CN112942441B - 一种富水粉砂地层的预注浆止水施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于地下建构筑物的连接施工的富水粉砂地层的预注浆止水施工方法，通过结构内侧采用周全注浆封堵的形式，包括接口底板钻孔注浆止水和接口侧墙钻孔注浆止水，封闭可能存在的渗漏水通道，以提前预防基坑底板、边墙水流外渗。具体包括以下大步骤：（1）降水后基坑开挖至距地下水位1米的位置；（2）坑内接口底板注浆；（3）坑内接口侧墙钢花管注浆；（4）桩间土封堵。本发明通过对地下建构筑物连接接口的侧墙及底板进行钻孔预注浆，具有预防在先，层层设防，既控制沉降又控制渗漏水，将施工风险降到最低，减少维护费用的特点。
Description
技术领域
本发明涉及对新老车站十字换乘节点或地下建构筑物连接施工的防涌水技术领域，具体为一种富水粉砂地层的预注浆止水施工方法。
背景技术
随着社会的发展，尤其是科学技术的进步，大大促进了社会生产力的飞速，尤其是交通运输业的发展，大大改变了人们是生活半径和生活方式。在诸多的交通工具中，地铁在人们生活中扮演的角色越来越重要。地铁能够快捷、安全、舒适地运送大流量的乘客，具有良好的社会经济效益，所以近年来，城市地铁建设飞速发展。但是由于地铁施工是在地下进行，地下结构受到水文地质环境的影响较大，在地铁土建工程施工过程中存在着巨大的施工安全风险，很容易受到地下围护结构渗水的影响，特别是当围护结构为地下连续墙时，其接头处的渗水隐患更大。
目前在地铁施工过程中，基坑工程风险控制重点在于水的治理，特别是深基坑，一旦基坑发生渗漏水，便会形成涌水涌砂通道，就会伴随大量的坑外水土流失，若不及时封堵，将会产生严重的后果。特别是在富水粉砂地层进行深基坑开挖时，更加容易发生涌水、涌砂事故，对周边建筑物、管线、道路均有较大影响，如果基坑内发生涌水涌砂险情，短时间内得不到有效控制，一旦形涌水涌砂通道，势必造成地面塌陷，波及到管线和生活小区安全。地铁线路网在规划中为使地铁四通八达方便高效，线路设计一般设计为与一条或多条线路交叉，从而使线路间形成多种换乘方式，如平行换乘、十字交叉换乘等。因此在建新线项目中不可避免的要与既有线进行连接施工。在建线路的施工风险如基坑开挖引起的位移、上浮、接口部位的涌水、涌砂等工程灾害，势必会影响到既有线的通车运营，此类风险通常为Ⅰ类风险，研究如何解决此类问题具有重要的意义。
因此提出一种富水粉砂地层的预注浆止水方法及其施工，能够适用于富水粉砂地层新老车站十字换乘节点或地下建构筑物连接施工的止水支护。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在不足，本发明提供了一种在富水粉砂地层的预注浆止水方法及其施工来解决新老车站十字换乘节点或地下建构筑物连接施工中的涌水问题。
本发明的目的是这样实现的：
一种富水粉砂地层的预注浆止水施工方法，采用连接结构内侧采用周全注浆封堵的形式，包括接口底板钻孔注浆止水方法和接口侧墙钻孔注浆止水工法，封闭可能存在的渗漏水通道，抑制结构不均匀沉降；包括以下步骤（1）降水后基坑开挖至距地下水位1米的位置；（2）坑内接口底板注浆；（3）坑内接口侧墙钢花管注浆；（4）桩间土封堵。
所述的接口底板注浆止水方法，包括以下步骤：
（1）施工准备：开挖至距地下水位1米位置，清理场区，平整场地，钻机及配套设备进场调试，水、电接入施工现场并安装阀门；
（2）桩位量测：将原钻孔灌注桩和三轴搅拌桩组成的围护结构破除到位，用全站仪测量出桩位间隙的注浆孔位，钻机引孔，并进行复测，保证桩孔中心移位偏差小于50mm；
（3）钻机就位：钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证钻孔垂直度误差小于1.0%H；钻孔前应调试水泵、空压机、注浆机，使设备运转正常；
（4）钻进：待钻机试运转正常后，接通空压机，压缩空气压力控制在0.8～1.0Mpa，在压缩空气的冲击力作用下，钻机旋转钻进；
（5）配料制浆：浆液水灰质量比=1:0.5，根据现场实际配比，4包普通硅酸盐#425水泥200kg配置1m³双液浆；35°Bé水玻璃与水泥浆体积比按照1:1比例进行壁后注浆，注浆速率：15~ 20L/min，注浆压力：0.8 ~ 1.5 Mpa；
浆液配合比： A 液水:42.5 普通硅酸盐水泥的质量比伟1:0.5；B液采用35°Bé水玻璃；其中A液:B 液的体积比为1:1；在实际施工中，可根据具体需求，对所述的水泥、水玻璃双浆液的配比进行调整；
（6）注浆提升：待钻机钻到设计深度后，插入喷管，接通注浆泵，然后由下向上注浆，同时将泥浆清理排出；喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆后再逐渐提升注浆管，以防扭断喷管；为保证加固的质量，喷嘴下沉到设计深度时，在原位置旋转10秒钟左右，待孔口冒浆正常后再旋喷提升；
（7）钻机移位，回灌浆液：注浆提升到设计标高时停止注浆，提升钻头出孔口，清洗注浆泵及输送管道，然后将钻机移位，回灌浆液；
（8）验收签证：当上述工作进行完毕后请现场监理工程师确认并验收合格。
所述接口侧墙注浆止水方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）施工准备：开挖至距地下水位1米位置，清理场区，平整场地，螺旋钻机及配套设备进场调试，水、电接入施工现场并安装阀门，钢花管制备；
（2）钻孔：采用钻机成孔、或风镐直接打入，孔深一般为4～6m，外插角在16°～19°之间；
（3）配浆：A 液为由水与42.5 普通硅酸盐水泥按照质量比1.5∶1配置；B 液为40°Bé水玻璃与水按照体积比2:1配置；最终现场采用注浆配比： A 液∶B 液=1：1体积比；根据现场实际配比，4包普通硅酸盐425水泥200kg配置1m³双液浆；在实际施工中，可根据具体需求，对所述的水泥、水玻璃双浆液的配比进行调整；
（4）注浆：钢花管打入土层后焊接好阀门，注浆压力控制在1.5MPa，当压力表注浆压力超过2MPa或基底表面出现跑浆时，关闭阀门，停止注浆。施工中及时形成注浆记录，通过对注浆记录的统计，认为注浆达到结束标准后，进行开挖，开挖过程中观察浆液的扩散情况，分析存在问题的原因，为下循环注浆做准备；
（5）桩间土封堵：注完浆向下开挖，对暴露出来的桩间土焊接薄钢板进行封堵；在围护桩上打设膨胀螺栓，与钢板焊接牢固或采用挂网喷射砼的方式封堵；防止因注浆不足引起桩间涌水、涌沙。
所述接口底板钻孔注浆止水方法是在既有原围护结构桩间位置再进行垂直背后注浆加固处理，注浆位置位于结构两侧接口。
所述接口侧墙钻孔注浆止水是在围护桩间进行钢花管注浆加固，钢花管采用双液浆随开挖每隔3m打一次直到基底，并确保重叠注浆部分不小于1米。
开挖至距地下水位1m时，将原既有钻孔灌注桩及三轴搅拌桩组成的围护结构均破除到位，在桩位间隙进行垂直后退式注浆至注浆坑道4；钻孔深度同原三轴搅拌桩止水帷幕加固深度，双液浆注浆深度为基坑底板以下至桩底。
所述的钢花管管径Φ42mm，采用热轧无缝钢管制成，管上钻注浆孔，孔径Φ6～8mm，孔间距10～30cm，呈梅花形布置，前端加工成锥形，尾部长度60cm；钢花管钻孔孔深一般为4～6m，外插角度在16°～19°之间。
进行底板注浆时，浆液必须经过搅拌机充分搅拌均匀后，才能开始压注，并应在注浆过程中不停顿地缓慢搅拌，浆液在泵送前应经过筛网过滤；注浆施工应跳孔进行，同时观察注浆孔出浆情况；注浆中途发生冒浆现象，应立即停止注浆，调查冒浆原因，并及时采取措施。
积极有益效果：本发明通过预防在先，层层设防的工艺，既控制沉降又控制渗漏水，将施工风险降到最低，减少维护费用的特点，获得的经济和社会效益是无法衡量的。
附图说明
图1为本发明的方法流程图：
图2为本发明实施例中坑内注浆平面结构示意图；
图3为本发明实施例中坑内注浆剖面示意图；
图4为本发明实施例中桩间钢花管注浆加固示意图；
图5为图4中局部结构放大结构示意图；
图中为： 接口1、坑内注浆孔2、三轴搅拌桩3、注浆坑道4、钻孔灌注桩5、钢花管6。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，对本发明做进一步的说明：
在本发明的实施例中，在富水粉砂地层预注浆止水及其施工，所述连接结构内侧采用周全注浆封堵的形式，包括接口底板钻孔注浆止水和接口侧墙钻孔注浆止水，封闭可能存在的渗漏水通道，抑制结构不均匀沉降。
如图2所示，接口底板钻孔注浆止水是在既有原围护结构桩间位置再进行垂直背后注浆加固处理，注浆位置位于结构两侧接口1。
如图3所示，开挖至距地下水位1m时，将原既有围护结构（钻孔灌注桩5及三轴搅拌桩3）均破除到位，在桩位间隙进行垂直后退式注浆至注浆坑道4。钻孔深度同原三轴搅拌桩止水帷幕加固深度，双液浆注浆深度为基坑底板以下至桩底。
如图3所示，接口侧墙钻孔注浆止水是在围护桩间进行钢花管注浆加固，钢花管采用双液浆随开挖每隔3m打一次直到基底，并确保重叠注浆部分不小于1米。
如图4、图5所示，钢花管6管径Φ42mm，采用热轧无缝钢管制成，管上钻注浆孔，孔径Φ6～8mm，孔间距10～30cm，呈梅花形布置，前端加工成锥形，尾部长度60cm；钢花管钻孔孔深一般为4～6m，外插角度在16°～19°之间。
进行底板注浆时，浆液必须经过搅拌机充分搅拌均匀后，才能开始压注，并应在注浆过程中不停顿地缓慢搅拌，浆液在泵送前应经过筛网过滤；注浆施工应跳孔进行，同时观察注浆孔出浆情况；注浆中途发生冒浆现象，应立即停止注浆，调查冒浆原因，并及时采取措施。
如图1所示，本发明还提供一种在富水粉砂地层预注浆止水的施工方法，所述施工方法分为接口底板注浆施工方法与接口侧墙注浆施工方法，分别如下：
所述接口底板注浆施工方法，包括以下步骤：
（1）施工准备：开挖至距地下水位1米位置，清理场区，平整场地，钻机及配套设备进场调试，水、电接入施工现场并安装阀门；
（2）桩位量测：将原既有围护结构中的钻孔灌注桩及三轴搅拌桩破除到位，用全站仪测量出桩位间隙的注浆孔位，钻机引孔，并进行复测，保证桩孔中心移位偏差小于50mm；
（3）钻机就位：钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证钻孔垂直度误差小于1.0%H；钻孔前应调试水泵、空压机、注浆机，使设备运转正常；
（4）钻进：待钻机试运转正常后，接通空压机，压缩空气压力控制在0.8～1.0Mpa，在压缩空气的冲击力作用下，钻机旋转钻进；
（5）配料制浆：浆液水灰比=1:0.5（质量比），根据现场实际配比，4包水泥（普通硅酸盐#425水泥200kg）配置1m³双液浆；水玻璃（35°Bé）与水泥浆=1:1（体积比）按比例进行壁后注浆，注浆速率：15~ 20L/min，注浆压力：0.8 ~ 1.5 Mpa；
浆液配合比为 A 液(质量比)水:水泥(42.5 普通硅酸盐水泥)=1:0.5，B 液采用水玻璃(35°Bé)；其中A 液:B 液=1:1(体积比)；在实际施工中，可根据具体需求，对所述的水泥、水玻璃双浆液的配比进行调整；
（6）注浆提升：待钻机钻到设计深度后，插入喷管，接通注浆泵，然后由下向上注浆，同时将泥浆清理排出。喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆后再逐渐提升注浆管，以防扭断喷管。为保证加固的质量，喷嘴下沉到设计深度时，在原位置旋转10秒钟左右，待孔口冒浆正常后再旋喷提升；
（7）钻机移位，回灌浆液：注浆提升到设计标高时停止注浆，提升钻头出孔口，清洗注浆泵及输送管道，然后将钻机移位，回灌浆液；
（8）验收签证：当上述工作进行完毕后请现场监理工程师确认并验收合格。
所述接口侧墙注浆施工方法，包括以下步骤：
（1）施工准备：开挖至距地下水位1米位置，清理场区，平整场地，螺旋钻机及配套设备进场调试，水、电接入施工现场并安装阀门，钢花管制备；
（2）钻孔：采用钻机成孔、或风镐直接打入，孔深一般为4～6m，外插角在16°～19°之间；
（3）配浆：A 液(质量比)=水∶水泥(42.5 普通硅酸盐水泥)=1.5∶1；B 液（体积比）=水玻璃(40°Bé):水=2:1；最终现场采用注浆配比： A 液∶B 液=1：1(体积比)；根据现场实际配比，4包水泥（普通硅酸盐425水泥200kg）配置1m³双液浆。在实际施工中，可根据具体需求，对所述的水泥、水玻璃双浆液的配比进行调整；
（4）注浆：钢花管打入土层后焊接好阀门，注浆压力控制在1.5MPa，当压力表注浆压力超过2MPa或基底表面出现跑浆时，关闭阀门，停止注浆。施工中及时形成注浆记录，通过对注浆记录的统计，认为注浆达到结束标准后，进行开挖，开挖过程中观察浆液的扩散情况，分析存在问题的原因，为下循环注浆做准备；
（5）桩间土封堵：注完浆向下开挖，对暴露出来的桩间土焊接薄钢板进行封堵。在围护桩上打设膨胀螺栓，与钢板焊接牢固或采用挂网喷射砼的方式封堵，防止因注浆不足引起桩间涌水、涌沙。
本发明预防在先，每道工序环环相扣，层层设防，能够有效的对结构进行保护，充分发挥注浆技术的优点，既可以控制渗漏水又可以控制沉降；降低了施工风险降，减少结构维护费，获得了无法估量的经济和社会效益。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种富水粉砂地层的预注浆止水施工方法，其特征在于：连接结构内侧采用周全注浆封堵的形式，包括接口底板钻孔注浆止水方法和接口侧墙钻孔注浆止水工法，封闭可能存在的渗漏水通道，抑制结构不均匀沉降；包括以下步骤（1）降水后基坑开挖至距地下水位1米的位置；（2）坑内接口底板注浆；（3）坑内接口侧墙钢花管注浆；（4）桩间土封堵；
所述接口侧墙注浆止水方法，其包括以下步骤：
（1）施工准备：开挖至距地下水位1米位置，清理场区，平整场地，螺旋钻机及配套设备进场调试，水、电接入施工现场并安装阀门，钢花管制备；
（2）钻孔：采用钻机成孔、或风镐直接打入，孔深一般为4～6m，外插角在16°～19°之间；
（3）配浆：A 液为由水与42.5 普通硅酸盐水泥按照质量比1.5∶1配置；B 液为40°Bé水玻璃与水按照体积比2:1配置；最终现场采用注浆配比： A 液∶B 液=1：1体积比；根据现场实际配比，4包普通硅酸盐425水泥200kg配置1m³双液浆；在实际施工中，可根据具体需求，对所述的水泥、水玻璃双浆液的配比进行调整；
（4）注浆：钢花管打入土层后焊接好阀门，注浆压力控制在1.5MPa，当压力表注浆压力超过2MPa或基底表面出现跑浆时，关闭阀门，停止注浆；施工中及时形成注浆记录，通过对注浆记录的统计，认为注浆达到结束标准后，进行开挖，开挖过程中观察浆液的扩散情况，分析存在问题的原因，为下循环注浆做准备；
（5）桩间土封堵：注完浆向下开挖，对暴露出来的桩间土焊接薄钢板进行封堵；在围护桩上打设膨胀螺栓，与钢板焊接牢固或采用挂网喷射砼的方式封堵；防止因注浆不足引起桩间涌水、涌沙；
所述接口底板钻孔注浆止水方法是在既有原围护结构桩间位置再进行垂直背后注浆加固处理，注浆位置位于结构两侧接口；
所述接口侧墙钻孔注浆止水是在围护桩间进行钢花管注浆加固，钢花管采用双液浆随开挖每隔3m打一次直到基底，并确保重叠注浆部分不小于1米；
开挖至距地下水位1m时，将原既有钻孔灌注桩及三轴搅拌桩组成的围护结构均破除到位，在桩位间隙进行垂直后退式注浆至注浆坑道；钻孔深度同原三轴搅拌桩止水帷幕加固深度，双液浆注浆深度为基坑底板以下至桩底。
2.根据权利要求1所述的一种富水粉砂地层的预注浆止水施工方法，其特征在于：所述的接口底板注浆止水方法，包括以下步骤：
（1）施工准备：开挖至距地下水位1米位置，清理场区，平整场地，钻机及配套设备进场调试，水、电接入施工现场并安装阀门；
（2）桩位量测：将原钻孔灌注桩和三轴搅拌桩组成的围护结构破除到位，用全站仪测量出桩位间隙的注浆孔位，钻机引孔，并进行复测，保证桩孔中心移位偏差小于50mm；
（3）钻机就位：钻机就位后，对桩机进行调平、对中，调整桩机的垂直度，保证钻孔垂直度误差小于1.0%H；钻孔前应调试水泵、空压机、注浆机，使设备运转正常；
（4）钻进：待钻机试运转正常后，接通空压机，压缩空气压力控制在0.8～1.0Mpa，在压缩空气的冲击力作用下，钻机旋转钻进；
（5）配料制浆：浆液水灰质量比=1:0.5，根据现场实际配比，4包普通硅酸盐#425水泥200kg配置1m³双液浆；35°Bé水玻璃与水泥浆体积比按照1:1比例进行壁后注浆，注浆速率：15~ 20L/min，注浆压力：0.8 ~ 1.5 Mpa；
浆液配合比： A 液水:42.5 普通硅酸盐水泥的质量比伟1:0.5；B液采用35°Bé水玻璃；其中A液:B 液的体积比为1:1；在实际施工中，可根据具体需求，对所述的水泥、水玻璃双浆液的配比进行调整；
（6）注浆提升：待钻机钻到设计深度后，插入喷管，接通注浆泵，然后由下向上注浆，同时将泥浆清理排出；喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆后再逐渐提升注浆管，以防扭断喷管；为保证加固的质量，喷嘴下沉到设计深度时，在原位置旋转10秒钟左右，待孔口冒浆正常后再旋喷提升；
（7）钻机移位，回灌浆液：注浆提升到设计标高时停止注浆，提升钻头出孔口，清洗注浆泵及输送管道，然后将钻机移位，回灌浆液；
（8）验收签证：当上述工作进行完毕后请现场监理工程师确认并验收合格。
3.根据权利要求1所述的富水粉砂地层的预注浆止水施工方法，其特征在于，所述的钢花管管径Φ42mm，采用热轧无缝钢管制成，管上钻注浆孔，孔径Φ6～8mm，孔间距10～30cm，呈梅花形布置，前端加工成锥形，尾部长度60cm；钢花管钻孔孔深一般为4～6m，外插角度在16°～19°之间。
4.根据权利要求2所述的富水粉砂地层的预注浆止水施工方法，其特征在于，进行底板注浆时，浆液必须经过搅拌机充分搅拌均匀后，才能开始压注，并应在注浆过程中不停顿地缓慢搅拌，浆液在泵送前应经过筛网过滤；注浆施工应跳孔进行，同时观察注浆孔出浆情况；注浆中途发生冒浆现象，应立即停止注浆，调查冒浆原因，并及时采取措施。
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