摘要:文章介绍了北京市供电局大屯电力沟工程在遇到淤泥、细砂软弱地质条件处隧道内塌方及隧道穿越道路等特殊情况,通过采用了二重管无收缩浆液注浆进行止水和加固的地基处理,解决了技术难题,取得了极好的社会效益和经济效益。
关键词:隧道;塌方;过路;二重管;无收缩;注浆;加固一、工程概况:大屯电力沟工程,采用浅埋暗挖施工工艺,初期锚喷支护和二衬混凝土结构。隧道埋深约10m左右,为配合施工采用井点降水。开挖断面为2.8m×2.85m,竣工后电力沟规格为2m×2.05m。安立路东侧竖井向西施工至8m处,作业面顶部严重塌方,造成三品拱架沉降10~15cm,同时西侧竖井向东施工至4.5m处亦出现塌方,情况紧急、停工待治。我公司遂采用二重管无收缩双液注浆工法对塌方地段进行注浆处理。注浆施工于6月25日—7月10日历时16天,完成电力沟注浆37.7延米;共钻注浆孔110孔;钻进延米约为994m;总注浆量数为233.23m3,改良土体600m³。加固处理后,浆液与土体形成复合地基的土体密实,具有较高的抗压强度和支承保护能力,止水效果较好,确保了暗挖施工的安全及进度(经处理后平均每天进度3~3.75 m)。
二、施工方案:
(一)施工方法
注浆施工时,一般地段采用地面垂直注浆施工;过路段采用扩散式倾斜注浆(见图一)。采用倾斜注浆在不阻断正常交通的前提下,实施地基加固处理(见照片1)。对管线密集处采用增加扩散性等工艺方法使其免受破坏。
(二)注浆加固:
1、注浆材料:
(1)、其特性对地下水而言,不易溶解;
照片1
(2)、对不同地层,凝结时间可调节;
(3)、对含砂层能控制浸透距离;
(4)、高强度、止水;
(5)、注浆材料配比:
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A 液
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B 液
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C 液
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硅酸钠 100L
水 100L
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Gs剂 8.5%
P剂 4.5%
H剂 6.7%
C剂 7.1%
水
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水泥 47%
H剂 5.6%
C剂 4.2%
水
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200L
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200L
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200L
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注:溶液由A、B液组成;悬浊液由A、C液组成
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注浆时,将根据现场实际情况适当加入特种材料以增加可灌性和改良土体强度。
2、注浆范围的设计:
土体注浆加固范围如下(图二):
(1)、拱顶厚度在1.5m,过路段为2-5m。
(2)、拱两侧加固厚度在1.5m,过路段为2m。
3、注浆孔的配置:
注浆孔呈梅花状布置,孔距1.4m,排距1.1m(详见图三)
注:为确保通讯及雨水管线的安全运行,该处孔距为1.6m。
4、注浆压力为0.3~1.2Mpa。
5、凝结时间为30s左右。
6、浆加固施工:
地面注浆施工工序:
(1)、钻注浆孔。
(2)、注入浆液。
(3)、每一注浆孔完成后,拔出注浆管,封堵注浆孔。
(4)、进行下一注浆孔施工。
三、保证工程质量的措施:
1、钻孔施工:开钻前,严格按照施工布置图,布好孔位。钻机定位准确,开钻前的钻头点位与布孔点之距相差不得大于2cm。钻杆角度不得大于1°。钻孔时,密切观察钻进进度,溢水出水情况,出现大量溢水出水状态,做到立即停钻,分析原因再进行施工。
2、配料:采用准确的计量工具,严格按照了设计配方配料施工。
3、注浆:注浆按程序施工,每段进浆量准确,注浆压力一定严格控制,专人操作。当压力突然上升或从孔壁、地面溢浆时,立即停止注浆,每段注浆量严格按设计进行,跑浆时,采取了措施确保注浆量满足设计要求。
4、注浆完成后,采用措施保证了注浆孔不溢浆跑浆。
5、每道工序均按排了专人,负责每道工序的操作记录。
6、整个注浆施工过程密切注意和防止地面出水溢浆、隆起等情况,
特别是加强了对施工地段的沉降监测。(其结果见沉降观测表)。
四、注浆效果:
注浆施工前,暗挖施工地下土层,流沙、窜水、塌陷及拱架沉降严重,致使暗挖施工被迫停工,严重影响工程进度和施工安全通过注浆施工处理后,隧道开挖得以顺利进行。从开挖的现场情况看,原塌方处土层性状明显改观(见照片2),结石体分布较均匀(见现场照片3)
注浆前 注浆后
其土层空隙处结石体分布较集中(填充密实,见现场照片4),使隧道周围土体抗压及粘结强度大大增强,达到了预期的加固、止水目的,使隧道掘进时拱顶足以承受上部的重复荷载;特别是过路段足以承受高频率、高强度的动载(大型集装箱等机动车辆扰动);在掘进施工中无需设置锚杆(见现场照片5)便能顺利掘进施工。
有时因结石体强度较强需采用风镐开挖(见现场照片6),使暗挖施工进度明显加快(日平均每天3m~3.75m),工程开挖于7月19日圆满完成,注浆加固施工受到甲方及承建单位监理的一致好评。
五、结束语:
本工程注浆施工之前,流沙、窜水、塌方严重,再加上采用降水法配合施工,也造成水土流失加剧,因此在注浆施工中也特别注意了各地段的特殊性,通过工艺措施确保了工程质量(原塌方及降水井附近注浆量明显增加,详情见施工记录),另一方面,注入率也明显增加,本工程实际注入率33.89%,大于原设计的原状土注入率15%左右值。
电力管沟注浆加固是一项隐蔽工程,其地质条件的复杂性决定了其施工的难度,因此必须有科学的施工工艺,材料配方和先进的施工机械作后盾,同时亦必须强调施工经验的重要性。为了该工程成功实践和经济合理,施工人员付出了一定的心血,取得了明显的成效(贯通件照片7、照片8)。
本工程的成功实践,得到了北京市供电局、设计、监理有关专家及项目部技术人员的指导和监督。
附:
施工机械设备:
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