小导管注浆工艺性试验总结.docx
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小导管注浆工艺性试验总结
超前小导管注浆工艺试验总结
姓名:
XX
职称:
工程师
项目:
XX项目经理部
超前小导管注浆工艺试验总结
一、工程概况
1.1地理位置
本标段工程沿线经过石家庄市桥西区桥东区,线路起点位于中山西路与南小街交叉口,终点于中山东路和XXXX交叉处,线路下穿既有京广铁路线,上跨京广六线隧道。
本标段施工场地位于中山路上。
1.2工程范围
标段区间暗挖段包括:
、中山广场站~站区间暗挖隧道本管段起点里程K9+236.5,终点里程K9+388.85,全长152.35m,在K9+372.9右侧设竖井及横通道。
、站~XXXX站区间暗挖K9+603.8~K9+800段,长196.2米,在K9+702右侧设竖井及横通道;K10+209.591~K10+686.3暗挖段,长476.71米,在K10+270左侧设竖井及横通道。
1.3地质、水文情况
本工程沿线勘探范围内的土层划分为人工堆积层(Qml)、新近沉积层(Q4al)、第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)、第四系上更新统冲洪积层(Q3al+pl)四大层。
暗挖区间主要穿越黄土状粉质粘土③1层、粉细砂④1层、粉质粘土⑤1层,拱顶大部分位于黄土状粉质粘土③1层、粉细砂④1层,区间暗挖隧道所在地层无地下水。
暗挖区间穿越的地层地质特征为:
、黄土状粉质粘土③1层:
黄褐色、褐黄色,无摇振反应,韧性中等,夹铁、锰氧化物和少量姜石,局部夹粉土薄层,可见小孔隙,具轻微湿陷性。
、粉细砂④1层:
灰白色~黄褐色,中密,稍湿,砂质纯净,颗粒均匀,分选较好,局部夹粉土团块。
、粉质粘土⑤1层:
褐黄色~黄褐色,土质不均,含姜石,局部富集,夹粉土、细砂薄层。
二、超前支护设计
2.1超前支护设计参数
因本标段地铁隧道在城市主干道下方施工,隧道结构上方布设有各种市政管线,隧道拱部处于粉细砂层不良地质,暗挖施工采用预留核心土台阶法开挖,初期支护形式:
采用φ42×3.25、L=2m超前小导管并注浆,纵向间距两榀格栅打设一环,环间距0.3m,格栅钢支撑纵间距0.5m,单层设置φ6.5、150×150mm钢筋网,湿喷C25早强混凝土。
横通道采用标准段+过渡段+挑高段断面形式。
项目
结构尺寸
材料及规格
标准段
初期
支护
超前支护
拱部180度,环向间距300mm,L=2米
φ42×3.25
钢筋网
φ6.5@150×150mm
单层钢筋网
喷射混凝土
厚度0.3米
C25喷射混凝土
格栅钢架
标准0.5米
HRB400、HPB300钢筋
锁脚锚管
每榀打设,上台阶角部,L=2.5米
φ42×3.25
挑高段
初期
支护
超前支护
拱部180度,环向间距300mm,L=2米
φ42×3.25
钢筋网
φ6.5@150×150mm
单层钢筋网
喷射混凝土
厚度0.3米
C25喷射混凝土
格栅钢架
标准0.5米
HRB400、HPB300钢筋
锁脚锚管
每榀打设,上台阶角部,L=2.5米
φ42×3.25
2.2超前小导管注浆要求
、为改良工作面前方地层,保证开挖工作面的稳定,当遇到砂层时,小导管每榀设置并注浆,小导管长2米;粉质粘土地段,小导管隔榀设置不注浆,小导管长2.5米。
、打设范围:
起拱线以上180度范围。
、小导管注浆材料:
水泥—水玻璃双液浆,注浆压力控制在0.3~0.5MPa,注浆量、配比根据现场试验确定,注浆扩散半径0.25米。
、掌子面注浆要求
当遇到较差地层(如粉细砂层)时,为保证工作面稳定,应及时喷射混凝土封闭工作面。
当喷射混凝土封闭掌子面仍未保证土体稳定时,可采用掌子面超前小导管注浆加固地层措施。
在上台阶(扣除核心土)范围进行注浆,纵向按照3米循环段(搭接1米),采用φ42×3.25导管,注浆间距为600×600mm,梅花型布置,最外圈的超前小导管距离初衬内轮廓200mm,注浆浆液可采用改性水玻璃浆液,掌子面注浆压力控制在0.3~0.5MPa。
三、超前小导管注浆工艺性试验过程
3.1QC小组成员
序号
姓名
组内职务
岗位
职责
1
组长
总工程师
全面控制
2
副组长
工程部部长
技术控制
3
成员
工程部副部长
质量控制
4
成员
工程部副部长
质量控制
5
成员
工程师
现场监控
6
成员
工程师
现场监控
7
成员
工程师
现场监控
8
成员
工程师
现场监控
9
成员
助理工程师
安全控制
10
成员
试验技师
试验
3.2试验地点及注浆方式
站~XXXX站区间2号竖井横通道粉细砂层较为密实,自稳性较好,采用水泥~水玻璃双液浆进行注浆试验。
站~XXXX站区间1号竖井横通道粉细砂层较为疏松,自稳性较差,采用酸性水玻璃进行注浆试验。
3.3注浆设备
3.3.12#横通道注浆设备
注浆机采用墨龙牌ML100/120型双液注浆泵。
工作压力0~16Mpa。
注浆泵的工作原理是,同时按1:
1的体积比吸入两种浆液在喷口处混合。
设定控制注浆压力,到达注浆压力时自动停止工作。
双液浆配合比固定为1:
1(体积比)。
使用波美计测量控制水玻璃的浓度。
双液注浆泵 水泥浆搅拌罐
使用波美计控制水玻璃浓度
3.3.21#横通道注浆设备
采用自制的风动注浆泵。
3.4注浆材料
3.4.1水泥—水玻璃浆液
(1)、注浆原材料
水泥:
PO.42.5普通硅酸盐水泥
水玻璃:
模数2.2~2.8,浓度40Be’
(2)、配合比
水泥浆:
水灰比(1~1.5):
1(重量比),缓凝剂掺量(1~3)%(根据凝胶时间而定)。
本次试验选取两个水灰比:
1:
1和1.5:
1。
水玻璃浆:
35Be’和30Be’
试验2个配合比:
1:
1水泥浆+35be’水玻璃;
1.5:
1水泥浆+30be’水玻璃
3.4.2酸性水玻璃浆
(1)、注浆原材料
水玻璃:
模数2.2~2.8,浓度40Be’
硫酸:
浓度98%
(2)、浆液配合比
甲液:
浓度15Be’水玻璃乙液:
15%稀硫酸
将一定量的甲液倒入乙液中,其比例根据所配浆液的PH值确定,调配时取PH值2.0。
3.4.3水玻璃稀释
水玻璃稀释表
原水玻璃Be’
40
原水玻璃d
1.381
预配水玻璃
W
S
Be’
d
L
L
15
1.115
639
361
30
1.261
315
685
35
1.318
165
835
3.5水泥~水玻璃双浆液注浆试验
(1)、小导管打设
在横通道掌子面上台阶(扣除核心土)进行注浆试验,每循环使用一个配合比进行注浆。
纵向按照3m循环段(搭接1m),采用φ42×3.25导管,注浆间距600mm×600mm,相邻导管相互错开。
小导管长3m,在钢管的前端做成300mm长的圆锥状,距另一端的500mm范围不开孔,剩余部分每隔200mm布设φ8的溢浆孔。
使用带冲击锤的风钻将小导管顶入土层。
小导管安设后必须对工作面进行喷射混凝土封闭。
喷射厚度为10cm。
L=3m,42×3.25小导管
(2)、1:
1水泥浆+35be’水玻璃
使用此配合比浆液注浆,注浆开始5秒钟后注浆管口与小导管接口处马上冲开,在重新安设注浆管的时候,浆液已经胶凝。
经分析是浆液浓度太大,扩散效果不佳。
此种配合比在较密实砂层地带不适宜采用。
(3)、1.5:
1水泥浆+30be’水玻璃
将水泥水玻璃浆液浓度调整后,注浆正常进行,浆液最后从掌子面处渗出。
浆液初凝时间为40分钟。
进行掌子面注浆试验
水泥~水玻璃浆液从掌子面渗出
水泥~水玻璃注浆记录表
注浆序号
小导管长度
控制压力(Mpa)
注浆情况
注浆时间
注浆量(L)
1
3m
0.5
终压停止
2’22”
190
2
3m
0.5
终压停止
2’32”
200
3
3m
0.5
掌子面冒浆
1’53”
150
4
3m
0.5
终压停止
2’18”
180
5
3m
0.5
终压停止
2’45”
200
6
3m
0.5
注浆口冒浆
2’22”
170
7
3m
0.5
终压停止
2’30”
180
8
3m
0.5
掌子面冒浆
2’38”
190
合计
24m
19’20”
1460
平均每延米注浆用时48秒,注浆61L
注浆后一个小时进行开挖,砂层稳定,小导管周边砂体固结无流沙及坍塌现象。
3.6酸性水玻璃注浆试验
(1)浆液配置
a将88.5L40Be′的浓水玻璃加入50L水,边加水,边搅拌稀释成15Be′的水玻璃作为甲液;
b将1L98%浓硫酸加9L水稀释成约15%的稀硫酸,并作为乙液;
c将一定量的甲液倒入乙液中搅拌均匀,并测其pH值。
大约10L稀硫酸中加入30L水玻璃的PH值为2。
(2)注浆
注浆操作步骤是:
a关闭放气阀及放浆阀;
b将配制好的浆液通过进浆口灌入泵体;
c打开进气阀,使压缩空气进入泵体;
d当泵体内压力达到0.5MPa时,打开出浆阀,浆液通过管路、孔口密封器、导管进入地层;
e泵体内浆液注完后,关闭进气阀及出浆阀,打开放气阀,将泵体内废气放出。
操作注意事项:
a导管打入后,要用吹管将管内砂石吹出,以免堵塞;
b配制浆液时,要注意加料顺序和速度,防止浆液结块;
c配制好的浆液,需经过滤后方可进入泵体,以防杂物堵塞管路或泵体;
d浆液应随配随用,用多少配多少,以免造成浪费;
e注浆结束后,应对注浆泵及管路进行清洗,以保证下次注浆顺利进行;
f加强劳动保护,防止浆液沾染人体。
注浆后半小时后进行开挖,砂层稳定,小导管周边砂体固结无流沙及坍塌现象。
水泥~水玻璃注浆记录表
注浆序号
小导管长度
控制压力(Mpa)
注浆情况
注浆时间
注浆量(L)
1
5m
0.5
掌子面冒浆
4’12”
400
2
5m
0.5
注浆口冒浆
4’35”
420
3
5m
0.5
掌子面冒浆
3’53”
390
4
5m
0.5
注浆口冒浆
4’38”
440
5
5m
0.5
掌子面冒浆
4’35”
430
6
5m
0.5
注浆口冒浆
3’22”
380
7
5m
0.5
注浆口冒浆
3’30”
370
8
5m
0.5
注浆口冒浆
4’08”
390
9
5m
0.5
注浆口冒浆
3’53”
380
10
5m
0.5
掌子面冒浆
4’30”
430
11
5m
0.5
掌子面冒浆
4’48”
430
12
5m
0.5
注浆口冒浆
3’43”
380
13
5m
0.5
掌子面冒浆
4’31”
430
14
5m
0.5
掌子面冒浆
4’08”
420
15
5m
0.5
注浆口冒浆
3’52”
380
16
5m
0.5
掌子面冒浆
4’23”
440
17
5m
0.5
注浆口冒浆
4’17”
400
18
5m
0.5
注浆口冒浆
3’49”
390
19
5m
0.5
注浆口冒浆
4’29”
400
20
5m
0.5
掌子面冒浆
4’47”
410
21
5m
0.5
掌子面冒浆
4’05”
400
22
5m
0.5
注浆口冒浆
4’13”
400
23
5m
0.5
掌子面冒浆
4’47”
430
24
5m
0.5
掌子面冒浆
4’12”
420
合计
120m
101’20”
9760
平均每延米注浆用时51秒,注浆81L
四、注浆参数的选定
根据试验验结果,对小导管注浆参数确定:
(1)较密实的砂层(2#横通道),注浆浆液为水泥~水玻璃双液浆。
注浆原材料
水泥:
PO.42.5普通硅酸盐水泥
水玻璃:
模数2.2~2.8,浓度40Be’
配合比
1.5:
1水泥浆+30be’水玻璃(水泥浆与水玻璃体积比1:
1)
注浆压力:
0.3~0.5Mpa,终压0.5Mpa
注浆量
每延米小导管注浆0.06L。
(2)较松散的砂层(1#横通道),注浆浆液为酸性水玻璃。
注浆原材料
水玻璃:
模数2.2~2.8,浓度40Be’
浓硫酸:
98%
配合比
甲液:
浓度15Be’水玻璃乙液:
15%稀硫酸
将约3份的甲液倒入1份乙液中,其具体比例根据所配浆液的PH值确定,调配时取PH值2.0。
注浆压力:
0.5Mpa
注浆量
每延米小导管注浆0.08L。
参考:
地铁暗挖隧道注浆施工技术规程(试行)DBJ01-96-2004
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