成都砂卵石地层注浆加固技术应用.doc

成都砂卵石地层注浆加固技术应用 ? 摘??要:?为了解决成都地铁高富水砂卵石地质条件下，地层注浆加固工艺少、加固效果起伏大的难题，采用室内反复模拟试验，现场实践验证、比对和反馈，对传统袖阀管注浆加固技术从器械构造、工艺流程、注浆材料等方面进行优化改进和总结，得出先用聚氨酯封口、再注水泥 － 水玻璃浆和 AB 化学浆液的粗细颗粒相结合注浆加固，能大大增强砂卵石地层定向注浆的可靠性和增大浆体注入量，确保注浆加固效果，降低建( 构) 筑物和管线安全控制风险。 关键词:?成都地铁; 高富水砂卵石地层; 袖阀管注浆; 粗细颗粒相结合 ? 0?引言 ????? 成都地铁 1 号线已经开始运营，2 号线一期正在试运营过程中，2 号线二期( 西延线) 盾构施工已经完成。这 2 条线的盾构施工说明，在成都高富水、高卵石含量条件下进行盾构施工是可行的。现阶段，对成都地区盾构穿越建( 构) 筑物和重要管线的沉降控制普遍采用袖阀管注水泥浆加固的方法，但实践证明，在成都砂卵石地层条件下采用传统工艺进行注浆加固存在以下问题: 水泥浆由于浆体颗粒大无法注入密实砂卵石层中［1］; 袖阀管注浆时，管的顶部封口不理想［2］，注浆加固时浆液向上冒，注浆效果不理想。盾构穿越时容易出现隧道上方管线、建( 构) 筑物等沉降，一旦沉降过大或塌陷，直接和间接经济损失巨大。以往的注浆加固方法应用于成都富水砂卵石地层中无法保证注浆效果。为了解决成都砂卵石地层注浆加固难题，本文分析了以往常用的袖阀管注浆在成都砂卵石地层下的不足之处，提出制作封口管，通过注聚氨酯进行封口，注水泥 － 水玻璃浆填充大的空隙，注 AB 化学浆液填充小的空隙，并凝结形成一个整体，进而形成高富水、高卵石含量地层下的注浆加固技术。 ? 1?工程概况 ????? 成都地铁隧道主要穿越砂卵石地层，卵、砾石成分以灰岩、砂岩、石英岩等为主，呈圆形 － 亚圆形，粒径大小不一，分选性差。卵石含量约 80%，粒径以 20 ～100mm 为主，最大粒径为 500 mm，圆砾含量约 10% ，兼夹漂石，漂石最大粒径为 270 mm。卵石硬，最大强度可达 200 MPa。卵、砾石以中等风化为主。充填物主要为中、细砂及少量黏性土。卵石土层顶板埋深为8． 2 ～22． 0 m。经过长期沉积，未降水区域砂卵石层致密性较好。 ????? 按地下水赋存条件，地下水可分为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水 2 种类型。其中，第四系孔隙水，主要赋存于各个时期沉积的卵石土及砂层中，土体透水性强，渗透系数大( 25 m/d) ，地下水水量丰富，是段内地下水的主要存在形式。 ? 2?盾构穿越建(?构)?筑物进行加固的必要性 ????? 成都地铁盾构穿越建( 构) 筑物时，必须进行盾构穿越前的预注浆和穿越后的补注浆。其主要原因为:1) 砂卵石地层颗粒间无胶结力，整体稳定性差，易剥层坍塌; 2) 穿越建( 构) 筑物风险大，建( 构) 筑物倒塌会造成大量的人员伤亡和经济损失; 3) 成都盾构掘进难以建立真正的土压平衡掘进模式，当人员操作不当时，容易造成实际出渣量大于预估的设计出渣量的现象; 4) 盾构穿越时对砂卵石地层扰动较大，若隧道上方地层松散，孔隙率较大，盾构穿越时的扰动会造成卵石重新排列，局部密实，从而造成排列后的卵石层上方局部出现空洞，进而影响到地表建( 构) 筑物的安全。 ? 3?传统袖阀管注浆施工 ????? 成都砂卵石地层不适用搅拌桩和旋喷桩［3］进行加固施工，一般常采用袖阀管注水泥浆的加固方法。 3． 1?传统袖阀管注浆法 ????? 传统袖阀管注浆法是通过较大的压力将浆液注( 压) 入岩土层中，注浆芯管上下的阻塞器可实现分段分层注浆，可根据施工需要选择连续或跳段注浆。此工法在全程注浆的施工中，通过分段注浆，使松散的地层和较密实的地层均得到很好的注浆加固效果［4］，避免了以往的注浆工艺在松散地层和较密实地层同时存在时，松散地层注浆量大而较密实地层注不进浆的现象的发生。 3． 2?传统袖阀管注浆施工工艺 ????? 工艺流程图［5］如图 1 所示。 ????? 1) 测量放样。根据已布设好的控制点坐标计算孔的坐标位置，使用全站仪定出孔位; 用水准仪测量地面高程，确定钻孔深度。 ????? 2) 钻孔。采用植物胶护壁机械回转钻进成孔，钻进深度应到达需要进行注浆加固区域的范围。 ????? 3) 下管。根据孔深度连接袖阀管，袖阀管上口露出地面 20 cm，将连接好的袖阀管下口用尖底封好; 将袖阀管下入孔中，并使袖阀管下到孔底。 ????? 4) 洗孔。用高压水对孔壁进行清洗，减少孔内沉渣，将孔壁植物胶清洗干净［6］。 ????? 5) 下套壳料和封口。下套壳料，并在注浆范围顶部灌一层厚的砂浆进行封口，以防止注浆过程中冒浆现象的发生。 ????? 6)