‘壹’ 注浆施工
(1)注浆设计
通过理论计算和工程类比,对DK354 +255~+280 溶洞段进行注浆设计。注浆设计参数如表10-21。注浆孔布置如图10-48。
表10-21 注浆设计参数表
图10-48 DK354+255~+280溶洞注浆孔布设图
(单位:cm)
(2)注浆材料
根据注浆加固要求和注浆体耐久性抗水压需要,选择强度高、耐久性好的超细水泥单液浆、普通水泥单液浆和TGRM浆作为注浆材料,其中以超细水泥单液浆作为主要注浆材料。当注浆过程中注浆压力长时间不上升时,采用普通水泥单液浆、TGRM浆,并通过调整浆液配比进行注浆扩散范围的控制。
超细水泥单液浆采用20 μm 超细水泥,浆液配比为:水灰比0.6∶1~0.8∶1。
普通水泥单液浆采用P·O 32.5R早强型普通硅酸盐水泥,浆液配比为:水灰比0.6∶1~0.8∶1。
TGRM浆采用TGRM-Ⅱ(超细型),浆液配比为:水灰比1∶1。
(3)注浆管材
1)径向注浆管采用ϕ42mm,长3 m的注浆钢花管。注浆管前端加工成圆锥状并封死,花管部分长2 m,在花管段上间隔30cm,按梅花型垂直布设ϕ6~ϕ8mm溢浆孔。管尾采用ϕ6mm圆形钢筋焊箍,顶管时缠上棉纱用于止浆。
2)钢管桩注浆钢管采用ϕ75mm、δ=5mm无缝钢管加工制作。为方便现场施工,每节长度2 m,采用丝扣连接。注浆钢管分A、B两种,A种注浆管不设溢浆孔,B种注浆管设溢浆孔,加工成TSS管模式,以防止注浆过程中产生串浆,影响注浆质量。溢浆孔间距50cm,溢浆孔直径ϕ8mm,铣孔直径ϕ12mm。最底部一节注浆钢管前端加工成尖锥状,以利于下管作业。注浆花管长度按公式进行计算确定,即上部4m部位不进行注浆施工。
地下工程注浆技术
式中:L花为花管长度(m);H钻为钻孔深度(m)。
注浆钢管加工示意图如图10-49。
图10-49 注浆钢管加工示意图
(单位:cm)
(4)径向注浆
径向注浆施工于2003年1月12日开始到1月27日结束。施工中采取全孔一次性注浆方式,采取跳孔跳排挤密约束型注浆顺序,采用定压定量相结合,以定压注浆为主的原则进行注浆标准控制。设计单孔注浆量0.1~1.4 m3,注浆终压1.5MPa。
(5)底部钢管桩注浆
底部钢管桩钻孔注浆施工自2003年1月28日开始到4月6日结束。前期采用了花管注浆,采取跳孔跳排多序孔钻注方式进行施工,但施工中发现串浆现象仍十分严重,并且钻孔、注浆施工干扰很大,于是将花管注浆调整为TSS管注浆,仍采取跳孔跳排多序孔钻注方式进行施工。为方便施工管理和加快钻孔注浆施工进度,如图10-50 ,将DK354 +255~+280分成4个作业区,分区施工。
图10-50 分区施工场地布置图
(单位:cm)
1)钻孔施工。采用GY-100型工程地质钻机进行钻孔施工。钻孔施工采用套管跟进方式,开孔直径ϕ108mm,钻孔直径ϕ90mm。钻孔深度原则上必须进入基岩2 m。若钻深12 m时仍未进入基岩则结束钻孔。
根据地质补勘表明,在DK354+270~+280段,深度0.5~7 m范围存在一层基岩透镜体,因而在该段钻孔时如遇到透镜体,则应钻穿透镜体,直至达到设计深度时为止。
前期现场采用4台钻机,采取跳孔跳排原则进行钻孔施工,以解决串浆问题,但实施效果不佳。因而在后期将花管注浆改为TSS管注浆,采取分区钻注原则。即按由一区/三区→二区/四区的施工顺序进行钻孔施工。一区/三区钻孔完成后,施做混凝土止浆层,之后进行注浆作业。
2)下管作业。
①钻孔完成后,由套管内下入注浆钢管。在注浆部位下入B种注浆管,不注浆部位下入A种注浆管,注浆管之间采用丝扣连接。注浆管下入后拔出套管。
②采用豆石(ϕ5mm以下)填充轨面线以下3 m至孔底范围钻孔与注浆管之间的间隙。对轨面以下3m范围采用水泥砂浆进行填充封孔,以防止注浆时返浆。
3)注浆施工。
①采用KBY-50/70型注浆泵,采取全孔一次性方式进行注浆施工。
②注浆顺序采取间隔跳孔、跳排原则,实施挤密型注浆。即按“单排单号孔→双排单号孔→单排双号孔→双排双号孔”四序孔原则进行注浆施工。
③一、二序孔可按定量定压相结合的原则进行注浆标准控制,设计单孔注浆量2 m3,注浆终压3MPa。三、四序孔按定压的原则进行注浆标准控制。即注浆终压达到3MPa时,注浆速度应不大于5L/min,持续10min后结束注浆。
④注浆过程中发生串浆时应采取以下措施。
a.串浆发生后,立即在串浆孔安上球阀并关闭。
b.串浆孔数超过2个时应进行换孔注浆。
c.应及时对串浆孔进行注浆。
d.当串浆孔成片分布时,应对该片区钻孔检查,必要时进行补注。
‘贰’ 注浆工艺流程
搭设施工工作平台→确认灌浆裂缝→构件裂缝混凝土表面处理→调配灌浆嘴底座粘结剂→粘贴灌浆嘴→封闭裂缝表面→密封效果检查→配制灌浆材料→灌浆→结束封口→效果检验→清除灌浆嘴→表面复原
注浆施工方法的分类主要有两种,一是按注浆管设置方法分类,二是按注浆材料混合方法或灌注方法分类
(1)灌浆施工
1)定孔位、并进行复测。
2)钻机与注浆设备就位,且应就近安装,注浆管线应固定,不宜过长,一般为30~50mm,以防压力损失。
3)钻孔:①将钻杆对准所标孔位,开孔钻进至设计深度;②采用双层管双栓塞注浆施工时,钻孔过程中通常采用优质泥浆进行护壁,或用套管护壁;③为防止钻孔过程中大量泥砂涌出,钻孔应严格按照操作工艺进行。
4)压水试验:对于钻杆注浆,注浆前为检验土层的密实程度及孔之间的连通性,可用压力小于注浆压力的清水作压力试验。
5)插管、封填及提升套管:①对于单过滤管(花管)注浆施工,成孔后要先把过滤管设置在钻好的土层中,再向管内填砂。对于管与地层间所产生的间隙(从地表到注浆位置)用粘性土或注浆材料等封闭,以防注浆时浆液溢出地表。②对于双层管双栓塞注浆施工,成孔后要先插入套管,在套管中再插入外管,在套管与外管之间注入封填材料,然后将套管拔出。
6)安装注浆管:①在确定注浆管内无阻塞物后,即可进行注浆管安装。为减少拔管时的阻力,在注浆管上可上防水板。②注浆管安放好后,在注浆管管口加上闷盖,以防止杂物进入。用顶杆顶紧注浆管,缓慢地将套管拔出。
7)浆液配制:①按设计要求的水灰比用高速拌浆机拌和水泥浆液。水灰比可取0.6~2.0,常用水灰比为1.0。拌和浆液的水温不得超过30~50℃。②当注浆需要水玻璃时,要在浓水玻璃中加水稀释,边加水边搅拌,并用玻美计测试其浓度。施工中采用的水玻璃玻美度为30~45。③将配制好的化学浆液和水泥浆液各送入搅拌式储浆桶内备用。