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        公路隧道工程淺埋段地表深層注漿施工技術(shù)研究

        2020-12-22 07:32:22孟學(xué)文
        商品與質(zhì)量 2020年51期
        關(guān)鍵詞:序孔漿液圍巖

        孟學(xué)文

        山西路眾道橋有限公司 山西太原 030032

        1 項(xiàng)目背景

        此公路隧道工程項(xiàng)目的全線長(zhǎng)度是3.588km,起訖樁號(hào)是K158+300--K160+500。通過(guò)調(diào)查公路隧道工程實(shí)際情況發(fā)現(xiàn),現(xiàn)場(chǎng)地表植被比較少,覆蓋層較厚,且地形起伏比較大,具體高程范圍處于905m 至1168m 間,埋深極值大約為138m,最小值是3m。此公路隧道與臨近既有隧道的間隔距離大約為37m,隧道出口位置150m 范圍之內(nèi)的線間距由起初的26m 縮短至13m。隧道洞口位置埋深大約為3m,此隧道與臨近隧道出口之間的距離比較近,同時(shí)既有隧道出口位置建立了通風(fēng)橫洞[1]。此公路隧道工程施工現(xiàn)場(chǎng)裸露地層基本為黏質(zhì)黃土和砂巖夾頁(yè)巖,且包含了大量黏質(zhì)或是砂質(zhì)黃土,層厚大約是10m。隧道圍巖級(jí)別分別是V 級(jí)、IV 級(jí)、III 級(jí),隧道進(jìn)口位置覆蓋層埋深比較淺的區(qū)域是V 級(jí)圍巖,而土質(zhì)屬于紅黏土;隧道其他位置是IV 級(jí)圍巖或者是V 級(jí)圍巖,其中IV 級(jí)圍巖大部分是頁(yè)巖夾砂巖;III 級(jí)圍巖大部分是砂巖、頁(yè)巖。其中V 級(jí)圍巖主要處于K158+860 至K159+200 段,此路段覆土層的厚度比較小,同時(shí)隧道埋深比較淺,局部≤3m。本文結(jié)合公路隧道工程項(xiàng)目實(shí)際情況,重點(diǎn)研究了淺埋段地表深層注漿施工技術(shù)。

        2 注漿參數(shù)及范圍

        2.1 注漿范圍

        此公路隧道工程采用注漿施工技術(shù)的路段起訖樁號(hào)是K159+100--K600+530,路段長(zhǎng)度是136m,需要結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)具體狀況確定注漿加固深度,而孔位需要選擇隧道上方進(jìn)行布設(shè),嚴(yán)格根據(jù)孔底與開(kāi)挖線間隔距離為0.6m 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行孔深控制。

        2.2 漿液類(lèi)型

        此次注漿加固選擇的是漿液是普通硅酸鹽水泥(級(jí)別是PO52.5,為單液漿),水灰比是1:1,水泥漿濃度范圍是1.25:1至0.8:1,同時(shí)漿液擴(kuò)散半徑>50cm。

        2.3 注漿量及壓力

        從本質(zhì)上分析,注漿壓力的影響要素比較多,例如擴(kuò)散半徑、地層結(jié)構(gòu)、漿液黏性以及孔徑等,同時(shí)工程現(xiàn)場(chǎng)地下水情況也會(huì)影響注漿壓力。所以需要結(jié)合公路隧道工程實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)確定注漿壓力,然后在施工階段不斷地進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整。

        注漿量(單孔)應(yīng)采用下述公式進(jìn)行計(jì)算:

        此公式中:Q 代表的是注漿量/m;R 代表的是擴(kuò)散半徑/m;L 代表的是珠江深度/m;n 代表的是空隙率;α 代表的是漿液充填率,一般范圍處于0.3 至0.9; β 代表的是漿液損失率。

        在注漿施工階段,一序孔的實(shí)際注漿量與理論計(jì)算得出的注漿量基本一致;二序孔實(shí)際注漿量接近為理論計(jì)算得出的數(shù)值80%。淺埋段地表注漿施工主要采用≥二序孔,然后按照跳孔核心原則進(jìn)行順序式注漿施工。一序孔則需要根據(jù) “定壓+ 定量” 相融合的方式嚴(yán)格控制,二序孔則根據(jù) “定壓” 原則進(jìn)行注漿施工。事實(shí)上,一序孔與二序孔由跳孔順序而定,首先開(kāi)始的是間隔跳孔(即一序孔),而序孔間布設(shè)的是多序孔(即二序孔)。公路隧道淺埋段地表深層注漿施工時(shí)一般要把注漿壓力控制為1MPa 至2MPa 之間。

        3 地表深層注漿施工技術(shù)

        3.1 確定注漿施工范圍

        根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定基本要求以及圖紙優(yōu)化具體狀況,在公路隧道淺埋段地表深層施工現(xiàn)場(chǎng)以樁的方式標(biāo)記注漿加固施工范圍。

        3.2 清表

        選擇挖掘機(jī)和裝載機(jī)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)范圍之內(nèi)的浮土、碎石等雜物清理干凈,并運(yùn)輸?shù)揭?guī)定區(qū)域,禁止在工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行堆放,以保證注漿施工質(zhì)量。

        3.3 布設(shè)孔位

        當(dāng)確定注漿施工具體范圍之后,按照1m×1m 的間隔距離布設(shè)注漿孔,采用的形狀類(lèi)型是梅花形。在孔位布設(shè)施工結(jié)束之后,由項(xiàng)目監(jiān)理工程師負(fù)責(zé)檢查,保證無(wú)誤之后才可以開(kāi)始下一道施工工序。

        3.4 鉆孔施工

        測(cè)量技術(shù)人員按照設(shè)計(jì)參數(shù)以油漆的方式標(biāo)記詳細(xì)的鉆孔位置,并標(biāo)記鉆孔相應(yīng)編號(hào)。不同位置的鉆孔其深度也各有不同,所以必須結(jié)合具體狀況而定??讖叫枰刂圃?2mm 左右,而在進(jìn)行鉆孔施工時(shí)要保證交替進(jìn)行。鋼管與鉆孔位置的接觸區(qū)域選擇麻絲或錨固劑實(shí)施封閉處理,將管端的外露長(zhǎng)度控制在0.2m 至0.3m之間,提前用絲扣將注漿器相連,然后就可以進(jìn)行注漿施工。

        3.5 注漿施工

        正式注漿施工之前,需要進(jìn)行壓水試驗(yàn),認(rèn)真、嚴(yán)格檢查管路連接的密封性與牢固性,管路耐壓性是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求,是否出現(xiàn)了漏水等問(wèn)題;同時(shí)檢驗(yàn)注漿各項(xiàng)參數(shù),檢測(cè)巖層吸水量,確定具體的漿液指標(biāo),例如初始濃度和凝膠時(shí)間等;提前對(duì)壓實(shí)損失進(jìn)行測(cè)定,然后確定最優(yōu)注漿壓力,利用注漿把巖層裂隙內(nèi)填充物清理干凈,或者是排出施工范圍以外。

        3.6 過(guò)程控制

        在進(jìn)行施工時(shí)注漿量基本是通過(guò)泵機(jī)排量實(shí)現(xiàn)控制。為了能夠防止注漿泵快速地升壓,保證注漿施工效果符合工程規(guī)定要求,則需要將注漿速度控制在50L/min 內(nèi),同時(shí)采用雙孔注漿施工方式。單注漿孔的注漿量需要稍微>理論數(shù)值,同時(shí)終壓數(shù)值要符合設(shè)計(jì)規(guī)定基本要求,選擇雙重指標(biāo)實(shí)現(xiàn)注漿量的合理化控制。

        3.7 結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

        單孔注漿施工的結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)注漿壓力持續(xù)地升高,且達(dá)到了設(shè)計(jì)規(guī)定要求的終壓數(shù)值,則需要保持10min 以上;在注漿施工結(jié)束之時(shí),各注漿孔的進(jìn)漿范圍是20L/min 之內(nèi)。

        全段注漿施工結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。各注漿孔均符合單孔注漿施工的結(jié)束標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)無(wú)漏注等問(wèn)題;開(kāi)展壓水試驗(yàn),壓力數(shù)值處于1MPa,注漿孔的進(jìn)水量為2L/min 之內(nèi)。

        4 檢測(cè)結(jié)果

        當(dāng)注漿施工結(jié)束之后,選擇套管方式完成取芯,然后檢測(cè)結(jié)實(shí)體的強(qiáng)度,并進(jìn)行壓水試驗(yàn)。由于受到條件的限制,注漿施工之后通過(guò)單管單洞形式進(jìn)行抽芯檢查。結(jié)合檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果可知,取芯率大>70%,芯樣的強(qiáng)度≥20MPa,而吸水率<0.5L/min。由此表明,采用注漿施工技術(shù)能夠保證圍巖結(jié)構(gòu)的完整性,提升地層密實(shí)性與承載力。

        5 結(jié)語(yǔ)

        此公路隧道淺埋段地表深層注漿施工技術(shù)的應(yīng)用,有效填充了隧道邊墻裂隙,提高了隧道圍巖結(jié)構(gòu)的整體性,解決了開(kāi)挖施工中可能會(huì)發(fā)生的冒頂與坍塌等安全性事故,切實(shí)保證了公路隧道工程施工質(zhì)量與安全。

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