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摘要:注浆法在工程相关方面均得到了大范围的使用,已成为不可或缺的施工方法。但因为注浆施工具有掩蔽特性,同时因为地质状况的复杂特性,导致注浆技术仍然滞后于别的施工技术,所以我们应该增加注浆加固施工技术的科研投入,同时严格监控施工各环节的工程质量,给工程的整体品质打下坚实基础。
关键词:隧道注浆加固;工程施作;优化设计
加固法技术应用的有效落实是保证项目施工质量的关键因素,相关施工单位需要基于功能性、适应性、可实施性、经济适用性、环境保护等问题进行综合考评,确定其技术的应用方式,并需要保证技术应用环节的质量安全问题,并通过质量控制、技术保证、安全保证以及防护保证等方式,保证施工安全和工程的质量,有助于促进隧道工程施工水平的提升。
1注浆前准备工作
(1)注浆系统建设好后,必须经检查验收合格后方可投入正常使用。
(2)每次注浆前后都必须对整个注浆系统设备和管路进行检查,发现问题及时处理。
(3)做好污水处理。注浆系统所有的设备(主要指搅拌机、储浆池)和管路注浆后都必须清理干净。
(4)保证供电、供水、供风、通讯和交通的畅通,注浆过程中严禁中断。
(5)注浆设备和注浆管路的检查和维护。
2注浆钻孔施工
2.1钻孔结构及孔口止浆管的安装
开孔孔径为Φ153mm,深度为3—5m,在高压帷幕预注浆加固过程中,为防止钻孔被压力顶出或被高压富水区涌水顶出,必须在钻孔内安装注浆(止浆)套管,作为孔口管使用。孔口管采用Φ146mm钢管,管外用速凝水泥封固,封固后打压,在6MPa压力作用下无泄漏且孔口管无松动说明止浆合格。孔口管注浆固结合格后,将孔口管固定牢固,装上阀门,然后再进行钻孔施工,采用Φ80mm孔径钻至终孔。
应用钻机进行引导孔洞的钻孔,并在钻孔内插入导管,导管延伸至孔洞外25cm左右,应使用麻丝将孔口与管道的连接位置密闭,向孔内注入浆液并凝固,目的是发挥其引导作用,因而需要保证孔口管安装的牢固程度,并能够保持正确的角度方向。施工区域不含有地下水时,应当使用干硬性砂浆对其进行注浆作业,而对于低下水位较高的地段,则需使用高效防水剂掺入到砂浆拌合物中,进行孔口管的固定和铺设。将高效防水剂与砂浆均匀拌和,并将混合物装入到袋子中,置诸多袋子与水孔中,将孔口记性密封处理,在孔洞内部将这些袋子逐个压破,混合物遇到地下水便会迅速变成浆液,流入孔洞的内部,凝固之后便能够实现对孔口管的固定作用。
2.2注浆工作顺序
注浆加固过程需要按照工作程序分步进行,按照预定批次进行注浆作业,但是需要避免钻一个孔洞注一个孔洞的注浆程序出现,因为浆液在注入地层之后,会有一定的扩散规律,应当对结合科学性的操作试验,优先进行隧道顶部孔洞的注浆作业,浆液会受重力影响,向下缝隙方向扩散,最后再进行隧道底部的注浆操作,为保证注浆作业的施工效率,可以在浆液中施加速凝剂等干预物质,保证注浆结构能够快速凝固。
2.3钻孔防突装置
钻孔过程中,由于钻头揭穿涌水突泥区域时,泥水会从钻孔内涌出,如何防止涌水、突泥是安全施工面临的关键问题。钻孔注浆过程中,注浆压力也会给套管一定的作用力,迫使套管被拔出,因此防止钻孔内涌水、突泥和止浆的重点是孔口管的封固质量必须达到耐压要求。套管固结合格后,要及时安装注浆高压阀门,做到对涌水、突泥的有效控制。
2.4钻孔劳动力配置及快速施工
钻孔施工主要采用大型集成化设备,另外辅以小型地质钻机设备。大型设备每班组配备操作工人1名、辅助工人2名,小型地质钻机每机组配备机长1名、技术工人3名,每班另配钻孔施工副队长1名。
为保障钻孔施工进度,主要从以下5个方面进行快速施工组织保障。
(1)合理配置钻探、注浆机械设备。为保证及时注浆,注浆过程中要不断施工钻孔,要求有一定数量的钻孔施工和注浆设备,并做到优化组合。
(2)不断优化注浆方案、参数和工艺。注浆过程中对注浆方案、参数、工艺进行深入研究,不断优化,使其具有较强的可操作性和可靠性,选择合理的注浆段长度,加快注浆速度,保证注浆质量。
(3)为了加快钻孔注浆速度,保证注浆质量,采用钻孔注浆台架,实行钻孔、注浆全断面立体交叉作业。首先按照设计钻孔注浆顺序施工一定数量的钻孔,注浆时调整钻机后另外施工钻孔。前进式分段注浆过程中,当一个孔钻到设计位置退钻后,在注浆的同时移动钻机施工下一步注浆的钻孔。注浆结束后即可进行钻孔施工,避免因等待浆液初凝而停工。
(4)技术人员现场值班,及时解决问题。技术人员进行跟班指导,并现场研究、解决问题,加快钻孔、注浆速度。机械修理技术人员对机械跟班维修管理,保证机械的正常运行,避免因机械故障而影响施工。
(5)保证钻孔、注浆物资的供应。指定专人负责注浆材料、钻孔和注浆设备配件等物资的供应和管理,加强对洞内运输线的养护,保证钻孔、注浆过程中材料和配件运输畅通,杜绝因材料和配件供应中断而停工待料的现象。
2.5注浆之前需要进行水压试验
管道接通之后,需要在注浆之前对管道的密封性进行测试,应用加水试压的工作方法,同时能够应用水压对岩石的缝隙进行清洗,为浆液的流通拓展路径,使浆液在岩石缝隙中能够更好的渗透和凝固,提升岩石结构的紧密程度。
2.6确定注浆结束的标准
确定注浆作业技术有科学的标准规定,当注浆的压力达到最高压力值,并且在此压力状态中连续工作十分钟以上,同时其注浆速率不大于每分钟20L,则能够确定注浆作业结束,每个注浆孔在结束注浆之时,都应当满足相应的施工标准。
3注浆施工
3.1注浆材料选择
根据隧道治理段复杂的水文地质条件和注浆方案,按照不同的注浆技术要求选用以下注浆材料:单液水泥浆、水泥水玻璃双液浆、硫铝酸盐水泥、新型可控速凝膏状体注浆材料(GT—1型),注浆过程根据注浆压力变化、耗浆量、钻孔揭露地层情况、钻孔次序和加固要求等选择材料,以浆液扩散范围与加固体强度为主要控制指标。
3.2注浆设备选型及主要参数
注浆设备的选择和配置原则是能够满足注浆量和注浆压力的调控。根据注入的浆液种类、额定泵量的大小以及注浆使用场合的不同,可以分别选择以下不同类型的注浆泵:
(1)单液注浆加固:选择3SNS单液注浆泵和3NBB260—35/10—7-45单液注浆泵。
(2)双液注浆加固:主要选择2TGZ—60/210高压双液注浆泵。
(3)钻孔止浆套管封固和径向短管注浆:选择使用ZBQ—27/1.5煤矿用气动注浆泵。4.3注浆劳动力组织及施工安排注浆施工技术较为复杂,特别是双液注浆和特殊材料注浆,技术要求更高,因此每班配备注浆技术副队长1名,现场班长1名,司泵及机修工4名,管路连接工1名,制浆工4名和现场材料倒运工4名。采取现场交接班的作业方式,即班前洞内技术交底、班后技术总结、现场注浆施工参数详细记录的技术主导型工作方式。采用洞外制浆站制浆,大大减少了制浆工作量,与洞内制浆站相结合,又兼顾了浆液配比的灵活掌控和实时调节的优势,通过现场技术人员和富有经验的施工人员的配合,有效保障了注浆施工质量。
结语
(1)基于不同现场的施工条件,分别在隧道内外施作注浆系统,注浆系统所处位置能够兼顾水、电等设施,使注浆浆液能够快速有效地注入治理段区域。
(2)针对不同角度及位置的钻孔,使用不同工艺施作钻孔结构及孔口管止浆管。对位于隧道灾害区域的钻孔安装防突装置,避免钻孔成为次生灾害的薄弱点。
(3)根据不同的地质条件,选择合理的注浆材料及注浆设备,科学组织人工,对富水软弱地层进行有效的注浆加固。
参考文献
[1]易凯.黏土地层浅埋隧道地表注浆加固技术[J].山西建筑,2016,42(3):176-177.
[2]杜帅峰.探讨隧道注浆加固技术及质量控制措施[J].环球市场,2017, 25(16):193.