注浆专用水玻璃在粉砂层加固中的应用

2020-03-20 15:23:36

　　注浆专用水玻璃在隧道工程概况和施工后的第一阶段6块站隧道地下运行期(RDK0~RDK0+456.500+250.000)马蹄地下双单洞结构的截面隧道,隧道断面尺寸(高*宽)的6700 x 6500 mm,超前支护帷幕灌浆和小导管注浆支护形式,隧道在浅隧道CRD法用于道路建设;结构埋深约12.10~14.40m，覆盖层厚度5.7~7.7m。土壤渗透系数大,干强度低,振动响应迅速,在隧道开挖之前提前帷幕灌浆加固的土壤,改善土壤的稳定性,避免产生土壤沉降过程中开挖和2崩溃现象的土壤地质这个区间地貌单元属于黄河冲积泛滥平原,据调查报告显示,隧道工程的形成主要是在第一个(7-1)层粉质粘土,第一层(8)淤泥,细沙的第一层(16)和少数的第一层(9)粉质粘土,土拱结构的第一层(2)淤泥的第一层粉质粘土(7-1)。

　　3.1注浆专用水玻璃帷幕灌浆机理磷水玻璃双液帷幕灌浆对细砂固结效果好，浆体渗透性强，固结速度快，整体稳定性好。双液灌浆对土体的加固作用可分为渗透、扩散、充填和压实四部分。在灌浆初期，浆体总是填满一个大的空隙，然后在一定的压力下深入土体。以入渗为主要影响因素的灌浆，以土壤粒径为主要影响因素。只有当粒径比N=D15/G85≥15时，才能获得良好的透气性。根据项目特点，以磷酸和硅酸钠为主要制浆原料，硅酸钠40Be’(=1.38g/cm3)和85%磷酸(弱酸=1.7g/cm3)配制成浆体。灌浆前，将水玻璃与水按1:1稀释成水玻璃溶液，将磷酸按1:10稀释成磷酸溶液。由于浆体扩散半径和砂层孔隙难以准确确定，根据隧道工程相关地质水文条件、注浆方法和选用的注浆材料，估算注浆量。灌浆量估算公式为:Q=An(1+)(3.5-1)其中:Q-总灌浆量m3;a灌浆范围体积，m3;N-孔隙度，%;为浆体充填系数(0.7-0.9);灌浆材料的损失系数。

　　3.5注浆压力的选择是注浆施工中的一个重要参数，关系到注浆施工的质量和经济效益。因此，正确确定灌浆压力，合理应用灌浆压力具有重要意义。注浆压力与孔隙发育程度、突水压力、料浆粘度、胶凝时间等有关。一般来说,下列经验公式用于计算:(1)根据已知的地下水静水压力计算,设计灌浆压力(最终压力)是静水压力的2-3倍,最大可以达到3-5倍,也就是说,(2-3)P'<P<(3-5)P”(3.6-1):p-design灌浆压力(最终压力)(Mpa);P’—注浆时的静水压力(Mpa)。根据公式P=KH(3.6-2)，P-设计注浆压力(终压)(Mpa);H-注浆深度(m);K-压力系数由注浆深度决定。

      4.1施工工艺准备→量测定位孔→导架安装→钻机就位→钻孔→制浆→注浆施工→效果检查→下孔注浆。

      4.2测量开挖手掌面上的固定孔位，松开隧道开挖等高线，根据设计要求画出开挖范围内的孔位。孔位置偏差为±30mm，入射角偏差不大于1°。1.钻机应在指定位置就位，设置导向架，并对导向架进行精确调整。针对中、细砂层、砂砾层钻孔难度大的问题，采用mk-5水平地质带水头钻机对孔位置，调整钻杆和钻头的垂直度

　　在不同的入射角度钻孔。对准孔后，钻机不得随意移动、起飞或降落。

2.挠度修正:钻孔中和钢管时的挠度可由每3m测得的钻孔挠度得知。当钻孔变形过大时，可采用专用钻头等方法进行修正。例如:向下偏转，在偏转部分填入水泥砂浆，等水泥砂浆凝固后从开始偏转开始继续钻进;向上偏转，再用专用合金钻头钻孔。

      4.4注浆过程控制磷酸和硅酸钠应严格按照要求稀释至规定的比例浓度。两种料浆取适量，确定凝结时间。

       2.为了保证灌浆泵的正常运行，灌浆前必须进行试验。测试方法是首先调整泥浆的三通阀门返回位置,打开泵后,当泵吸是正常的,返回港口的三通阀正在慢慢减少,注浆泵的压力缓慢上升,当达到预定的灌浆压力,并持续3分钟没有失败,也就是说,泵的性能被认为是正常的。3.注浆压力采用“分级增压法”控制。在灌浆初期，不宜将压力值提高到规定的最大值，应逐渐由低到高;灌浆时采用间歇式灌浆。间隔时间由泥浆的胶结时间决定，胶结时间略短于泥浆的胶结时间。

       4,根据实际的地下开挖段灌浆效果调整灌浆压力,注浆量和注浆压力双重标准,当灌浆压力达到灌浆压力、灌浆量达到85%以上的值,可以结束孔灌浆,还是不设计最终压力灌浆压力、灌浆量已达到灌浆量的设计,没有漏浆现象,可以结束孔灌浆。

      4.5注浆异常问题处理若注浆压力突然增大，应停止注入磷酸水玻璃液，改为注水。当泵压力恢复正常后，应进行双液注浆。

       2.当泥浆的量大,压力不上升很长一段时间,当泥浆正在运行,应用棉花丝阻止,并调整泥浆的浓度和混合比缩短凝胶时间,和执行小泵体积和低压灌浆浆凝胶速度在砂层;也可以采用间歇灌浆，但停止时间不能超过浆体的胶凝时间。当停机时间较长时，应使用清水冲洗管路，防止管路堵塞。

       5,从灌浆效果的分析结论,注浆专用水玻璃双灌浆帷幕灌浆的可以满足需求,扩散半径2.0~2.4米,2.0米的设计要求,渗透系数的5.69 x 10-7 cm/s,结果满足设计要求,无侧限抗压强度值为0.32 MPa,满足设计要求为0.3 MPa为0.5 MPa,凝胶化时间也可以满足施工进度的要求,同时通过注浆试验，也能满足施工要求。