第四篇 ◇ 第十三章 地层加固
第十三章 地层加固
第一节 盾构始发与到达端头地层加固
在本工程中盾构施工段存在两个始发及两个到达端头,盾构需进行4台次始发和4台次到达。为了盾构机始发与到达作业过程中端头上部地层、端头结构的稳定,确保在洞门钢筋割除后隧道洞身地层的稳定,防止在盾构机始发和到达时地下水过量流失,避免盾构机组装、吊出时存在不安全,需对地层条件差,洞门掌子面无法自稳的端头地层进行加固。 一. 各端头地层稳定性分析
本标段的盾构区间隧道各端头地层稳定性分析,见表13.1.1。
表13.1.1 盾构区间隧道各端头地层稳定性分析表
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【同和站~永泰站盾构区间(二)、永泰站、永泰站~嘉禾站盾构区间】土建工程 投标文件 二. 加固范围及加固方法选择
根据招标文件地质勘查资料,盾构吊出井端头地层较好,地层表面为人工填土、粉质粘土层、中粗砂层、残积土层,隧道洞身范围内处于混合花岗岩段,不需要对隧道洞身范围内的大面积地层加固,为了盾构吊出的施工安全,地面采用300mm 的钢筋混凝土硬化加固处理。其余端头均为软弱地层,为了确保盾构始发和到达时端头地层的稳定极为重要,因此,嘉禾盾构井始发端头以及永泰站二次始发端头均需要进行地层加固。永泰站到达端头根据地质详勘后再确定加固方法。
各端头地层加固的方法及范围,见表13.1.2。旋喷桩布置示意图,见图13.1.1,始发端头加固范围,见图13.1.2、图13.1.3,永泰站到达端头加固范围,见图13.1.4、图13.1.5。
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第四篇 ◇ 第十三章 地层加固
表13.1.2 端头加固方法及范围统计表
图13.1.2 始发端头地层加固范围平面图
图13.1.1 旋喷桩布置图
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【同和站~永泰站盾构区间(二)、永泰站、永泰站~嘉禾站盾构区间】土建工程 投标文件 570
图13.1.5 到达端头地层加固范围剖面图
图13.1.4 到达端头地层加固范围平面图
图13.1.3 始发端头地层加固范围剖面图
第四篇 ◇ 第十三章 地层加固
三. 加固施工方法及技术措施
1. 旋喷桩的施工工艺
二重管旋喷法是在单管法的基础上又加以压缩空气,并使用双通道的二重灌浆管。在管的底部侧面有一个同轴双重喷嘴,高压浆液从内喷嘴中高速喷出,在射流的外围加以压缩空气喷出,喷嘴边旋转喷射,边提升,在地基中形成较大的负压区,携带同时压入的浆液充填空隙,在土体中形成直径明显增加的柱状固结体,起到加固地基的作用。旋喷注浆施工工艺流程,见图13.1.6。
图13.1.6 旋喷注浆施工工艺流程图
施工前先进行场地平整,挖好排浆沟,做好钻机定位。每根桩的施工顺序为:桩位测放→钻机就位→钻孔→钻进至设计深度→贯入注浆管→试喷射→旋喷提升→至桩顶标高停喷→提钻及冲洗→钻机移位进行下一根桩施工。
⑴施工准备:在桩基施工前,清除设计桩位范围内的杂物、障碍物,平整场地,挖好排浆沟,平整夯实,确保施工钻机保持稳定,做好钻机定位准备工作。
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【同和站~永泰站盾构区间(二)、永泰站、永泰站~嘉禾站盾构区间】土建工程 投标文件 ⑵测量放线:由测量人员依据测量控制桩点,以及根据设计图纸准确定出旋喷桩孔位置,并做好标志。旋喷桩孔的中心允许偏差不大于50mm 。
⑶钻孔:钻机定位平稳,同时调整机架,使钻头对中误差小于20mm ,施工前,钻机要先试运转检查。钻机就位要安放水平,钻杆要必须对准孔位中心且保持垂直,必须用水准尺和垂球检查, 保证其倾斜度不得大于1.0%。为保证钻好的孔在实施旋喷前不坍塌,钻孔时采用重度为1.2~1.3的泥浆护壁。
钻孔过程中详细记录地质分界深度和岩土情况,并与地质图核对,发现异常立即与监理工程师联系,确定处理方案后再按已定方案实施。钻孔完成经检查合格后,用麻袋封堵,以保证注浆时钻孔不至被堵塞。
⑷喷射注浆:在插入旋喷管前先检查高压浆液和空气喷射情况、各部位密封是否封闭,插入后先做高压射水试验,合格后方可喷射浆液。在插管过程中,为防止泥沙堵塞喷嘴,可边射水,边插管,水压力一般不超过1Mpa 。喷射时,先应达到预定的喷射压力、喷射量后再逐渐提升注浆管,由下而上的顺序进行喷射注浆。喷到桩高后迅速拔出注浆管,用清水冲洗管路,防止凝固堵塞。当喷射结束后,随即在喷射孔内进行自然水压力静压填充灌浆,直到浆面不再下沉为止。在施工过程中,如果遇到个别孔漏浆严重、无返浆等情况,一次喷射无法保证帷幕的整体性,应进行复喷,第二次喷射注浆应在第一次注浆初凝后进行。若出现不返浆或返浆较少时,可采取添加速凝剂或增大注浆量,待正常返浆后再继续作业;若返浆过多,采取提高喷射压力、适当加快提升旋转速度。中间发生故障时,停止提升和旋喷,以防桩体中断,同时立即进行检查排除故障。喷射压力、提升速度对成桩直径有较大的影响,如发现有浆液喷射不足,影响桩体的设计直径时,需要进行复核。高压旋喷注浆施工参数,见表13.1.3。
⑸浆液配置:浆液采用42.5普通硅酸盐水泥和自来水配制,水灰比1.0~1.5,比重1.5~1.6,采用立式搅拌罐搅拌。浆液应旋喷注浆前30~60分钟内拌料搅拌,浆液搅拌后放置不得超过4小时。冒出浆液由泥浆泵抽至沉淀池沉淀处理。
2. 效果检查
在端头加固完成后进行加固效果的检查,检查项目包括两项:第一为强度检查,第二为防水检查。
强度检查:待所加固土体等强之后对其钻孔取芯,并通过试验手段确定水泥土的强度是否达到设计强度,如未达标求则进行二次加固。防水检查:从端头洞
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第四篇 ◇ 第十三章 地层加固
门处钻检查孔,钻孔深入加固体一定距离,若孔内有水喷出或者有较大的水流,则对端头进行二次防水加固。
表13.1.3 高压喷射灌浆参数一览表
第二节 联络通道地层加固
一. 联络通道地层稳定性分析
本区间共设有四座联络通道,其中2#联络通道设有废水泵房。联络通道所处的地层主要为人工填土、粉质粘土、中粗砂等自稳性较差的地层。为了使联络通道顺利施工,对联络通道处软弱地层作旋喷加固处理。由于4#联络通道设计在始发井中,与始发井施工同步进行,因此不考虑地层加固。其地层稳定性分析,见表13.2.1。
表13.2.1 联络通道地层稳定性分析表
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二. 加固范围及加固方法选择
各通道地层加固范围和方法,见表13.2.2。通道加固平面图,见图13.2.1;2#通道加固范围剖面图,见图13.2.2;3#络通道加固范围示意图,见图13.2.3。
表13.2.2 通道加固方法及范围统计表
三. 加固施工方法及技术措施
旋喷桩施工方法及技术措施与端头加固方法相同。
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第四篇 ◇ 第十三章 地层加固
图13.2.3 3#联络通道地层加固范围剖面图
图13.2.2 2#联络通道及废水泵房地层加固范围剖面图
图13.2.1 通道地层加固平面图
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第一节 盾构始发与到达端头地层加固
在本工程中盾构施工段存在两个始发及两个到达端头,盾构需进行4台次始发和4台次到达。为了盾构机始发与到达作业过程中端头上部地层、端头结构的稳定,确保在洞门钢筋割除后隧道洞身地层的稳定,防止在盾构机始发和到达时地下水过量流失,避免盾构机组装、吊出时存在不安全,需对地层条件差,洞门掌子面无法自稳的端头地层进行加固。 一. 各端头地层稳定性分析
本标段的盾构区间隧道各端头地层稳定性分析,见表13.1.1。
表13.1.1 盾构区间隧道各端头地层稳定性分析表
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根据招标文件地质勘查资料,盾构吊出井端头地层较好,地层表面为人工填土、粉质粘土层、中粗砂层、残积土层,隧道洞身范围内处于混合花岗岩段,不需要对隧道洞身范围内的大面积地层加固,为了盾构吊出的施工安全,地面采用300mm 的钢筋混凝土硬化加固处理。其余端头均为软弱地层,为了确保盾构始发和到达时端头地层的稳定极为重要,因此,嘉禾盾构井始发端头以及永泰站二次始发端头均需要进行地层加固。永泰站到达端头根据地质详勘后再确定加固方法。
各端头地层加固的方法及范围,见表13.1.2。旋喷桩布置示意图,见图13.1.1,始发端头加固范围,见图13.1.2、图13.1.3,永泰站到达端头加固范围,见图13.1.4、图13.1.5。
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表13.1.2 端头加固方法及范围统计表
图13.1.2 始发端头地层加固范围平面图
图13.1.1 旋喷桩布置图
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图13.1.4 到达端头地层加固范围平面图
图13.1.3 始发端头地层加固范围剖面图
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三. 加固施工方法及技术措施
1. 旋喷桩的施工工艺
二重管旋喷法是在单管法的基础上又加以压缩空气,并使用双通道的二重灌浆管。在管的底部侧面有一个同轴双重喷嘴,高压浆液从内喷嘴中高速喷出,在射流的外围加以压缩空气喷出,喷嘴边旋转喷射,边提升,在地基中形成较大的负压区,携带同时压入的浆液充填空隙,在土体中形成直径明显增加的柱状固结体,起到加固地基的作用。旋喷注浆施工工艺流程,见图13.1.6。
图13.1.6 旋喷注浆施工工艺流程图
施工前先进行场地平整,挖好排浆沟,做好钻机定位。每根桩的施工顺序为:桩位测放→钻机就位→钻孔→钻进至设计深度→贯入注浆管→试喷射→旋喷提升→至桩顶标高停喷→提钻及冲洗→钻机移位进行下一根桩施工。
⑴施工准备:在桩基施工前,清除设计桩位范围内的杂物、障碍物,平整场地,挖好排浆沟,平整夯实,确保施工钻机保持稳定,做好钻机定位准备工作。
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⑶钻孔:钻机定位平稳,同时调整机架,使钻头对中误差小于20mm ,施工前,钻机要先试运转检查。钻机就位要安放水平,钻杆要必须对准孔位中心且保持垂直,必须用水准尺和垂球检查, 保证其倾斜度不得大于1.0%。为保证钻好的孔在实施旋喷前不坍塌,钻孔时采用重度为1.2~1.3的泥浆护壁。
钻孔过程中详细记录地质分界深度和岩土情况,并与地质图核对,发现异常立即与监理工程师联系,确定处理方案后再按已定方案实施。钻孔完成经检查合格后,用麻袋封堵,以保证注浆时钻孔不至被堵塞。
⑷喷射注浆:在插入旋喷管前先检查高压浆液和空气喷射情况、各部位密封是否封闭,插入后先做高压射水试验,合格后方可喷射浆液。在插管过程中,为防止泥沙堵塞喷嘴,可边射水,边插管,水压力一般不超过1Mpa 。喷射时,先应达到预定的喷射压力、喷射量后再逐渐提升注浆管,由下而上的顺序进行喷射注浆。喷到桩高后迅速拔出注浆管,用清水冲洗管路,防止凝固堵塞。当喷射结束后,随即在喷射孔内进行自然水压力静压填充灌浆,直到浆面不再下沉为止。在施工过程中,如果遇到个别孔漏浆严重、无返浆等情况,一次喷射无法保证帷幕的整体性,应进行复喷,第二次喷射注浆应在第一次注浆初凝后进行。若出现不返浆或返浆较少时,可采取添加速凝剂或增大注浆量,待正常返浆后再继续作业;若返浆过多,采取提高喷射压力、适当加快提升旋转速度。中间发生故障时,停止提升和旋喷,以防桩体中断,同时立即进行检查排除故障。喷射压力、提升速度对成桩直径有较大的影响,如发现有浆液喷射不足,影响桩体的设计直径时,需要进行复核。高压旋喷注浆施工参数,见表13.1.3。
⑸浆液配置:浆液采用42.5普通硅酸盐水泥和自来水配制,水灰比1.0~1.5,比重1.5~1.6,采用立式搅拌罐搅拌。浆液应旋喷注浆前30~60分钟内拌料搅拌,浆液搅拌后放置不得超过4小时。冒出浆液由泥浆泵抽至沉淀池沉淀处理。
2. 效果检查
在端头加固完成后进行加固效果的检查,检查项目包括两项:第一为强度检查,第二为防水检查。
强度检查:待所加固土体等强之后对其钻孔取芯,并通过试验手段确定水泥土的强度是否达到设计强度,如未达标求则进行二次加固。防水检查:从端头洞
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第四篇 ◇ 第十三章 地层加固
门处钻检查孔,钻孔深入加固体一定距离,若孔内有水喷出或者有较大的水流,则对端头进行二次防水加固。
表13.1.3 高压喷射灌浆参数一览表
第二节 联络通道地层加固
一. 联络通道地层稳定性分析
本区间共设有四座联络通道,其中2#联络通道设有废水泵房。联络通道所处的地层主要为人工填土、粉质粘土、中粗砂等自稳性较差的地层。为了使联络通道顺利施工,对联络通道处软弱地层作旋喷加固处理。由于4#联络通道设计在始发井中,与始发井施工同步进行,因此不考虑地层加固。其地层稳定性分析,见表13.2.1。
表13.2.1 联络通道地层稳定性分析表
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【同和站~永泰站盾构区间(二)、永泰站、永泰站~嘉禾站盾构区间】土建工程 投标文件
二. 加固范围及加固方法选择
各通道地层加固范围和方法,见表13.2.2。通道加固平面图,见图13.2.1;2#通道加固范围剖面图,见图13.2.2;3#络通道加固范围示意图,见图13.2.3。
表13.2.2 通道加固方法及范围统计表
三. 加固施工方法及技术措施
旋喷桩施工方法及技术措施与端头加固方法相同。
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图13.2.3 3#联络通道地层加固范围剖面图
图13.2.2 2#联络通道及废水泵房地层加固范围剖面图
图13.2.1 通道地层加固平面图
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