的注浆材料，进行注浆量的估算。 注浆量的估算公式按下式进行： Q=Anα 式中：Q注浆量（m3）； A注浆范围体积（m3），按扩散半径2m计算（该段地层软弱，且经过扰动）； n孔隙率，砂层取40%，砂质、砾质黏性土取30%，全强风化花岗岩取25%； α浆液填充率，砂土层取50%，砂质、砾质黏性土取40%，全强风化花岗岩取30%； 综合以上公式，每孔的注浆量如表1所示。 表1 每孔注浆量（每延米） 排号 深度第1排第2排第3排第4排第5排第6排6m～9.5m（砂层）2.6m33.0m33.0m33.0m32.6m3