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文檔簡介
1、水泥注漿在隧道坍方處理中的應(yīng)用水泥注漿在隧道坍方處理中的應(yīng)用水泥注漿技術(shù)具有施工方法簡單、方便、快速、有效等特點(diǎn),同時具有凝膠時間可以調(diào)節(jié)、能控制漿液的擴(kuò)散范圍、固結(jié)強(qiáng)度高、結(jié)石率可達(dá)100%等優(yōu)點(diǎn)。因此,在淺埋、軟弱圍巖隧道施工及隧道坍方處理中被廣泛應(yīng)用。一、工程概況打括隧道位于新建黃織鐵路畢節(jié)地區(qū)織金縣境內(nèi),其進(jìn)口里程為D1K44845,中心里程為D1K45847.5,出口里程為D1K46850,全長2005m.進(jìn)口D1K44845
2、~D1K45693段848m屬于淺埋、軟弱圍巖隧道,隧道埋深為5m~30m,為單線電氣化鐵路。二、隧道坍方原因打括隧道進(jìn)口端D1K44925~D1K44968段地表為洼地,隧道覆蓋層薄,孔頂至地表為15m,隧道開挖過程中連降大雨,隧道內(nèi)淌水嚴(yán)重,使該段隧道覆蓋土層已滲透軟化,自穩(wěn)能力差。造成打括隧道D1K44925~D1K44968段發(fā)生冒頂坍方,長度43m.隧道坍方體為黃色的軟、流塑狀粘土、粉粘土,局部夾雜少量粗細(xì)角礫,天然含水量較大
3、。軟、流塑粘土有以下幾個特性:(1)以粘粒和粉粒為主,細(xì)而膩,結(jié)構(gòu)基本為絮團(tuán)狀,孔隙大,壓縮性大,強(qiáng)度底;(2)粘粒周圍結(jié)合水膜及水中化學(xué)成分,產(chǎn)生了顆粒間的膠結(jié)作用,使流塑粘土呈膠體狀,表面有一保護(hù)膜,水中浸泡不易分散;(3)具有觸變性,在邊攪拌邊振動或拍打能變成稀泥狀,但靜置后則重新呈現(xiàn)凝膠狀。三、注漿在隧道坍方處理中的應(yīng)用考慮到坍方體具有強(qiáng)度低,靈敏度高,易產(chǎn)生蠕動現(xiàn)象,開挖后自穩(wěn)能力差,地面沉降難以控制,嚴(yán)重時洞內(nèi)可能再次發(fā)生坍
4、方,擴(kuò)大坍方長度,導(dǎo)致隧道施工困難加劇。為避免坍方加劇,打括隧道D1K44925~968坍方段處理施工中采用地面注漿、隧道內(nèi)工作面注漿、隧道周邊淺孔注漿等三種注漿方式相結(jié)合的施工方法,以保證坍方處理施工安全。(一)地表注漿在地表坍方周邊插入注漿導(dǎo)管,間距1m,梅花形布置,注漿導(dǎo)管采用φ42無縫鋼管制成,長3.5m,管壁每隔20cm交錯鉆眼,眼孔直徑6~8mm,根部留1.5m不鉆眼做為止?jié){段。按預(yù)定的水灰比及注漿壓力開始注漿,注漿過程中,
5、觀察斷面是否有漿液滲出,若隧道內(nèi)坍方處自上往下有漿液滲出,則維持注漿壓力30s后停止注漿;若隧道內(nèi)坍方處沒有漿液滲出,注漿壓力達(dá)到0.8Mpa后停止注漿。注漿固結(jié)地表土體,防止地表水流入隧道內(nèi)加大坍方面積,增加工作面施工難度。(二)隧道內(nèi)工作面注漿隧道內(nèi)采用兩環(huán)大管棚注漿及Ⅰ18工字架加強(qiáng)支護(hù)通過。在D1K44920處施做第一環(huán)大管棚導(dǎo)向墻,第二環(huán)大管棚導(dǎo)向墻設(shè)置于D1K44942處,導(dǎo)向墻厚1.0m,長1.0m.大管棚水平鉆孔開孔φ1
6、02mm,選用φ89熱軋鋼管,壁厚8mm,每環(huán)每根長度為25m.第一環(huán)大管棚外插角為6,第二環(huán)大管棚外插角為2~3,環(huán)向間距40cm,每環(huán)27根。大管棚內(nèi)注入水泥凈漿,凈漿水灰比1:1,注漿壓力:初壓為0.5~1Mpa,終壓為2Mpa,注漿壓力以控制水泥凈漿不冒出地表為原則。注漿結(jié)束后用C10水泥砂漿充填管棚鋼管,增強(qiáng)鋼管的強(qiáng)度和剛度。大管棚注漿時先注無水孔,后注有水孔。在無水地段可從拱腳起順序注漿。注漿速度根據(jù)注漿孔出水量大小而定,一
7、般從快到慢。注漿結(jié)束時將閘閥關(guān)閉,卸下進(jìn)漿管,進(jìn)入下一循環(huán)。(三)隧道周邊淺孔注漿為防止大管棚外插板圍巖掉塊,D1K44925~968段拱部設(shè)置φ42注漿鋼花管(小導(dǎo)管),外插角45,環(huán)向間距40cm,每根長度4m,每1.8m一環(huán),每環(huán)26根。邊墻設(shè)置φ42注漿鋼花管注漿支護(hù),小導(dǎo)管外插角45,每環(huán)每側(cè)10根,每根長度為3.5m,每1.8m一環(huán)。同時,在施做完工字鋼架支護(hù)后,設(shè)置φ42徑向注漿鋼花管,徑向注漿鋼花管垂直于巖面,環(huán)向間距為
8、1m,與工字鋼架焊接牢固。注漿鋼花管注漿前先噴混凝土封閉掌子面以防滲漏,對強(qiáng)行打入的鋼管進(jìn)行沖清管內(nèi)積物,然后再進(jìn)行水泥水玻璃漿液注漿,注漿順序由下而上,漿液用攪拌桶攪拌。在施工前取現(xiàn)況土樣進(jìn)行水玻璃漿液配比試驗(yàn),來指導(dǎo)現(xiàn)場注漿施工,要求水玻璃模數(shù)范圍為:2.8~3.3,濃度要求在40Be‘以上。注漿壓力:初壓為0.1~0.3Mpa,終壓為0.5Mpa.注漿時,要時刻觀察壓力和流量變化,壓力逐漸上升,流量逐漸減少,注漿壓力達(dá)到0.5Mp
9、a后要穩(wěn)定3min即可停止注漿用棉紗塞緊孔口轉(zhuǎn)入下孔注漿。隨著注漿的連續(xù)進(jìn)行,注漿壓力和進(jìn)漿量增加,而土層吃漿量和進(jìn)漿速度逐漸減小,土體內(nèi)孔隙趨向填滿。由于漿液對周圍的土層連續(xù)擾動、壓縮,使土顆粒移動,重新排列,漿液中的水泥顆粒慢慢吸收周邊土的水份,有利于土體的脫水排氣,利于復(fù)合圍巖的形成,并通過張性層理劈裂壓入漿材并凝固成脈,迫使土體向上地層傳遞壓力并以輻射狀局隆起重新分布,經(jīng)過壓縮、脫水,稀泥狀粘土已變成土中,抗壓強(qiáng)度提高,承受隧道
10、周邊部分圍巖壓力,不僅起到臨時防滲加固的作用,而且能作永久圍巖加固。完成大管棚及注漿鋼花管注漿施工后,待注漿達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度時,在管棚及超前小導(dǎo)管支護(hù)環(huán)的保護(hù)下按短臺階法開挖,上臺階超前下臺階6~10m,及時支護(hù),襯砌緊跟。其工序?yàn)椋洪_挖→初噴→掛網(wǎng)→架立工字鋼架→施作外插角45及邊墻注漿鋼花管→復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度→進(jìn)入下一循環(huán)開挖→及時施做二襯。四、結(jié)語實(shí)踐表明,注漿在隧道坍方處理中發(fā)揮了很好的作用,隧道內(nèi)坍方體軟、流塑狀粉粘土在高壓力的漿液
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