L&M改造F1-5/F1-4地下隧道工程实施性施工组织设计 中途停电,造成意外事故。
注浆管的止浆和固定:在注浆管口预定的位置,焊接带有阀门的套丝管头,注浆时,将注浆管和套丝管口连接,并用铁丝扎紧。注浆时,打开阀门;注浆完成后,关闭阀门。
结束注浆后,尽快卸开孔口接头,开清水泵冲洗管路,以免造成管路中的剩余浆液凝结、堵塞管路。
阶段性注浆完成后,对机具设备,特别是搅拌机、注浆管、接头、阀门、贮浆桶等,认真清洗干净,收好后撤出洞外,并定期进行检查、保养,保证其处于良好状态,以备下段注浆使用。
6.3.3掌子面注浆加固止水施工
掌子面注浆加固止水设计采用小导管注浆47388m,小导管采用壁厚4mm,长6m,?42无缝钢管制作, 钢管孔口段2m范围不设注浆孔,其余4m范围设置注浆孔。纵向搭接长度3m,间距为400×400mm梅花型布置,注1:1:2水泥:水玻璃:MC超细水泥三液浆,注浆压力为0.3~0.5MPa;注浆方式采用全孔一次性注浆,每管每米注浆量为0.05m3。掌子面临时封闭采用C20网喷混凝土30cm厚,钢筋网规格与初支相同。注浆效果:开挖后,工作面不坍塌,基本无渗漏水。详见图6-13。
图6-13 掌子面小导管加固断面图
(1)注浆方式采用全孔一次性注浆,每管每米注浆量为0.05m3。掌子面临时封闭采用C20网喷混凝土30cm厚,钢筋网规格与初支相同。
(2)注浆效果:开挖后,工作面不坍塌,基本无渗漏水。 注浆参数:注浆终压取静水压力的2倍,静水压力在现场测试。
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32 L&M改造F1-5/F1-4地下隧道工程实施性施工组织设计 按理想状态考虑单孔浆液的注入量,浆液在地层中均匀扩散时的计算公式为:Q=ЛR2Lnα(β+1)
式中:R为浆扩散半径, L为注浆孔长度, n为地层裂隙率,取10% α为浆液充填率,取90% β为浆液损失率,取10%
钻孔和注浆的要求:钻孔和注浆的顺序同一环先下部后上部,间隔交替钻孔注浆,后序孔检查前序孔的注浆效果。应先注无水区后注有水区,钻一孔注一孔。
在钻孔过程中遇到涌水或卡钻时应停止钻进,进行注浆、扫孔后再继续钻孔。岩溶填充物内采取前进式注浆。
机具设备选用:钻孔设备根据本连廊施工机具设备配备情况,以及开挖断面的具体情况,正洞和平导注浆地段,尽量采用与其相适应的钻孔设备。
制浆设备:选用净浆搅拌机作为制浆设备,为了保证浆液的均匀性和在注浆间隙时间不沉淀,另备搅拌储浆桶,容量各为1.0m3。
在掌子面挂钢筋网,喷射C20号砼,厚度30cm,做止浆墙。打设小导管,2m止浆墙,4m注浆段,止浆墙施工按照确定的施工方案布孔。放入孔口钢管,与孔壁的间隙用麻丝填塞,再用道钉楔紧,上留排气孔,外露0.2~0.3m接法兰盘连接注浆管。
钻孔:钻孔由外环到内环,由下部到上部间隔钻孔。钻孔要确保孔位准确,外插角度准确,各环钻孔深度达设计要求。当卡钻或有水涌出不能钻进时暂停钻孔,用注浆机注入双液浆液后再用钻机继续钻进。
注浆压水试验:在正式注浆前用1Mpa的压力压水检查,测定围岩吸水量,以确定浆液的初始浓度和预计注浆量。测定注浆压力损失情况,确定注浆终压,将岩层裂隙内的充填物挤压至注浆范围以外,增加注浆效果。
制浆:开动搅拌机,准确计算,加入定量清水,然后按水灰比加入水泥,连续搅拌3min后即可通过钢丝网过滤后进入储浆桶中,在储浆桶中二次搅拌后,供注浆使用。
首先根据压水试验情况及围岩的裂隙发育情况估算单孔注浆数量,然后开始注浆。注浆时,先用水灰比0.70的浆液试注,当注浆正常后再逐步调高浆液的浓度达到设计0.38~0.4的要求。注浆时随时观察泵压及注浆数量,分析注浆是否正常。如单孔注浆量过大,仍不达
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33 L&M改造F1-5/F1-4地下隧道工程实施性施工组织设计 到终压的要求,可暂停该孔注浆,过4~6h用钻机清孔后再继续注浆。
注浆结束标准:当注浆压力逐步升高,达到设计要求的终压,需继续注浆10min,可结束本孔注浆;在单孔注浆量与设计注浆量大致相同,同时每分钟注浆进浆量小于20L,也可结束本孔注浆。
注浆效果检查:注浆效果检查:可根据后序钻孔的钻进情况、涌水情况,判定注浆效果,另外也可根据整个断面内所有钻孔结束后,导坑的渗水情况判定注浆效果。注浆效果好的地段,经开挖后可观察到裂隙及空隙充填效果良好,几乎所有裂隙都充填有浆,开挖后掌子面无明显渗漏水。
如果开挖后仍有渗水现象,堵水效果达不到要求时,可采用局部径向注浆处理,使其达到堵水设计标准。
6.3.3.1钻孔注浆一体化施工
按设计参数实施掌子面小导管注浆一次加固距离短,设置6m小导管一次开挖距离3m,又要进行下一循环小导管施工,工序繁杂,隧道开挖相当困难,施工效率低,进度慢。
经查阅有关资料及咨询有关专家,项目部研究,建议改为采用钻孔注浆一体化施工技术或掌子面注磷酸+水玻璃双液浆技术。
钻注一体化施工技术加固掌子面具有一次加固距离长(15~30m),可适用多类型、多规格钻注设备,工艺工法简单,钻孔注浆快速连续作业,提高工效,改善注浆效果的优点。
(1)钻注一体化施工方法的工作原理
钻注一体化的工作原理是通过在止浆墙上安装孔口管,在软弱地层中,可采用金钢石钻头直接钻孔至设计深度后,在孔口安装止浆塞,将孔口密封,然后停止供水,从供浆管中直接注入浆液,浆液从钻杆中流向钻头进入地层,同时浆液在回流过程产生反力中使止浆塞膨胀,对钻杆外壁和孔口管内壁产生挤压力,封堵孔隙,起到止浆作用,然后,边注浆边旋转钻杆,达到设计注浆压力或注浆量后,后退钻杆1.5~2m (1根钻杆长度),拆下1根钻杆,直到退到孔口,拆下止浆塞和钻杆,完成整个孔的注浆。这样实现了钻孔注浆的快速连续作业,达到了钻注一体化。钻注一体化原理如图6-14.
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34 L&M改造F1-5/F1-4地下隧道工程实施性施工组织设计
图6-14 钻注一体化施工原理
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35 L&M改造F1-5/F1-4地下隧道工程实施性施工组织设计 (1) 工艺流程如图6-15
图6-15 钻孔注浆一体化工艺流程图
(2) 具体施工步骤
①施工混凝土止浆墙: 首先封闭掌子面,根据水压大小和掌子面稳定情况,可采用喷混凝土或模筑混凝土作为止浆墙,喷混凝土一般适合于涌水压力小于0.2MPa的地层,其厚度
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施工准备 铺设工作平台 测量放线、标注钻孔位置 钻孔就位固定 开孔钻孔φ108mm,长180cm 孔口管上缠麻丝 安设孔口管,长度2m 钻孔至设计深度 配置浆液 安装止浆塞、排水装置 采取后退式分管注浆 后退注浆至注浆孔孔口 钻检查孔检查注浆效果 是否符合注浆结束标准 配置浆液 钻孔注浆结果 36