长沙地下电缆隧道不良地质条件下的施工技术.doc
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长沙地下电缆隧道不良地质条件下的施工技术.doc
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长沙地下电缆隧道不良地质条件下的施工技术】
长沙地下电缆隧道不良地质条件下的施工技术【不好意思,图片正在整理中...】
1、工程概况
长沙市芙蓉路电缆隧道位于芙蓉路西侧人行道下,全长12.7km,隧道设计埋深为13.7~21.3m,以措施井为施工竖井。
各竖井均穿越著名的“白砂井层”,该地层是长沙地区主要的赋水地层。
电缆隧道位于白沙井层下方,中间由粘土层分隔,粘土层厚度为2.09~5.98m,局部地段隧道触及白沙井层,给电缆隧道的施工带来极大的危害。
4#措施井工区往北施工,掘进至N+103m时,发现断层破碎带和两个涌水点(涌水量约为10m3/h),东侧边墙出现塌方,采取短进尺、管引水、快支护等措施继续施工。
掘进到N+132m处,又发现一个节理十分发育的断层破碎带和多处涌水点(经测量涌水量约为60m3/h)。
由于硐室大量积水、坍方,于是暂停掘进施工。
2、基本方案
经多方专家反复论证,认为该段隧道顶部粘土层较薄,洞身可能触及赋水层,断层破碎带裂隙已经与赋水层形成联系,如不及时有效的治理,可能酿成严重后果。
本着“综合治理,区别对待,排堵结合,充填固结,保证安全”的原则,确定采取内外夹击的综合性方案进行处理,即先强排隧道积水,探明隧道涌水量和坍体数量;然后封堵施工掌子面,对坍体进行注浆加固;再用砼从地表对坍塌空洞进行填充;最后从洞内外两个方向对坍体进行注浆止水。
之后,即可进行正常的隧道掘进施工。
3、施工情况
3.1洞内探明硐室坍塌情况
⑴测量涌水量,组织突击排水:
经测量,隧道两侧排水沟总流量为59.64m3/h,通过强排约20h将积水基本抽干,总抽水量约2000t。
⑵探明硐室坍塌范围:
隧道积水抽排到基本能出渣时,组织专人清渣、查看,边出渣边塌方。
探明塌方范围:
长×宽×高=5×3.5×2.5=43.75m3。
3.2封堵掌子面
探明塌方区域后,分析认为塌方区顶部距含水层底部仅3.2m左右,上部含水层与坍方地层水系连通,水压力大,可能产生大的冒顶,导致隔水层塌穿,从而引发严重后果。
决定在施工掌子面现浇60cm厚的C20砼封堵墙,预埋4φ100mm的导流管,并安装阀门,埋6根φ5.8长7m的泄气和注浆管,用16MPa的单液水泥砂浆机进行1∶1的水泥浆液进行注浆。
注入约10t水泥砂浆后,由于渗涌水量大,浆液大部分被水冲走,效果不佳。
随即改变施工方案,改用地表充填方式处理。
3.3地表充填砼
根据洞内探明的塌方区位置进行地表定位。
在地表布置若干探孔(7个),经多次钻探和试灌注商品砼,找到塌方松动带、塌体和坍塌空洞,地表探测位置与洞内探测结果大致吻合,从地表向空洞灌注C20商品砼(泵送)33m3。
继续探测证明灌注砼基本将主隧道坍塌空洞填满,并且有效的遏止了坍方的进一步发展,但没有取到固结土体和止水效果。
3.4硐内、地表注浆
按照专家要求,将地面位于坍体上方的2个钻孔补钻至隧道底部高程,再增加3个相同深度的注浆充填兼固结孔。
硐内截水墙上重新布孔11个。
埋设导管并逐个安装开关,备作引水和注浆。
上述布孔完成后,依次进行双液注浆,共计注浆约80m3。
经上述处理后,涌水量由原来的60m3/h减少到现在的32m3/h。
涌水量明显减少。
3.5塌方区止水、固结、注浆方案
⑴通过硐内截水墙、地表充填注浆,大面积塌方已得到控制,即可转入下工序施工,即打开封闭的掌子面,将跨塌、充填的渣土、固结体清走。
开挖至N+130m处时,进一步探明塌方区充填固结效果,由于出现松动,已充填砼有往下滑移的动向,于是立即停止施工,重新砌筑截水墙。
⑵新截水墙墙体周边嵌入岩层内不少于300mm,保证无渗涌现象。
先在新截水墙施工面码砌沙袋将水引至未施工部位流出,并安装泄水管导水(排水量必须大于涌水量)。
⑶根据排水量估算结果,安装21根φ48mm、长短不一,但均不短于2m的泄水管,各泄水管均安装开关以便进行关水试验和注浆之用。
⑷为确保施工安全和观察水源连通情况以及衬砌变形情况,做关水试验测定水压,即将泄水管全部关闭,其中一根装上压力表,作好详细记录以便确定注浆各项参数。
⑸在做关水试验的同时观察变形和开裂情况,若发现则凿槽或钻内大外小孔,随即用海带和麻刀塞入,再用快速堵逢砂浆封堵。
⑹注浆主要材料:
525#硅酸盐水泥,40Be水玻璃,三乙醇胺,氯化钠。
⑺注浆压力:
根据关水试验测定的压力进行调整,要求控制在出水孔压力的3倍之内。
⑻注浆量控制:
由于岩层结构破碎松散,透水性大,采用以吸浆量小于0.6L/min为主的控制方式进行施工,根据由稀到浓的原则适当变换浆液配比1:
1.5~0.5:
1。
⑼浆液扩散半径:
由于固体松散,孔隙率、充填率和损失率大,根据水量大小和孔深灵活掌握,对关键的注浆孔要随时观察,单孔扩散半径应尽可能扩大。
⑽注浆时间控制:
附件
1121421561920.jpg(32.15KB)
2005-7-1517:
59
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清华大学建筑设计研究院结构软件TUS
lucien
Giza
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2#大中小发表于2005-7-1518:
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⑾注浆操作要点:
先用高压水进行扫、清管孔,再注单液水泥浆,观察窜浆情况,及时调整浆液配比,待动水变为静水后逐孔注浆,同时关闭泄水孔,最后采用单液、双液混注,直到用化学浆液进行快速封堵。
⑿质量检查:
注浆堵水后观测出水点及附近是否有出水情况,如渗水量大于5m3/h时,应继续进行注浆堵水,以保证下步小管棚作业的顺利进行。
3.6壁后注浆止水处理
为了保证施工的顺利进行,在掌子面施工前先对N+103~130区段进行壁后注浆止水、回填处理。
从隧道边墙底部向上0.5m开始布孔,间距1×1m梅花形布置,孔深以接触岩层面为准,孔径48mm。
采用水泥浆液、水玻璃浆液间隔进行。
注浆顺序为:
先底部、后边墙、再拱顶。
注浆压力控制在0.4MPa以内,并控制以边墙和拱顶不产生裂缝为原则。
壁后注浆处理完毕,及时将外露管部位封塞整平,以保证防水卷材施工时不受影响。
3.7坍体段施工技术
⑴通过注浆固结堵水,经检查达到施工要求后,实施坍体段施工。
经比较,采用管棚注浆法。
沿塌方区周边设置双层直径48mm、间距为300m的管棚。
详见布置简图。
⑵钢管长度深入岩层不得少于2.0m,注浆孔φ8mm@120mm梅花形布置,上倾角8~10°。
⑶塌方区内为松散体,钢管必须用钻杆套住一同送入。
⑷钢管起端固定在已施工的初衬墙拱上,然后进行注浆,严格控制管棚下层管浆液的扩散半径,尽量形成加固环,不使空间全部充填,以利掘进顺利进行。
⑸注浆顺序为先注2层,待2层注浆初凝后再注1层,以使1层浆液尽量扩散达到充填、固结止水之目的。
⑹开挖时遇到渗水较大时,予留导管引入集中点,随后进行注浆止水处理。
⑺每次开挖进尺控制在0.5~0.7m以内,安装间距300mm的格栅,应尽量控制爆破施工。
⑻如上述措施仍不能满足施工要求,在格栅顶部增设密布钢筋网后浇筑砼,再注浆。
4.安全质量技术措施
⑴在坍体影响全地段实行控制爆破:
掏槽眼装药,周边眼不装药,只起隔断和释放作用。
并尽可能采用人工掘进,以策安全。
⑵为确保安全质量,指派专人负责各个分项工程的施工,到现场指导和监督施工。
5.结论
⑴不良地段出现险情,一定要探明地质情况、尤其是水文情况,才能做到有的放矢,对症下药。
⑵城市地下隧道施工处理各种病害要有备用方案和应急措施,各种准备要充分,以便快速反应。
⑶适当抽水有利于分析情况,制定切实可行的处理方案。
⑷实践证明,综合采用各种施工技术手段,能够尽快治理病害,恢复施工,并将施工对环境的危害降到最小程度。
⑸施工中,注浆特别是化学注浆、钻进管棚、爆破等作业可能对环境(如地下水)造成一定程度的污染和破坏,选择和施工时要慎重。
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