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  • 软流塑淤泥质粉质黏土地层注浆加固试验研究

  • 内容出处:http://www.yuleboots.com时间2013-12-06 03:17作者admin浏览次数
 
摘要:为了解决高水位软流塑淤泥质粉质黏土地层的浅埋暗挖地铁区间隧道施工技术难点,提 出了该地层采用大管棚加小导管支护全断面或局部断面注浆加固施工方法.在6种不同水灰质 量比的水泥品种中加入不同质量分数的水玻璃,对其净浆抗压强度、初凝时间、流动性等进行考 核;同时对所选定的配比进行固结体强度试验,试验不同配方的浆材对软流塑淤泥质粉质黏土的 固结性能并选出强度最高的配方.南京地铁工程的现场试验和成功实施验证了室内试验的结论, 拓展了浅埋暗挖施工技术范围.
 
关键词:城市地铁;软流塑地层:区间隧道;浅埋暗挖工法;注浆
 
20世纪70年代初,国外开始将新奥法应用于 浅埋地层的研究[1_2],到70年代末80年代初已基 本形成了一套完整的技术.但因国外劳力少、工资 高,所以并未广泛应用于城市地铁、市政工程设计 与施工.20世纪80年代中期,我国借鉴国外成功 经验及我国山岭隧道硬岩新奥法施工经验,结合中
国国情和地质与水文地质情况,先后在大秦线军都 山铁路隧道和北京地铁首次应用浅埋暗挖技术并 获得成功.浅埋暗挖法经过十多年不断改进和完 善,现已在城市地铁、市政工程、城市热力与电力管 道、城市地下过街道、地下停车场等高水位和中硬 岩层工程中推广应用,形成了一套完整的配套技
 
1.2软流塑地层暗挖隧道施工难点
 
软流塑地层暗挖隧道施工难点:(1)围岩自稳 能力极差,开挖后易产生坍方,严重时可能发生涌 泥现象,使施工无法进行.(2)地面沉降难以控制, 在道路区过大沉降易引起路面开裂,甚至坍陷,影 响交通安全;在管线和建筑物区,地面沉降过大易 造成地下管线破坏和建筑物开裂,危及建筑物 安全.
 
1.3施工方案中加固土体的变形分析
 
经过工程调研和论证,区间隧道施工采用全断 面或局部断面注浆加固土层,辅助工法为大管棚加 超前小导管注浆加固其加固施工步序为I ~ VL隧道施工步序为16(见图1).
 
应用于软流塑地层中的大管棚加超前小导管 注浆加固,应分析管棚间挤土而引起的地层损失 (见图2).
 
由图2(a)可知,大管棚间中心间距为35 cm, 管棚本身土柱的刚度远远大于管棚间的土体.该土 体的变形量受控于开挖释放应力的大小或地层压 力的大小,其开挖后的应力分布可表示为
粉质黏土,覆土厚度约9 m,区间上方有2栋7 层和1栋4层建筑物及1条0700 mm污水管.在 玄武门站南端隧道穿过地层为软流塑状淤泥质粉 质黏土,覆土厚度约8 m,该区间上方有2栋2层 和3栋5层地面建筑物及1条抑00 mm污水管. 1.1工程地质
 
区间隧道穿越的地层为:②-2bM粉质黏土-狱 泥质粉质黏土,层厚4.812.2m;②-2b4淤泥质 粉质黏土-粉质黏土,层厚0.5 ~ 10.0 m;③-l-2bM 粉质黏土,层厚2.0 ~5. 6 m;③-2-2bM粉质黏土, 层厚2.8 ~5.4m. ±也下水位在地下1.0 -1.5 m处.
 
软流塑状淤泥质粉质黏土土体物理力学指标 如表1所示.
管棚径向对土体的作用力~可以形成土体的 主压应力,当大管棚的间距小到一定程度后,2根 管棚间土的主压应力可以连成压力拱,如图2(b)
 
所示.在2根大管棚之间加人小导管,通过超前注 浆提高土体的强度和模量,可以减少挤土体的变形.
 
大管棚超前支护能够提高地层的稳定性,减少 地面沉降;小导管注浆则用于补遗和加强.长管全 断面一次注浆采用的是分段后退式注浆,其目的是 加固开挖工作面轮廓线以内的软土,防止其发生洞 体内突泥.为了提高注浆加固效果,要选择正确的
注浆参数、探索注浆工艺和性能较优的注浆材料; 通过劈裂注浆的室内试验和现场原位试验,在第1 个循环的注浆试验段施工数据的分析指导下,完善 注桨参数和工艺.
 
2室内试验
 
2.1试验设计
 
为了选择合适的浆材及配比,在6种不同水灰 比的水泥品种中加人不同质量分数的水玻璃,对其 3,7,14,28 d净浆抗压强度、初凝时间、流动性等进 行考核,同时对所选定的配比进行固结体强度试 验.试验不同配方的浆材对软流塑淤泥质粉质黏土 的固结性能,从中选出强度最高的配方.试验采用 的6种水泥品种为HC-T高强注桨材料、HC-T凝 结时间可调灌浆材料、HC-P超细灌浆材料、HC-K 超细灌浆材料、42.5号普通硅酸盐水泥和32.5号普 通桂酸盐水泥;试样尺寸为40 mm x 40 mm x 40 mm;考核指标为抗压强度(28 d)、初凝时间和 流动度.
 
试验分3批进行:第1批确认水灰比、水泥品 种、水玻璃影响范围;第2批是在选定水泥品种的 情况下,研究水灰比和水玻璃加量对指标的影响; 第3批是研究浆液与淤泥土结石体强度的影响因 素.所有试验均采用多指标综合平衡法分析试验方 案结果.
 
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