目錄一、工程概況及水文地質 2
1、工程概述 2
2、工程地質及水文地質 2
二、注漿方案的確定 3
1、設計情況 3
2、15m水平袖閥管注漿 4
3、全斷面3m徑向系統注漿和全斷面水平40m超前深孔注漿 5
三、注漿施工技術 5
1、全斷面3m徑向系統注漿 5
2、全斷面水平40m超前深孔注漿 8
3、注漿效果 12
四、總結 15
1、全斷面3m徑向注漿注漿 15
2、全斷面水平40m超前深孔注漿 16
廣州東站~燕塘站區間為礦山法隧道區間,線路出廣州東站折返線後向北延伸,下穿瘦狗嶺軍事禁區、省農墾物資總公司宿舍、在建銀燕地產公司辦公樓、粵墾路、禺東西路立交系統1.5標立交及燕嶺路人行天橋,最後到達燕塘站。區間線路最小半徑為500m,埋深24.
78~139.1m。沿線地面條件複雜,經過的建築物主要有地下軍事設施、城市交通主幹道、高架橋、建築物等,車流量大,人員密集,建築稠密,地面高程26.
67~103.07m,高差76.40m。
圖1 廣燕區間平面圖
本區間右線設計里程範圍為:ydk0+036~ydk-0-500.525,全長536.
525m;區間左線設計里程範圍為:zdk0+036~zdk0-500.525,全長543.
014m(長鏈6.489m);區間左右線總長度1079.539延公尺。
(見圖1)
本區間採用礦山法施工,於里程ydk0-386(地形絕對座標x-32747.2905,y-43888.4013)處設定施工豎井及橫通道以實現土石方外運及裝置吊裝。
2.1 工程地質條件
本區間沿線第四系土層覆蓋於基岩之上,下伏基岩為燕山期花崗岩和震旦系變質岩,岩性主要為花崗片麻岩、混合花崗岩,部分地段為混合花崗岩,變質石英砂巖、石英岩等。地質鑽孔揭露巖土層自上而下有: <1>人工填土層、<3-1>層粉細砂、<3-2>層中粗砂、<4-1>層粉質粘土、粘土、<4-2>層淤泥質土、<5h-1>層可塑狀花崗岩殘積土、<5h-2>層硬塑或堅硬狀花崗岩殘積土、<6h>層花崗岩全風化帶、<7h>層花崗岩強風化帶、<8h>層花崗岩中等風化帶、<9h>花崗岩微風化帶。
其中,區間隧道穿越的地層主要為<9h>、<8h>微分化及中分化花崗岩帶,岩石單軸抗壓強度最大值為132mpa,並廣泛分布有花崗岩球狀風化、軟硬夾層、上軟下硬及風化深槽等不良地質,瘦狗嶺地段有不整合帶通過。廣燕區間隧道剖面圖(見圖2)
圖2 廣燕區間隧道剖面圖
2.2 水文地質狀況
本區間地下水水位埋藏變化較大,穩定水位埋深為0.50~15.50m,平均為4.12m,但在瘦狗嶺山體下330公尺長度內,水頭高度最高達到95m。
區間整個隧道開挖斷面具有弱透水性,但在強風化和中風化裂隙或構造發育地段,有一定富水性,具承壓水特性,地下水型別為:第四系鬆散層孔隙潛水和基岩風化裂隙水。
廣燕區間隧道斷面為單線單洞馬蹄形,支護結構採用複合式襯砌及噴錨支**。防水設計遵循「以防為主,剛柔結合,多道防線,因地制宜,綜合治理」的原則,強調結構自防水為主。強調結構自防水首先應保證混凝土、鋼筋混凝土結構的自防水能力。
為此應採取有效技術措施,保證防水混凝土達到規範規定的密實性、抗滲性、抗裂性、防腐性和耐久性。加強變形縫、施工縫、穿牆管、預埋件、預留孔洞、各型接頭,各種結構斷面介面、樁頭等細部結構的防水措施。
圖3 廣—燕區間左線施工段地質分布
圖4 廣—燕區間右線施工段地質分布
本區間礦山法隧道共設計六種馬蹄形斷面支護型別:a型、b型、c型、d型、e型、f型,均為單孔單線結構斷面。其中a斷面適用於ⅱ級圍岩、b斷面適用於ⅲ級圍岩、c斷面適用於ⅳ級圍岩、d、e、f斷面適用於ⅴ級圍岩;c型、d型、e型、f型斷面開挖前採用超前小導管注漿預加固地層。
初期支護完成後進行壁厚注漿,在開挖後地下水出露較多地段、注漿後仍有滲漏水地段應視具體情況向襯砌背後更深層圍岩進行注漿,注漿時間為初支完成後的第3天。廣燕區間施工段地質分布圖(見圖3、圖4)
廣燕區間處於瘦狗嶺斷裂帶,存在高水頭承壓水及深厚的花崗岩風化層,地質條件十分複雜。地質勘察及招標設計對地質的複雜性難以充分判定,如詳勘報告中經抽水試驗推算廣燕區間隧道施工中每日湧水量為92.7 m,而實際施工中湧水量達到了每日800~1000 m,遠遠超出**水量。
在豎井開挖時,地層失水引起周邊建築物沉降,燕嶺大廈c棟最大沉降量累計達到79mm,使隧道正常開挖受到了影響。豎井開挖揭露地層為<7h>強風化地層,裂隙發育,滲水量大,為保證隧道正常開挖,在隧道開挖之前進行全斷面15m水平袖閥管注漿,逐環推進,搭接長度3~5m,達到減少掌子面的滲水量,岩層穩定時間增長,確保開挖安全。減小洞內失水量,控制周邊建築物沉降。
2023年11月隧道開挖向南開挖進入中風化岩層後,水平袖閥管注漿效果變差,洞內失水量每天仍超過1100 m,周邊建築物大面積沉降,燕嶺大廈c棟最大沉降量累計達到98.1mm、電纜廊道最大沉降量累計達到103.9mm、禺東西橋最大沉降量累計達到93.
4mm。為減少洞內失水量,控制周邊建築物沉降,於2023年12月3日地鐵公司建設總部組織召開的廣燕區間注漿方案討論會確定:
1)對已開挖成洞的隧道增加全斷面3m徑向系統注漿,減少洞內滲漏水點,控制洞內失水量,從而減緩周邊建築物由於失水造成的沉降;
2)對未開挖的部分,主要是燕塘方向的<6h>、<7h>地層,進行全斷面水平40m超前深孔注漿,填充裂隙,確保今後掌子面開挖安全,達到無水作業,為工程推進創造條件。
為減小隧道失水對已完成初支採用初支背後3m範圍內注漿堵水施工,按10公尺為乙個區段分段依次注漿,注漿孔按1.2公尺的間距布設,根據岩層的傾向確定注漿鑽孔的方向,必要時加密布孔。注漿採用孔口阻塞式注漿,漿液孔口混合的方法。
漿液採用雙液漿,注漿壓力控制在0.5~1mpa,間隔跳注。3m徑向注漿孔布置見示意圖(見圖5)
圖5 3m徑向注漿孔布置示意圖
1.1 注漿工藝
(1)鑽孔:
① 布孔及施工順序
洞身孔位布置見鑽孔布置圖,施工過程中,嚴格按圖放孔,確定各環內單號孔為i序孔,雙號孔為ii序孔。選取每環的1個一序孔,作先導孔(按勘探要求施工),按環間10m的間距布置先導孔;每個掌子面各布置1個先導孔。
環向孔終孔孔深為原則上為3m。
② 施工工藝流程
施工工藝:採用金剛石鑽頭、合金鑽頭進鑽,孔口封閉、自上而下分段注漿。
③ 造孔技術要求
水平孔及俯孔造孔採用迴轉地質鑽機金剛石鑽頭鑽進成孔或潛孔鑽機鑽進成孔,孔徑76mm,上仰孔採用氣腿式鑿岩機合金鑽頭成孔。
孔位偏差≤10cm;
鑽孔時應對孔內情況進行詳細記錄,如:地質分層情況、卡鑽、各孔段鑽進水漏失情況等,以備有針對性地進行集中處理;
(2)注漿
① 注漿方法
注漿主要是對基岩裂隙進行處理,而基岩裂隙的張開度和洞身的止漿效果對處理的效果又至關重要。
處理方法為先施工奇數環(排)i序孔,再施工該環(排)ii序孔;後施工偶數環(排)i序孔,最後施工偶數環(排)ii序孔。(掌子面為排)
注漿採用栓塞孔口封閉注漿,各孔各注漿段開注前均應做壓水試驗,檢查滲漏情況及孔口止漿效果,並通過壓水試驗成果對比注漿效果。
各孔均採用純水泥漿液注漿,當漏失嚴重(即遇到空洞、破碎帶)時,再採用水泥粘土水玻璃漿進行注漿,或改用水泥水玻璃雙液漿。
各段注漿前射漿管下至離孔底50cm以內。
如果水泥注漿出現漿液返濃情況,而止水效果不明顯時,在偶數排的ii序孔內改用聚胺酯等化學漿材進行注漿。
② 漿材與漿液
注漿採用po42.5的普矽水泥;水玻璃鋼採用模數2.8~3.5,波美度45。
水泥漿液水灰比為:3:1,2:1,1:1,0.6:1(0.5:1)五個比級,所有孔段均採用3:1注漿。該漿材以正常注漿為主。
水泥粘土水玻璃漿液配比為:水灰比1.5:
1,粘土為水泥重量的10%,水玻璃為水泥重量的8%,適當加些純鹼。如需再降低漿材的初凝時間可再增加5%的粘土和5%~10%的水玻璃。該漿材以衝填大裂隙為主。
水泥水玻璃雙液漿水灰比1:1~0.6:1,水玻璃摻量為水泥重量的5%~30%。該漿材以串漿點出現後為主。
③ 注漿壓力
採用0.5~1mpa。在正常情況下,將注漿壓力盡量公升高到指定數值。
④ 水泥漿液水灰比變換要求
注漿時漿液水灰比採用3:1,然後逐級由稀變濃。變換標準為:當注入量達300l而壓力和吸漿量均無改變時,可以變濃一級;當吸漿量大於30l/min時可以越濃一級。
注漿過程中每隔30min測記一次返漿漿液比重和溫度,判別可否存在漿液回濃情況,否則應及時更換新漿,如效果不明顯延續注30min後停止注漿。
⑤ 注漿結束標準
各序孔當0.5:1漿液每公尺注入量達200l時,可結束注漿待凝8~12h,掃孔後採用注漿水灰比復灌,如吸漿量與注前變化不大則採用加入速凝劑的漿液注漿200l再待凝,重複上述過程直到當吸漿量小於1l/min時,再持續注漿30min後結束注漿。
⑥ 封孔要求
封孔採用0.5:1濃漿按基岩段與覆蓋層分段封孔及人工結合將孔內封堵密實。
⑦ 特殊情況的處理
若遇塌孔卡鑽、沖洗液大量漏失時等現象時,必須停止進鑽,然後進行注漿工作,待複雜孔段注漿完並待凝8~12小時後,方可進行後續工作。
在注漿過程中,若遇漏漿、冒漿、串漿、地表嚴重抬動等現象時,可以採取降壓、限流、間歇注漿、待凝或改用水玻璃水泥漿注漿並待凝等方法進行處理。
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