富水黄土地层浅埋暗挖隧道WSS全断面注浆施工技术--中国期刊网

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富水黄土地层浅埋暗挖隧道WSS全断面注浆施工技术

发表时间：2020/1/7 来源：《科技新时代》2019年11期作者：闫创

[导读] 文章以西安市地铁六号线钟楼站～大差市站区间暗挖隧道WSS全断面注浆止水施工为例，介绍WSS全断面注浆施工技术及施工中应注意的问题，为类似工程提供参考。

闫创
        中铁二十局集团第五工程有限公司云南昆明650200

        【摘要】文章以西安市地铁六号线钟楼站～大差市站区间暗挖隧道WSS全断面注浆止水施工为例，介绍WSS全断面注浆施工技术及施工中应注意的问题，为类似工程提供参考。
        【关键词】注浆特点 ;止水原理 ;计算原则;止水效果;保证措施

        一、工程概况
        西安地铁六号线二期工程钟楼站～大差市站区间位于西安市碑林区东大街，线路出钟楼站后沿东大街由西向东敷设，区间下穿端履门地下过街通道外无下穿其余建构筑物，线路沿东大街至尚德路十字到达大差市站。
        钟楼站～大差市站区间靠近车站150m采用WSS全断面注浆止水加固，注浆加固范围为左线台阶法暗挖隧道起讫里程ZDK34+665.681～ZDK34+815.681、 ZDK35+373.722～ZDK35+523.722，右线CRD法暗挖隧道起讫里程ZDK35+373.722～ZDK35+523.722。
        ZDK34+665.681～ZDK34+815.681， ZDK35+373.722～ZDK35+523.722段断面为A型断面，尺寸为6.28*6.52m，采用台阶法施工。
        ZDK35+373.722～ZDK35+523.722段断面为C型断面，尺寸为11.9m*9.698m，采用CRD法施工。
        二、工程地质
        （一）地形、地貌
        钟楼站～大差市站区间地貌单元属二、三级冲湖积台地，场地整体位于东大街东西方向的现状道路，道路南北两侧均为建筑物，地下管线较多，地形基本东高西低，勘探点地面高程404.90～406.18m。
        （二）地层岩性
        地质勘察单位在拟建场地55m深度范围内进行勘探，勘测结果显示主要地层为第四系堆积物。地基土按层序自上而下分别为杂填土、素填土、新黄土、古土壤、粉质粘土、中砂。
        （三）水文地质
        本区间于2016年5月12至5月19日进行地下勘察，得出地下水位埋藏较浅，通过现场实际量测，水位埋深约为14.5～17.7m，水位高程387.28～390.48m，主要为为第四系弱透水的黏性土（新黄土、古土壤、粉质粘土）夹强透水的中砂透镜体，中砂透镜体主要分布于30m以下的粉质黏土中；根据本次勘察及区域地质资料，潜水含水层厚度大于50m。
        三、施工重难点
        开挖段地质主要为古土壤和粉质黏土。该段隧道含水量大，地质复杂，地下水位高，地面交通繁忙，开挖过程中地面沉降控制要求高，安全风险大。
        四、施工参数
        钟大区间暗挖段地下水位高、地质稳定性差，开挖过程中风险大，故设计在开挖前对土体进行止水加固，确保施工安全。
        注浆孔在开挖断面呈梅花型布置，环向孔距为600mm。钟楼站～大差市站盾构区间(暗挖段)两端出车站端头约150m,开挖轮廓线外扩3m范围内采用止水加固， 15m一个循环，预留2m止水墙，采用洞内辐射程控注浆工艺。浆液采用AC浆液和AB浆液。利用AB液的强度较低、止水效果好等特点对土体进行堵水。用AC液的强度较高、加固效果好等特性,对开挖段土体加固。在AB液与AC液的共同作用下，达到止水加固的目的。
        设计孔径为42mm，扩散半径1m。钻杆回抽速度为10～20cm/min，注浆速度10L/min，每段注浆深度15m。钻孔注浆先外后内，先上后下。
        通过前期在钟楼站～大差市站区间1#竖井小里程段进行止水加固试验，得出合理的施工参数。确定初力为0.5～1mpa，终压为1.7mpa。 AB浆液中水玻璃与磷酸的体积比为50：1，AC浆液中水玻璃与水泥浆的体积比为1：1，水泥浆液中水与水泥重量比为1：1。
        五、施工工艺简述
        （一）工艺原理
        WSS注浆对地层的组成不产生影响, 可强迫挤出土层颗粒间的积水, 使浆液充满土颗粒间孔隙从而使土体固结, 达到改良土层性能的效果。
        （二）工艺特点
        WSS注浆加固施工, 浆液固化、凝固时间短, 渗透性良好, 施工操作方便。配制的浆液强度高、利用率高，且不会对周边环境产生污染。
        （三）工艺流程
        施工准备→封闭掌子面→布孔→浆液调配→成孔→止水加固→破除掌子面→正线开挖。
        六、WSS全断面注浆施工
        施工工艺流程如图6-1所示。

        图6-1 施工工艺流程图
        （1）布孔：根据测量人员放样的加固范围进行布孔，孔间距为600mm，梅花型布置。横断面孔位布置图见图6-2，纵断面孔位布置图见图6-3。

              图6-3 纵断面孔位布置图
        （2）钻机就位：钻机对准孔位，并调整好钻杆角度。
        （3）配制浆液：采用经准确校核的计量工具，按照浆液配合比进行配料。将配置好的水泥浆液、AB浆液、AC溶液分别放在不同铁桶中,做好标记。
        （4）钻进成孔：用直径42mm的钻杆，借助TXU-150D 钻机进行顶进钻孔。钻进速度控制在10～20cm/min，过程中统计好钻杆根数，确保得到设计深度。每钻进一节钻杆后，应及时检查孔位偏差，偏差大于要求值时及时进行纠偏。钻杆到设计深度后，停止钻进。成孔过程中，如果水流较大，先行注入AB浆液进行止水。
        （5）钻杆提升：按试验确定的提升速度匀速提升钻杆，每分钟提升幅度不大于20cm。
        （6）注浆加固：成孔后，采用SYB-60型注浆泵对孔内压浆。先注AB浆液，进行止水堵漏。当钻孔无水流冒出时，则停止注AB液。止水堵漏完毕后改注AC浆液，对土体进行加固。当注浆压力达到1.7mpa后，并伴随有浆液溢出时，则注浆结束。钻杆移至下一个注浆孔位钻注注浆。钻孔注浆采用“隔一钻一”法施工。
        隧道内注浆孔纵向布置图见图6-4。

        图6-4 纵断面注浆孔布置图
        七、施工注意事项
        (1)施工前做好注浆段管线调查工作，钻杆要避开现状管线，确保管线安全。
        (2)钻孔应严格按照施工图设计进行布孔并复查。
        (3)钻机应根据测量班放样的点位进行准确定位，孔位偏差≤20mm，钻孔偏差≤1°。
        (4)施工全过程中安排专人现场巡视，如发生地面冒江、地面隆起等异常现象时，及时通知工班立即停止施工，报相关各方，采取解决措施。
        (5)施工中做好对地表及周边建（购）筑物监控量测工作，超过沉降控制值﹢10～-30mm，立即停止注浆。
        (6)每次注浆完毕后，将管道逐节拆除，用高压清水冲洗注浆管，保证注浆管内无浆液存留，防止浆液对管道堵塞。
        (7)采用正规厂家生产，有合格证书，并经经检验合格的原材料，按试验确定的配合比进行制浆。
        (8)注浆压力保持在0.5～1mpa之间，过程中出现注浆压力骤升、孔壁冒浆、掌子面溢浆等现象时,应立即停止注浆，分析原因并采取应对措施，异常排除后继续注浆。待注浆压力达到终压值后,则停止注浆。
        (9)施工过程中对地质情况核对，若发现地质与试验段不符时，应立即通知参建各方到现场核对处理，必要时调整注浆参数及浆液配合比。

        八、结束语
        WSS全断面注浆止水技术是一种比较先进的注浆技术，不但可以有效的加固土体，而且有很好的止水效果,具有施工快捷、施工噪音低、开挖过程沉降量小等优点，非常适合闹市区施工。
        【参考文献】
        【1】高泳波.WSS注浆技术在厦门地铁矿山法隧道中的应用[J].福建建设科技.2017年03期.
        【2】李延华.下穿铁路暗挖隧道WSS无收缩全断面超前加固技术[J].建筑机械.2017年04期.
        【3】岳涛涛.WSS注浆加固技术在隧道穿越群桩中的数值模拟分析及应用[J].铁道建筑技术.2016年06期.
        【4】杜贻蛟.WSS注浆技术在城市地铁盾构施工中加固土体的应用[J].工程建设与设计.2016年13期.