CN113982598B - 富水砂卵石地层盾构联络通道无降水注浆加固施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地铁施工技术领域，具体为富水砂卵石地层盾构联络通道无降水注浆加固施工方法，该施工方法包括有以下步骤：步骤S1：测量放样，根据设计在通道两侧盾构隧道内精确测量联络通道中心线位置及洞门范围，并做好标记；步骤S2：进行洞内型钢支撑及安全门的安装以及操作平台搭设，并在施工完成之后进行两者的性能检测；步骤S3：进行孔位分布的预设计，随后进行孔位布设；步骤S4：进行浆液的配置，并进行钻孔、注浆的循环施工操作，直至注浆结束；步骤S5：进行注浆加固效果的检测。通过在无降水施工条件下进行深孔注浆封水加固，减少了降水井的施工，有效地缩短了施工周期，采用双液浆加固，有效控制了浆液的渗流范围。

Description

富水砂卵石地层盾构联络通道无降水注浆加固施工方法

技术领域

本发明涉及地铁施工领域，具体为富水砂卵石地层盾构联络通道无降水注浆加固施工方法。

背景技术

地铁是城市公共交通的重要组成部分，其承载量相较于公交车更大，由于在地下运行的特点，能够避免交通拥堵，是人们在出行高峰期的优选之一。但是因此地铁施工的工程量巨大，首先要在地铁隧道的盾构施工，形成地铁隧道。

联络通道是地铁工程区间隧道的重要组成部分，施工时需要重点考虑自身结构质量和地面建筑物安全，更要确保主隧道区间的稳定。因此地下水丰富时通常采用先地面降水，然后隧道内开挖施工。因施工条件限制，不采用地面降水直接进行地层加固施工的情况比较少见。地层加固质量尤显重要，加固质量的好坏直接关系联络通施工安全，地面灾害的发生。

鉴于此，我们提出富水砂卵石地层盾构联络通道无降水注浆加固施工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供富水砂卵石地层盾构联络通道无降水注浆加固施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：富水砂卵石地层盾构联络通道无降水注浆加固施工方法，该施工方法包括有以下步骤：

步骤S1：测量放样，根据设计在通道两侧盾构隧道内精确测量联络通道中心线位置及洞门范围，并做好标记；

步骤S2：进行洞内型钢支撑及安全门的安装以及操作平台搭设，并在施工完成之后进行两者的性能检测；

步骤S3：进行孔位分布的预设计，随后进行孔位布设；

步骤S4：进行浆液的配置，并进行钻孔、注浆的循环施工操作，直至注浆结束；

步骤S5：进行注浆加固效果的检测。

优选的，所述步骤S2中的洞内型钢支撑及安全门施工分为两步进行，首先于洞内共设6榀预应力钢支撑，随后再进行安全门的安装，并于3天内及时进行检测和验收。

优选的，所述步骤S2中的操作平台搭设工作于洞内预应力钢支撑施工完毕之后进行。

优选的，所述步骤S3中孔位分布的预设计过程形成单侧注浆孔布置图，且孔位的布设按照单侧注浆孔布置图来进行。

优选的，所述步骤S4中配置的浆液包括用于砂层的双浆液、用于卵石层的双浆液以及水玻璃磷酸化学浆三种。

优选的，所述步骤S4中的钻孔以及注浆按照孔位布置来进行，先施作最外圈孔，随之施作内圈孔，最后施作中心线加强孔，且注浆施工之前需进行注浆试验，校验并调整注浆参数，且注浆采用注浆压力和注浆量双控。

优选的，所述步骤S5中的注浆加固效果的检测采用探孔搭设以及钻芯取样的方式联合进行，且检测包括渗透系数以及无侧限抗压强度两方面。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.通过在无降水施工条件下进行深孔注浆封水加固，减少了降水井的施工，有效地缩短了施工周期，能够使得联络通道工期节约20 余天，成本节约10余万元，采用双液浆加固，有效控制了浆液的渗流范围，较降水后单液浆加固减少了对地下水的污染；

2.本发明的富含水砂卵地层联络通道施工方法，在无降水作业条件下进行深孔注浆加固，减轻了路面的交通压力，与城市地铁缓解交通压力的宗旨相符，在交通疏解困难的地铁建设中有很强的适用性。

附图说明

图1为本发明无降水注浆加固施工方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：富水砂卵石地层盾构联络通道无降水注浆加固施工方法，该施工方法包括有以下步骤：

步骤S1：测量放样，根据设计在通道两侧盾构隧道内精确测量联络通道中心线位置及洞门范围，并做好标记；

步骤S2：进行洞内型钢支撑及安全门的安装以及操作平台搭设，并在施工完成之后进行两者的性能检测；

步骤S3：进行孔位分布的预设计，随后进行孔位布设；

步骤S4：进行浆液的配置，并进行钻孔、注浆的循环施工操作，直至注浆结束；

步骤S5：进行注浆加固效果的检测。

步骤S2中的洞内型钢支撑及安全门施工分为两步进行，首先于洞内共设6榀预应力钢支撑，随后再进行安全门的安装，并于3天内及时进行检测和验收；

钢支撑采用外部租赁，每榀钢支撑设置均应分布8个支点，中心线以下3个支点为固定支点，中心线以上5个支点设置50t机械千斤顶用以调整整体支撑力，所有钢支撑在洞内拼装，每拼装完2榀后即可进行安装，相邻2榀之间采用20#槽钢连接牢固，拼装完成的2榀钢支撑随后开始施加预应力，需5个支点处千斤顶同时施加，直至千斤顶顶与管片密贴为止。重复安装，至6榀钢支撑全部安装完毕，并通过监理验收；

开挖前安装安全门，保证开启灵活，密闭良好，待钢支撑安装完毕后，及时安装并完成验收；

步骤S2中的操作平台搭设工作于洞内预应力钢支撑施工完毕之后进行；

可利用支撑下部作为操作平台支架，支架上铺设木板，用铁丝固定牢固即使用，成为施工平台，方便快捷，能够方便钻孔、注浆作业；

步骤S3中孔位分布的预设计过程形成单侧注浆孔布置图，且孔位的布设按照单侧注浆孔布置图来进行；

在联络通道左右线对称布设注浆孔，注浆孔成环状螺旋式设置，共设置三环，联络通道中线竖向增加布置一列加强孔，单孔间距水平、竖向距离均为300mm，左右、上下错开，考虑盾构管片曲面状影响，孔位偏差控制在50mm以内；

步骤S4中配置的浆液包括用于砂层的双浆液、用于卵石层的双浆液以及水玻璃磷酸化学浆三种；

步骤S4中的钻孔以及注浆按照孔位布置来进行，先施作最外圈孔，随之施作内圈孔，最后施作中心线加强孔，且注浆施工之前需进行注浆试验，校验并调整注浆参数，且注浆采用注浆压力和注浆量双控；

为防止钻机直接钻孔振动损伤已拼装管片，钻孔角度难以精确控制的弊端，根据测量放样孔位及打设角度，施工时先用6cm水钻打穿已拼装管片，然后再用钻机接续钻孔。

按照点位布置设计，先施做最外圈孔。钻孔时依照孔位编号由小到大顺序进行，隔孔跳打。考虑土体加固厚度，外环孔外插倾角15°施做，内环孔水平施做，孔深达到设计要求。钻孔采用ZLJ-700钻机进行。细砂层钻孔时，由于细砂层稳定性差，钻孔过程中带压水冲刷会导致大量细砂流淌至孔外，极易掏空成孔附近细砂地层，形成孔洞、流砂。因此钻孔过程采用带压水与化学浆液交替循环使用，以填充钻杆与孔间缝隙，避免流砂现象。卵石层钻孔时，由于卵石粒径不均匀，设备钻头直径大于钻杆直径，仅用带压水钻孔，会在钻进过程中会由于挤压作用，导致小颗粒卵石受到冲刷流入钻杆与孔间缝隙，出现卡钻现象，因此在钻进过程中采用带压水与双液浆交替循环使用的方法，可以在稳固孔壁周边卵石层的同时，保证钻杆内通畅，钻孔顺利进行；

以下为注浆参数及顺序：

砂层选用水玻璃：水泥浆＝1:1(体积比)，水泥浆水灰比＝1:0.5 (质量比)的水玻璃水泥浆双液浆；卵石层选用水玻璃：水泥浆＝1:1 (体积比)，水泥浆水灰比＝1:1(质量比)的水玻璃水泥浆双液浆。浆液扩散半径为800mm；注浆范围：通道开挖轮廓线外3m地层。注浆压力：注浆速度：20-100L/min，初压0.5～0.8MPa，稳压：1～1.5MPa。注浆顺序：为了防止浆液流失，按照先周边后中间，先下后上，隔孔交替的原则注浆。先注浆加固最外圈1-26#孔，使其形成封闭圈，其次注内圈27-51#孔，最后注中心线52-55#加强孔。

1)最外圈孔注浆

最外圈孔单孔成孔后，先注入水玻璃磷酸化学浆液，用以填充砂卵层较大孔隙，快速凝结封闭地下流动水，控制加固范围，待注浆压力达到设计注浆压力的40％后，注入调配好的水泥水玻璃双液浆，使其在加固范围内逐渐填充孔隙、挤压孔隙水，进行该孔位影响半径内的土体加固。经注浆压力、注浆量等注浆参数双控确定孔位注浆达到设计要求后，进行隔位孔位的注浆施工，直至全部最外圈孔注浆完成。

2)内圈细砂层注浆加固

钻孔完成后，立即打入5cm钢花管，钢花管深度同钻孔深度，孔口用棉麻封堵，防止注浆时浆液外溢。注浆时先进行双液浆的注入，先快后慢，记录注浆量、观测注浆压力。当注浆压力达到设计值90％后，换化学浆进行补偿注浆，化学浆液的渗透能力较双液浆较强，可有效地补偿填充细砂层内双液浆无法填充的孔隙。注浆过程中严格控制注浆压力值不得超过设计值，防止注浆压力过大造成盾构管片受压过大出现裂缝、破损掉块等不良现象。

3)内圈卵石层注浆加固

卵石层由于孔隙大、有地下潜水作用，浆液有随地下水水流路径流动过远的情况，在外环注浆过程中，单孔注浆量以设计值的1.2倍考虑。双液浆注浆前，应打设试验孔，当出现单孔注浆量远超设计量的1.2倍情况，应适当调整双液浆配合比，缩短初凝时间，确保浆液渗透在有效加固区。卵石层注浆，采用钻杆后退式注浆方式，先用化学浆封堵钻杆与孔壁间隙，后退间距为1m，每次后退钻杆前确保前一间距的注浆量达到相应的设计量或者注浆压力达到设计要求后，进行下一间隔的注浆，循环操作直至钻杆退出地层。

4)中心线加强孔注浆采用双液浆，应在其他注浆孔全部注浆完成后进行。由于浆液在地层中的扩散呈大致的圆柱状，但是随着孔隙水的渗流路径，浆液会扩散至联络通道中心线部位，故中心线处加强孔的注浆量较小而注浆压力较大，注浆应以不超过设计压力的前提下进行。当联络通道中心线处注浆孔单孔注浆量仅为设计注浆量的 0.1～0.2倍时，证明联络通道开挖轮廓外3m内的地层浆液已趋于饱和；

步骤S5中的注浆加固效果的检测采用探孔搭设以及钻芯取样的方式联合进行，且检测包括渗透系数以及无侧限抗压强度两方面；

首先进行止水效果检测，深孔注浆完成后，在加固地层打设探孔观测加固效果。在联络通道开孔区域打水平探孔，探孔呈环向布置，上部距开挖轮廓线1m水平设置两孔间隔1.5m，左右距开挖轮廓线1m 竖向设置两孔间隔1.5m，联络通道中心线上下间隔1.5m布置两个探孔，共8个探孔，孔深4m。在每个探孔口设置接水装置，记录单位时间内的渗水量，按照达西定律计算各个部位的近似渗透系数(≤ 1.0X10(-7)cm/s)；

再进行芯样无侧限抗压强度检测，由于联络通道下部卵石层芯样制备极为困难，故仅在联络通道开挖轮廓线拱顶、两侧起拱点细砂层部位取三处芯样，通过实验检测无侧限抗压强度值，符合设计要求(不小于1Mpa)即可进行卡挖。卵石地层较细砂地层自稳能力强，可通过渗透系数分析、判断该地层开挖的稳定性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.富水砂卵石地层盾构联络通道无降水注浆加固施工方法，其特征在于：该施工方法包括有以下步骤：

步骤S1：测量放样，根据设计在通道两侧盾构隧道内精确测量联络通道中心线位置及洞门范围，并做好标记；

步骤S2：进行洞内型钢支撑及安全门的安装以及操作平台搭设，并在施工完成之后进行两者的性能检测；

步骤S3：进行孔位分布的预设计，随后进行孔位布设；

步骤S4：进行浆液的配置，并进行钻孔、注浆的循环施工操作，直至注浆结束；

步骤S5：进行注浆加固效果的检测；

所述步骤S3中孔位分布的预设计过程形成单侧注浆孔布置图，且孔位的布设按照单侧注浆孔布置图来进行，注浆孔成环状螺旋式设置，共设置三环，联络通道中线竖向增加布置一列加强孔，单孔间距水平、竖向距离均为300mm，左右、上下错开，考虑盾构管片曲面状影响，孔位偏差控制在50mm以内；

所述步骤S4中的钻孔以及注浆按照孔位布置来进行，先施作最外圈孔，随之施作内圈孔，最后施作中心线加强孔，且注浆施工之前需进行注浆试验，校验并调整注浆参数，且注浆采用注浆压力和注浆量双控；

所述步骤S5中的注浆加固效果的检测采用探孔搭设以及钻芯取样的方式联合进行，且检测包括渗透系数以及无侧限抗压强度两方面，首先进行止水效果检测，深孔注浆完成后，在加固地层打设探孔观测加固效果，在联络通道开孔区域打水平探孔，探孔呈环向布置，上部距开挖轮廓线1m水平设置两孔间隔1.5m，左右距开挖轮廓线1m竖向设置两孔间隔1.5m，联络通道中心线上下间隔1.5m布置两个探孔，共8个探孔，孔深4m，在每个探孔口设置接水装置，记录单位时间内的渗水量，按照达西定律计算各个部位的近似渗透系数。

2.根据权利要求1所述的富水砂卵石地层盾构联络通道无降水注浆加固施工方法，其特征在于：所述步骤S2中的洞内型钢支撑及安全门施工分为两步进行，首先于洞内共设6榀预应力钢支撑，随后再进行安全门的安装，并于3天内及时进行检测和验收。

3.根据权利要求1所述的富水砂卵石地层盾构联络通道无降水注浆加固施工方法，其特征在于：所述步骤S2中的操作平台搭设工作于洞内预应力钢支撑施工完毕之后进行。

4.根据权利要求1所述的富水砂卵石地层盾构联络通道无降水注浆加固施工方法，其特征在于：所述步骤S4中配置的浆液包括用于砂层的双浆液、用于卵石层的双浆液以及水玻璃磷酸化学浆三种。

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