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        富水地層中系統(tǒng)注漿防治隧道滲漏水技術(shù)

        2018-07-09 08:10:03常東明華成龍
        裝飾裝修天地 2018年12期
        關(guān)鍵詞:滲漏水方案優(yōu)化施工質(zhì)量

        常東明 華成龍

        摘 要:青島地鐵項(xiàng)目施工的井嘉區(qū)間正線(xiàn)區(qū)段初支滲漏水情況嚴(yán)重,滲漏水基本來(lái)源于基巖裂隙水,對(duì)二襯施工條件和二襯施工質(zhì)量造成嚴(yán)重影響,為了徹底解決初支滲漏水問(wèn)題,采取全斷面系統(tǒng)注漿施工技術(shù)進(jìn)行堵水作業(yè)。施工中根據(jù)隧道開(kāi)挖方向地質(zhì)層特性,不斷修正全斷面系統(tǒng)注漿參數(shù),最終達(dá)到了分區(qū)分段注漿止水的效果。

        關(guān)鍵詞:滲漏水;施工質(zhì)量;系統(tǒng)注漿;方案優(yōu)化

        1 工程概況

        1.1 工程位置及周邊環(huán)境

        青島地鐵R3線(xiàn)井嘉區(qū)間3#豎井位于漓江西路南側(cè)唐島灣濱海公園停車(chē)場(chǎng)內(nèi),豎井南側(cè)距離海邊約78m,北側(cè)約80m為石油大學(xué),東側(cè)及西側(cè)為唐島灣公園停車(chē)場(chǎng)及綠地,3#豎井正線(xiàn)區(qū)間隧道與唐島灣海岸線(xiàn)的最小平面距離約17.17m。

        1.2 地質(zhì)條件

        區(qū)間正線(xiàn)隧道上覆為第四系人工填土、粉細(xì)砂、粉質(zhì)黏土、中、粗砂及含黏性土礫砂,厚6.6m~18.6m,下伏燕山晚期花崗斑巖、閃長(zhǎng)巖及白堊系角礫凝灰?guī)r。本區(qū)間揭露的中風(fēng)化帶呈碎裂狀~塊狀,多個(gè)結(jié)構(gòu)面見(jiàn)構(gòu)造蝕變現(xiàn)象。隧道洞身主要位于基巖中~微風(fēng)化帶,圍巖等級(jí)Ⅲ~Ⅴ級(jí)。地下水類(lèi)型主要為基巖裂隙水,強(qiáng)~微風(fēng)化巖在天然狀態(tài)下含水量不大,抽水試驗(yàn)反映其滲透性相對(duì)較差,但實(shí)際工程實(shí)例表明,此類(lèi)地層的基巖裂隙水在基坑開(kāi)挖后一旦形成通道,地下水通道會(huì)很快疏通,水量明顯增大,洞室開(kāi)挖過(guò)程中,常形成點(diǎn)狀或線(xiàn)狀涌水,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水量測(cè)定日均排水達(dá)5000m3。

        1.3 水文條件

        對(duì)滲漏水進(jìn)行氯離子含量檢測(cè),結(jié)果表明滲漏水的氯離子含量為11406~13825ppm,較接近海水的氯離子含量(19000ppm),說(shuō)明隧道的地下水與唐島灣海水之間存在較強(qiáng)的水力聯(lián)系,基巖裂隙水可能通過(guò)破碎帶與海水聯(lián)通。3#豎井施工正線(xiàn)隧道埋深為30m左右,破碎帶的側(cè)土壓力和水壓力總計(jì)可超過(guò)350kPa,厚度較小的巖壁將在土水壓力作用下發(fā)生破壞;另一方面,破碎帶內(nèi)的海水沿節(jié)理裂隙向隧道內(nèi)匯集,導(dǎo)致隧道出現(xiàn)大面積成片滲漏,水有明顯的咸味。

        隧道水系與唐島灣相連通,地下水滲漏嚴(yán)重,若不進(jìn)行注漿堵水作業(yè),初支將無(wú)法滿(mǎn)足二襯施工條件,且海水將增大對(duì)二襯鋼筋及混凝土的壓力,加快對(duì)二襯混凝土及鋼筋的腐蝕,影響二襯施工質(zhì)量,所以系統(tǒng)注漿止水迫在眉睫。

        2 地下水處理原則及防水基面處理標(biāo)準(zhǔn)

        為防止地下水由于地鐵施工出現(xiàn)流失進(jìn)而影響到周邊環(huán)境,隧道在開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)于產(chǎn)生的地下水處理原則為“堵排結(jié)合、限量排放”,確保在采取少量堵水、抽水措施后使工作面的水不影響正洞的掘進(jìn)。在隧道二襯結(jié)構(gòu)施工前,以堵為主,二襯施工時(shí)允許少量的水排放。青島地鐵井嘉暗挖區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)防水等級(jí)為二級(jí),采用全包防水,要求頂部不允許滴漏,其它不允許漏水,結(jié)構(gòu)表面可有少量濕漬。

        3 系統(tǒng)注漿方案和系統(tǒng)注漿施工

        3.1 系統(tǒng)注漿方案

        3#豎井正線(xiàn)區(qū)段圍巖裂隙較發(fā)育,地下水與海水相聯(lián)通,初支面存在大量滲漏水現(xiàn)象,影響二襯施工進(jìn)展。且3#豎井為R3線(xiàn)A級(jí)節(jié)點(diǎn)工期,二襯施工進(jìn)度將影響整個(gè)R3線(xiàn)竣工工期,為確保二襯施工工期滿(mǎn)足節(jié)點(diǎn)工期要求,針對(duì)原有設(shè)計(jì)區(qū)域徑向注漿方案進(jìn)行優(yōu)化,采用全斷面系統(tǒng)注漿方案進(jìn)行初支堵漏工作。

        系統(tǒng)注漿:在隧道同一斷面布置6個(gè)注漿孔(如圖),縱向間距3.0m,深度為3.5m,安裝φ42注漿小導(dǎo)管,進(jìn)行全斷面多孔同時(shí)注漿作業(yè);根據(jù)設(shè)計(jì)要求,注漿終壓為1.0MPa。

        為了應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工期緊,且防止?jié){液向未注漿的鉆孔串漿,同時(shí)提高打孔效率,將在需要注漿區(qū)域內(nèi)設(shè)置4個(gè)工作斷面,施工順序依次為斷面1、斷面2、斷面3、斷面4。

        隧道系統(tǒng)注漿采用雙液漿和單液漿,雙液漿為A液和B液的等體積混合,A液為水灰比為1:1的水泥漿;B液為等體積水玻璃和水混合的水玻璃液;單液漿為水灰比為1:1的普通硅酸鹽水泥、超細(xì)水泥或硫鋁酸鹽水泥。

        3.2 系統(tǒng)注漿施工

        (1)施工準(zhǔn)備:注漿攪拌桶設(shè)在井上區(qū)域,散裝水泥直接加入一級(jí)攪拌桶內(nèi),攪拌均勻后注入二級(jí)攪拌桶;二級(jí)攪拌桶進(jìn)行二次攪拌,完成后通過(guò)預(yù)先設(shè)置的注漿管路,流至注漿平臺(tái)攪拌桶。

        (2)注漿布孔:間距3.0m打眼,每環(huán)布設(shè)6個(gè)注漿孔,深度為3.5m,并對(duì)注漿孔進(jìn)行編號(hào)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)考慮避讓拱架、尋找裂隙等局部加密,可適當(dāng)調(diào)整孔位。采用手持YT-28風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔,鉆孔直徑為50mm,鉆孔深度為3.5m,成孔后,使用測(cè)量尺對(duì)成孔深度進(jìn)行核驗(yàn),并進(jìn)行鉆孔電視查看內(nèi)部裂隙發(fā)育情況。鉆孔時(shí),嚴(yán)格做好鉆孔記錄:注漿孔名稱(chēng)、鉆孔進(jìn)尺、起始時(shí)間、巖石的裂隙發(fā)育程度、出水位置、出水量。

        (3)送管:鉆孔完成后,使用棉紗包裹注漿管,并在棉紗表面涂抹聚氨酯(主要進(jìn)行注漿管和注漿孔空隙封堵作用)。注漿管采用3.5m直徑為42mm的鋼花管,管口焊有固定接口。

        (4)漿液配制:現(xiàn)場(chǎng)采用的水泥-水玻璃雙液漿進(jìn)行預(yù)封孔,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)注漿實(shí)際情況,出現(xiàn)輕微跑漿情況,在水泥漿內(nèi)參入一定量的鋸末,繼續(xù)注漿,對(duì)集中跑漿點(diǎn)及時(shí)采用聚氨酯封堵,減少漿液浪費(fèi),然后采用硫鋁酸鹽水泥單液漿進(jìn)行堵水注漿(見(jiàn)表1、表2)。

        (5)清水試驗(yàn):用清水對(duì)注漿機(jī)、漿液輸送管路系統(tǒng)、注漿管系統(tǒng)進(jìn)行檢查和做耐壓試驗(yàn)。 并向注漿孔內(nèi)注入清水,進(jìn)行通孔作業(yè),當(dāng)注漿管產(chǎn)生壓力時(shí)即停止清孔作業(yè)。

        (6)注漿:雙液注漿時(shí),將兩根吸漿管分別放入水泥漿桶和水玻璃桶中,檢查各管路連接好后,開(kāi)動(dòng)注漿泵。待雙液漿充盈孔口后,停滯5min~10min,然后進(jìn)行加壓注漿,保持1MPa壓力10min,結(jié)束雙液注漿。

        普通硅酸鹽水泥或硫鋁酸鹽水泥單液注漿時(shí),將吸漿管放入單液水泥儲(chǔ)漿池,檢查各管路連接好后,打開(kāi)注漿泵,然后緩慢的加壓,增加注漿量,注意壓力的變化,發(fā)現(xiàn)跑漿部位時(shí),及時(shí)用聚氨酯進(jìn)行封堵跑漿口,并加入鋸末,然后開(kāi)始注入雙液漿。待雙液漿到達(dá)跑漿部位時(shí),停滯5min~10min,繼續(xù)注漿。單液漿注漿初壓為0.5MPa,終壓為1.0MPa,達(dá)到終壓時(shí),保持5min~10min。

        (7)封管:注漿結(jié)束后,打開(kāi)泄壓閥,無(wú)壓力后卸開(kāi)注漿管,并迅速用木塞將管口堵塞,減少回漿量,并用清洗疏通注漿管。解開(kāi)注漿管時(shí),小心注漿管內(nèi)漿液帶壓噴出,射在人的面部,造成傷人事故。

        (8)重復(fù)注漿:注漿完成后,對(duì)存在較小滲水附近注漿孔進(jìn)行打設(shè)1.5m注漿孔,環(huán)向6個(gè),間距為3m,重復(fù)注漿,直至初支基面無(wú)滲水情況為止。

        4 注漿效果

        注漿后,采用直接觀察法、物理力學(xué)指標(biāo)測(cè)試法、滲水量監(jiān)測(cè)法對(duì)注漿止水效果進(jìn)行了檢驗(yàn),證明注漿效果良好,上覆第四系軟弱土層強(qiáng)度和抗變形能力顯著改善,隧道總滲水量顯著降低。通過(guò)系統(tǒng)注漿技術(shù)對(duì)正線(xiàn)初支滲漏水進(jìn)行治理,基本達(dá)到了初支基面表面無(wú)明顯滲漏水,并有效地保證了二襯施工質(zhì)量。

        5 結(jié)論

        通過(guò)對(duì)系統(tǒng)注漿施工技術(shù)的觀察和分析,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn),得出以下結(jié)論:

        (1)鉆孔過(guò)程中應(yīng)通過(guò)前期設(shè)置一排或二排鉆孔,結(jié)合前期地質(zhì)素描及地質(zhì)預(yù)報(bào)資料判斷裂隙走向,調(diào)整鉆孔角度。

        (2)注漿過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)檢查,對(duì)其他區(qū)域發(fā)生的串漿、漏氣等情況及時(shí)處理封堵,增強(qiáng)堵漏效果。

        (3)注漿過(guò)程中要及時(shí)調(diào)整雙液漿水泥和水玻璃配比,漿液流失達(dá)到最小,注漿效果達(dá)到最佳。

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