高速公路隧道浅埋段地表深层注浆施工技术 张志杰

高速公路隧道浅埋段地表深层注浆施工技术 张志杰
  摘要:现如今,我国经济在飞速发展,高速公路建设的也十分迅速。高速公路建设过程中,因选线的需要,其经过的地形是相当复杂的,通常情况下都需要建设隧道。在本文中,笔者对高速公路隧道浅埋段地表深层注浆施工技术进行了深入的分析,以供广大同行参考及不吝指正。
闫世可        关键词:高速公路隧道;浅埋段地;表深层注浆施工技术
        引言
        地表注浆施工技术是近年高速公路隧道施工采用的新兴技术,将注浆浆液注入围岩孔隙或岩石裂缝中,改善土体的物理力学性能,具有加固软弱底层、改善底层性质的特征。将该技术用于高速公路隧道浅埋段施工中,不但能有效解决施工难题,还能改善隧道围岩结构状态,且具备良好的经济指标。基于此,本文以某地区的高速公路隧道为例,探讨了深层注浆施工技术的应用。
        1工程概况
        本标段内药水峡3号隧道起点位于青海省西宁市湟源县茶曲村,路线进东向西穿越山脊,终点位于湟源县境茶曲村西,设计为曲线型分离式隧道。隧道概况见下表。
        项目区属大陆性气候,光照时间长,太阳辐射强,气温日差大,春季多风,夏季凉爽,冬季干燥,无霜期短,冰雹、干旱频繁。最热的七月份平均气温13.9℃,最冷的元月份平均气温为-10.5℃,平均气温为3℃,气候冷凉。年平均降水量为408.9毫米,多集中7、8、9三个月。该区地下水以空隙裂隙水、基岩裂隙水为主,主要受大气降水、第四系堆积层孔隙水补给,富水较弱,大气降雨量较大时受汇水面积大特点的影响,短时间水量湍急,冲刷破坏严重,易成为地下水主要补给源,加大地下水赋存量。现围绕本隧道实际情况,对其浅埋段地表深层注浆加固技术进行深入分析。在隧道进口明暗分界处开挖、清理碎石,准备施作套拱过程中,洞口堆积碎石出现了滑动,堆积体内出现较大块石,块石背后有较大空洞,堆积体覆盖于左洞口的四周及仰坡的上方,为避免引起浅层失稳破坏,立即停止了开挖作业。经进一步调查了解,该松散堆积块石主要是永丰电站引水渠开挖时倾倒的弃渣堆积而成。经地质雷达、地表钻孔超前探测,松散堆积体范围纵向长度约18m,覆盖层厚度约12~14m。经对地表勘察,发现左洞左侧有一冲沟且深入隧道上方,地表覆盖层较薄,洞室开挖易可能出现小型坍塌。隧道仰坡上方有一条断面尺寸为150×200cm的灌溉、发电用的引水渠横跨隧道上方,隧道开挖,仰坡滑动可能影响水渠稳定。
        2注浆施工技术准备
        2.1注浆材料
        注浆施工前需要了解掌握熟悉工程对象特征:工程地质特征;水文地质特征;周边环境特点;造价和工期要求。在隧道的浅埋段地表进行钻探取样分析,确定浆液注入地层的方式。由于地质条件复杂,注浆材料通常是多种注浆材料组成的体系。超细水泥的扩散能力、普通水泥浆的价廉、双液浆快凝性、TGRM浆高强度和可域性,需要由工程人员适当选择组成合理的注浆材料组合体系,从而满足强度加固要求、实现控域注浆。
        2.2注浆设计
        地表注浆范围(平面)确定原则:纵向上按隧道埋深30m控制,隧道埋深太大,钻孔工作量大,不经济,而且施工难度大,注浆质量难于保证;横向上隧道洞室外单侧按一倍洞径考虑。根据隧道地表实际情况,左线注浆范围为左洞地表ZK57+425~ZK57+435(10m)纵向,隧道中线线两侧各16m范围进行地表注浆固结。浆液扩散半径1.3m,注浆孔间距2m×2m,梅花形布置,无缝钢管作为孔口管,长2~3m。
        2.3注浆参数
        待明确孔位、施工加固方法后,进行浆液的配比实验,确定浆液参数,因该工程的地
大气气溶胶质结构为泥质砂岩层、粉质粘土层,故将浆液的扩散半径控制在0.9m以内,注浆压力控制在2MPa~4MPa之间,以20L/min~60L/min的速度进行注浆处理,其中,粉质粘性土、砂层20L/min~40L/min,断层破碎带60L/min~120L/min,砂砾石40L/min~60L/min。同时,分段注浆时,将每段的长度控制在0.3cm。为了实现加固地表的目的,施工时对注浆量进行准确控制,其计算公式为:Q=nπ2hα(1+β)。其中,Q为注浆量;R为浆液的扩散半径;h为注浆分段长度;n为裂隙度;α为底层空隙;β为浆液损失度。通过上述公式计算得知,注浆量处于235L~390L之间。
cn-kix        3隧道浅埋段地表深层注浆施工
        3.1注浆试验
十五大报告全文        根据施工场地的实际情况,选择的断面一定要有代表性,布点问题也要注意,必须根据设计的要求来进行,钻孔之后把岩芯取出来,然后进行清孔,下袖阀管,在进行压水试验的时候,管口周围必须确保密封,根据结果去确定施工配合比,并且要记录好地层注浆的扩散半径、压力值和注浆量等数据,让后续的注浆工作有参照的依据。
        3.2注浆范围的确定
        按照设计要求,结合图纸优化实际情况,在指定的施工场地内,用桩准确标示出需要李记泽
进行注浆加固的具体范围。清表现场采用挖掘机与装载机清理浮土,产生的弃土运输到指定位置,不得在现场大量堆放,以免影响正常的注浆施工。孔位布置在圈定的注浆加固范围之内,以1×1m的间距对注浆孔进行布置,呈梅花形布置。孔位布置完成后,监理工程师应对其进行检查,确认无误后进入下一道工序。钻孔首先,测量人员根据设计参数使用油漆确定钻孔具体位置,同时标出钻孔的编号。处在不同位置上的钻孔,其深度有所不同,需要根据实际情况确定。孔径按42mm控制,在钻孔的过程中,应交替进行。钢管和钻孔口处接触部位使用麻丝或者是锚固剂进行封闭,管端外露的长度不能超过0.2~0.3m,预先做好丝扣和注浆器直接相连,待以上工作完成后,即可开始注浆。
        3.3安装注浆管
        高速公路隧道施工中的注浆管以袖阀管为主,由聚乙烯塑料组成,长度为6m,壁厚4mm,外有橡皮套包裹,两端有闷盖。清孔检查合格后,首先在底端加闷盖,然后在管内装满清水,使用丝扣连接两管件。待套管拔出后,用粗砂碎石填充注浆管周围,孔口3m左右用水泥砂浆封堵,填充材料强度满足需求后,选用最大的注浆压力添加清水后施加10min开环,保证管道通畅。
        3.4地表深层注浆加固效果检测
经济社会发展
        在完成注浆加固后,采用套管进行取芯,对结实体强度进行测量,同时开展压水试验,用于对注浆加固的实际效果进行检查。因条件有限,完成注浆加固以后采用单管单洞的方式实施抽芯检查,从检查结果可知,实际取芯率可以达到70%以上,芯样强度超过20MPa,吸水率在0.5L/min•m以内。可见,通过注浆加固,能使围岩保持完整,提高岩石强度,使地层整体密实性得以显著提高。
        结语
        地表注浆加固技术的使用加快了高速公路隧道浅埋段的洞内开挖时间,并且提高了隧道施工的安全性,在实际施工中发挥了重要作用,具有广泛的发展前景。
        参考文献:
        [1]陈健捷.浅析公路隧道施工中存在的问题及对策[J].科技创新与应用,2017(14).
        [2]邓本举.浅谈复杂地层条件下城市地铁区间隧道浅埋暗挖施工技术[J].科协论坛,2018(02).
        [3]邓陈富.复杂地质下公路隧道施工问题及对策研究[J].珠江水运,2018(02).

本文发布于:2024-09-25 06:26:01,感谢您对本站的认可!

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