联络通道在承压裂隙水下的开挖施工技术
联络通道在承压裂隙水下的开挖施工技术,工程技术,
李术希 约2031字
摘要: 在地铁的联络通道施工过程中,由于地层的复杂性及地质勘察的局限性,在开挖过程中有时会遇到大范围的承压水,造成开挖掌子面的突水事故,危及地表建筑物的安全。因此,对承压水及其地层的处理,是保证联络通道开挖及地表建筑物安全的重要前提。
关键词:联络通道;高压水;开挖施工
在联络通道开挖过程中遭遇高水压地下水时,对水的处理是关健,针对于不同地质,不同地层采取合理的止水技术,对确保整个联络通道的开挖安全,工期以及费用都将产生较为深远的影响;本文就某联络通道在承压裂隙水下的开挖所采用的前进式分段钻进注浆技术堵水及地层加固技术进行合理
分析
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和说明,为以后类似工程提供借鉴参考作用。
1工程概况
某地铁区间3#联络通道兼泵房,
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
长度为35.8m,深埋40.5m,联络通道穿越地层主要由含砾泥质粉砂岩、砾岩等组成的岩石中风化带<8>及微风化带<9>,砂砾岩风化程度强、局部破碎,裂隙发育。富含地下水,含水层在平面上和垂直方向具有不均匀性。在风化裂隙发育,砂砾岩风化程度较强的地段,地下水压力大约3,4bar,地下水丰富且互为沟通。与3#联络通道相接右线区间已探明YDK6+595附近、YDK6+620,YDK6+626范围存在红层溶蚀空洞,两处空洞发育区均是很好的透水通道,富含地下水,补给面较广,在地层中发育无规律性.
2007年12月19日21时30分,3#联络通道开挖至23.5m时掌子面左下方拱脚部位突然涌水,排水量约12000m3。隧道积水深度约达1.70m,至2007年12月21日5时通过在掌子面浇注砼才把涌水掌子面封堵住。地层大量失水造成地面建筑物大量沉降,其中高架桥桥墩沉降达7cm,严重超过其警界值,因此,为确保防止地下水的流失及地面建筑物的安全,必须对地层承压水进行有效封堵,防止在二次开挖过程中因再次突水引发安全事故。
2承压水的堵漏及地层加固
针对于开挖过程中遇到的承压裂隙水,一般采用直接在洞内掌子面注浆的止水技术,考虑到裂隙水压力较大,根据联络通道施工中涌水状况,针对前方出现的涌水,依据该联络通道水文地质条件,决定采用全断面注浆堵水,采用前进式分段钻进注浆工艺。
利用MKD-5S型钻机
钻孔前进式分段钻进注浆进行止水; 从联络通道右线分二序孔进行注浆止水的
方案
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,其中A序孔共13个,长约23.6m-31.7m,分别由已掘进的通道(外插角采用7度)及泵房(水平孔)进行打孔注浆,孔深基本上已达到左线隧道结构边线;B序孔8个,设计长度为7m,采用外插角21度、在A序孔的内侧布设;在泵房A序孔上方再布设一排B序水平注浆孔,且两侧各增设一个注浆孔,在通道内每隔4m均增设一排外插角为21度的B序孔。
注浆材料。有水孔则采用普通水泥-水玻璃双液浆(CS浆)和超细水泥浆;涌水量小时,CS浆:水灰比W:C=1. :1~0.8:1,C:S=1:1,0.8:1, 水玻璃S浆浓度30Be';孔内水量较大时,水灰比W:C=0.8:1~0.6:1,C:S=1:0.3,0.6,水玻璃S浆浓度35,40Be',当双液注浆压力上升到3MPa左右时,开始注入超细水泥(MC),直到达到设计终压7MPa。
注浆工艺。采用前进式分段注浆工艺,钻一段,注一段。分段长度根据钻孔情况确定,若出现大的涌水或泥砂(Q>10m3/h)则按1,2m分段;若涌水涌泥(砂)较小(Q<10m3/h)或轻微卡钻,则钻孔注浆段长度可适当加大至3,5m。如无涌水涌泥(砂)和卡钻的情况发生,则可采用全孔一次性注浆方式进行。以保证注浆质量和减少扫孔作业,增加作业时间和效率。
注浆结束
标准
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。采用定量定压相结合方式进行注浆结束标准控制,当注浆量达到设计注浆量时,而注浆压力不上升则调整浆液配比,缩短凝胶时间,并采取间歇注浆
措施
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,控制注浆量。或注浆压力达到设计终压,且注浆量达到设计注浆量的80%以上,即可结束注浆。
效果检查与补孔注浆。根据现场钻孔所揭示的地质状况,选择可能出现的薄弱环节进行钻
孔检查。检查孔应不坍孔、不涌砂,单孔涌水量应小于0.2L/m?min。若达不到效果则将检查孔作为注浆孔进行注浆,注浆结束后再钻检查孔进行效果检查,直至达到设计要求。必要时可取芯检查。
3开挖方案的优化
当注浆完成后,根据检查孔确认注浆效果,以检查注浆孔无明流水为基本条件。决定是否对前方掌子面进行开挖,在掌子面土方开挖前打超前探孔,以探明开挖掌子面前方及开挖断面围岩地质情况和地下水情况。探孔可通过排孔钻机钻孔进行施做,按上台阶3个,下台阶3个均匀布置,开挖方向右侧探孔以一定角度打入围岩,探孔孔深5m。探孔搭接长度设计为2m,即5m探孔开挖3m后再次施做5m探孔, 根据探孔施作情况判断围岩地质,成孔后观察孔内水量,若水量较大,则需进行注浆封堵。
结束语
通过综合开挖方案的优化,以及前进式分段注浆技术的有效采用,使得3#联络通道取得了较好的止水效果, 有效的抑制了地层的二次突水事故,确保了地表及周边建筑物的安全。
参考文献
[1]孔恒[1] 彭峰[2]分段前进式超前深孔注浆地层预加固技术[M]. 隧道工程.
[2]邹 张民庆 圆梁山隧道高压富水区充填溶洞注浆技术《铁道标准设计》2005.01期.
浙公网安备 33021202002483