19 第十九讲 灌浆法工程实例.pptx

第1页：第十九讲灌浆法工程实例

第十九讲灌浆法工程实例超细水泥和普通水泥浆材联合用于加固地铁隧道含水砂层

第2页：工程概况

广州市地铁隧道在YDKl3+969.1~YDKl3+020段和ZDKl3+969.1~ZDKl3+030段穿越饱和含水砂层。

隧道上覆土层厚8~16.2m，土层分布依次为：混凝土路面厚0.15~0.35m；

杂填土厚0.5~3.3m；砂层厚5.3～9.9m。

土层厚度变化较大，中粗、细砂交互出现。

地基土的天然重力密度γ=19~21kN/m3，天然含水量度ω=19％~21％，孔隙率n=35%~40%。

地下水位于地表下2.03~2.84m，砂土的渗透系数是k=2.5×10－2cm/s。地下水与珠江有水力联系。

第3页：该工程中主要选取了两类浆材

在该工程中主要选取了两类浆材：一是普通水泥—水玻璃双液浆；二是超细水泥，水玻璃双蔽浆。水泥为普通525号硅酸盐水泥，超细水泥颗粒直径在20μm以下，水玻璃模数M为2.7，浓度为51°Bé。

第4页：砂层中注浆时

在砂层中注浆时，一般采用下式确定砂层的可注性：N=D15/d85≥10~15

N

可注比

D15

小于某粒径土颗粒累计含量为15%时所对应的粒径，该砂类土D15=0.289mm

d85

注浆材料中小于某粒径颗粒累计含量为85%时所对应的粒径，超细水泥d85=12.9μm。

根据砂层的D15和超细水泥d85计算砂层的可注比为N=22.4。由计算结果可知，采用超细水泥—水玻璃浆材是可行的。

第5页：注浆孔布置

1、注浆孔布置

注浆加固范围为：拱顶加固厚度为开挖轮廓线以上2.5~3.0m；两侧加固厚度为开挖轮廓线以外2.0m。

根据浆液在砂层中的扩散距离，设计注浆孔排距为1.0m，孔间距为1.35m。

为避开地下电缆沟，在靠近拓业大厦一侧的两排注浆孔孔间距为0.9m（见图19-1）。

第6页：图19.1注浆孔布置

图19.1注浆孔布置

第7页：浆液流量

2、浆液流量

浆液流量与注浆材料种类、注浆机械特点、砂层的可注性等因素有关。经现场试验确定浆液流量为q=30~40L/min。7

第8页：凝胶时间

3、凝胶时间

由于是在动水条件下注浆，要求浆液的凝胶时间不宜太长，否则会因地下水的稀释而难以达到预期的加固效果；

为达到理想的扩散效果，浆液的凝胶时间也不宜太短；根据试验确定浆液的凝胶时间为35~55s。8

第9页：注浆终压

4、注浆终压

注浆压力的确定应使注浆液达到设计的扩散距离为前提，不宜选择过高的注浆压力。

由于在注浆加固范围内有三条地下管线，为防止地表隆起过大，造成管线断裂，在注浆施工中采用的注浆压力为p=1.2MPa，施工时地表最大隆起为47.9mm。

第10页：浆液配比根据注浆加固要求

5、浆液配比根据注浆加固要求，经试验确定浆液配比及性能如下：

超细水泥—水玻璃双液浆：水灰比W：C=2：1(重量比)；水泥浆与水玻璃之比C：S=1：1(体积比)；凝胶时间为35s。

普通水泥—水玻璃双液浆：水灰比W：C=1：1(重量比)；水泥浆与水玻璃之比C：S=1：1(体积比)；凝胶时间为55s。6、浆液扩散半径根据室内试验，确定现场浆液扩散半径为R=0.8m。11

第11页：注浆施工：钻孔

1、钻孔

采用工程地质钻机钻孔，φ110钻头，在砂层中套管护壁，水冲法钻进。钻孔深度以钻进泥质砂岩0.6m为止。

第12页：下注浆管

2、下注浆管

注浆管采用塑料单向阀管，其作用：一是保证浆液按规定的要求进行分段注浆；二是保证浆液只能从阀管中喷出，防止地层中的砂及浆液逆流人注浆管中。

塑料单向阀管为每节0.33mm，内径φ56mm硬质塑料管，内壁光滑，接头有螺扣，端头有斜口，在阀管首尾相接时保证接头部位光滑，使注浆芯管在管内上下移动方便无阻。其外壁有加强筋以提高其抗折强度。

塑料单向阀管有A、B两种，A种管上未开注浆孔。在B种管有孔部位外侧紧套着根据测定爆破压力为4.5MPa的橡胶套，覆盖住注浆孔，保证地层中砂土不能进入注浆管及浆液单向运动。

第13页：根据注浆加固设计和地质条件

根据注浆加固设计和地质条件，在注浆部位下B管，其余部位下A管，孔底加盖。

将连接好的注浆管下人注浆孔中，确保注浆管下到孔底，然后在注浆管中加满水，利用重力作用，使浆管不浮起，然后缓慢提起套管。

在套管拔出后要进行封孔作业。在孔底至地面以下lm之间用砂填充，以上部位及孔口用速凝水泥砂浆填充封堵。

第14页：注浆作用

3、注浆作用

采用日本产HPV-50型双液注浆泵进行注浆作业。采用带止塞的芯管上行式分段注浆，注浆段长为0.6m。

为确保注浆质量，防止串浆，经试验研究，在注浆施工中采取钻一孔注一孔的施工方法。

在钻-注平行作业施工时，其钻-注间隔距应在6m以上，以免串浆，施工结果表明注浆效果好。

第15页：检查孔的布置

1、检查孔的布置

根据梅花形布孔原则，每相邻三个孔中心位置是注浆加固的薄弱环节，为全面检查该段注浆效果，在该段范围内共布设了5个检查孔。

一个位于隧道中心线(检5号)；

两个位于隧道开挖断面内(检2号、检4号)；

另两个位于隧道开挖断面外(检1号、检3号)，检查孔的布置见前图19.1。15

第16页：所示

2、检查孔取样情况

由于水泥—水玻璃浆材是脆性浆材，取样难度较大。开始时检查孔取样采用φ127mm套管，干钻取样。因无法取得岩芯，改用双重管水冲洗取样，但取样率极低。最后改用φ89mm单管干钻，采用海绵作垫层，用水冲法取样，效果较好。

以岩芯提取率和岩芯固结效果好坏占岩芯长度的百分率作为评价注浆效果指标。5个检查孔技术数据统计如表19.1所示。

第17页：检查孔技术数据统计表17

表19.1检查孔技术数据统计表17

第18页：注水试验结果

3、注水试验

在5个检查孔中，由于检3号和检5号有塌孔未做注水试验，其余3个检查孔都进行了注水试验。注水试验结果见表19.2。表19.2注水试验结果

第19页：注浆效果

4、注浆效果

通过注浆施工情况和5个检查孔的取芯、注水试验，以及开挖情况，证明本次应用普通水泥-玻璃双液浆和超细水泥-水玻璃双液浆注浆是成功的，其效果良好。

第20页：思考题

思考题