进.出洞口土体加固止水方案
韩家川污水治理工程泥水平衡机械顶管
管道出洞、进洞土体止水加固方案
根据地勘报告及实际勘察,本次针对工作坑出洞、进洞前管前土体加固止水措施决定采取双液浆止水浆液注浆的方法, 共计630m(90处) 。
1. 注浆原理
注浆时在不改变地层组成的情况下,将岩层颗粒间存在的水强迫挤出,使颗粒间的空隙充满浆液并使其固结,达到改良土壤性状的目的。其注浆特性是使该土层粘结力(c )内摩擦角(Ф)值增大,从而使地层粘结强度及密实度增加,起到加固止水作用。
2方案设计
避免进洞、出洞前凿除锚喷墙时出现涌水及塌方现象无法施工,故该工程采用WSS 工法A 、C 双液浆注浆施工,减少地下水渗透,以便正常施工。由于地质条件主要为粘质粉土,其浆液扩散半径达到0.6米;止水加固范围:在管道出洞、进洞处管道轴线方向从地面进行注浆,注浆长度为7m ,注浆断面为5m*5m(管道外皮四周各约2m 范围),止水加固后再进行施工,注浆完成后可使地基土层形成强度高、抗渗性好、稳定性高的新结构体;依据地质土层的注浆加固情况确定本次注浆压力和注浆量,使注浆加固后起到止水的效果。
3. 此方案采用WSS 工法A 、C 无收缩浆液注浆施工。止水系数达到:10-6-10-7cm/sec,水平承载力≥300KPa ,单轴无侧限抗压强度0.5~0.8MPa ,整体无侧限抗压强度2.8~3.6MPa ,注浆入浆率达到60%,从而使地基土层不受外围影响,使施工顺利进行。 4. 注浆加固目的
本着技术可靠、施工可行、经济合理和对现况土体扰动小的原则,以改善
地层松散的性状为目的,提高地基承载力,加固后的土体具有良好的均匀性和稳定性。
4.1注浆压力、浆液配比、注浆速度等施工技术参数应根据深度及地质条件,通过现场试验确定。
4.2加固前需进一步核实加固地段的地下管及建(构)筑物的情况,采取相应保护措施,并在施工全过程进行监测,确保管线及建(构)筑物安全和施工安全。
4.3注浆施工必须严格执行国家及现行有关施工规范、规程和规定。 4.4加固处理在实际操作时应充分利用在相近情况下的施工经验,严格采用与处理措施相应的配套施工工艺,以达到安全施工的目的。当在施工过程中出现意外情况时,应立即采取确保安全的封闭措施(现场有备用材料),并通知相关单位协商妥善处理。
5. 二重管双液注浆工艺
本工程对基坑四周进行止水注浆,采用WSS 工法A 、C 双液浆注浆施工。 5.1主要的机械设备:
[机械] [器具] [其他]
钻孔机 旋转二重管 排水处理装备 喷浆混合器 喷头 测定器具 注浆泵 混合器 凝胶时间测定仪 电磁式压力流量针 逆止阀 PH值测定仪
消音器
5.2 WSS工法A 、C 双液浆注浆施工机械配置见下图:
5.3施工工艺流
注浆机械配置图 图7
设备人员进场——孔位定点——钻机成孔——浆液搅拌——注浆——提拔注浆管——注浆至设计深度——封孔。
注浆施工程序 图8
5.4施工机械设备情况:
注浆机械 表:5
5.5 浆液的配制:
本工程采用WSS 工法无收缩浆液为水泥—水玻璃双液浆液即为A 液和C 液的混合物,A 液为稀释后的水玻璃,C 液由水泥、外加剂和水组成。外加剂主要是调节浆液的可灌性和混合液的凝结时间,因此在施工现场中,外加剂的添加应根据现场的实际情况进行适当的调整。C 液各成分放入搅拌机的顺序依次为:水、外加剂、水泥,两种浆液在注入之前必须搅拌均匀,并经常检查混合后的浆液凝固时间是否适应现场施工环境。一般施工时配比如下:(1m3A 、C 液浆液中材料含量)
浆液配制表 表:6
5.6 钻孔设计参数
孔径与孔深:钻孔径Ф42mm ,加固深度为管道外径外阔2m ,加固长7m ,加固断面为高5m*宽5m
注浆布孔间距:布孔间距1.2米,梅花布置,结合现场情况具体布置。注浆有效扩散半径:R=0.6mm
注浆压力:0.2~0.5MPa
注浆率: 约为60%
初凝时间:0.5~2分钟,为速凝注浆 钻杆回抽幅度:约15~20cm 5.7注浆量的计算原则
由于浆液的扩散半径与土层孔隙很难精密确定,为准备注浆材料,本参考图注浆设计根据本线有关工程地质、水文条件和注浆方案以及所选择的注浆材料,进行注浆量的估算。
注浆量的估算公式按下式进行: Q=An(1+ß)
式中:Q---总注浆量,㎡; A----注浆范围体积,㎡; n----孔隙率,%;
а——浆液填充系数(0.7-0.9) Q=An(1+ß)=192×0.22=42.2 m³
设计中,n (1+ß)统称为填充率,填充率按下表选用填充率选用表。 5.8注浆压力的选定
注浆压力是注浆施工中的重要参数,它关系到注浆施工的质量以及是否经济。因此,正确确定注浆压力和合理运用注浆压力有着重要的意义。
注浆压力与土层孔隙发育程度、涌水压力、注浆材料的黏度和凝胶时间长短等有关,目前均按经验确定。通常情况下按如下经验式计算:
5.8.1按一直的地下水静水压力计算,设计的注浆压力(终压值)为静水压力的2-3倍,最大可达到3-5倍,即P ’
式中:P ——设计注浆压力(终压值)(Mpa )
P' ——注浆处静水压力(Mpa ) 5.8.2根据注浆处地层深度计算 P=KH
式中:P ——设计注浆压力(终压值)(Mpa ) H——注浆处深度(m )
K——由注浆深度确定的压力系数 P=8×0.022=0.174 Mpa 压力系数K 的取值如表示: