1、帷幕注浆试验报告基坑帷幕灌浆试验报告一、工程概况杭州市地铁6号线滨江站主体工程位于杭州市滨江区江南大道下，为地下三层12米岛式站台车站，大致呈东西轴向，与沿江陵路敷设的1号线车站换乘。本工程主体车站长约145米，其中西端头井及西标准段长约49.25米，换乘段长约42.60米，东端头井及东标准段长约52.95米；端头井宽约24.90米，标准段宽约21.10米，基坑总面积约3619.3平方米。基坑开挖采用明挖顺作业法施工，基坑围护结构采用1000mm厚地下连续墙。基坑开挖基本情况一览表工程部位地面标高m开挖面标高m开挖深度m围护深度m备 注西端头井+6.20-19.0025.20原设计为进入全风化
2、砂砾岩不小于1m；实际优化施工深度51m 。标准段换乘段+6.20-17.6723.87东端头井+6.20-19.0025.20+6.20-19.5025.70耳朵井+6.20-10.5316.73拟建车站平面布置图二、场地工程地质及水文地质条件（一）工程地质条件1、:填土层(mlQ43)1 2素填土：灰黄色、灰色、色杂，松散，稍湿，以粉土为主，含少量碎砖块及碎石块等。大部分地表为沥青，厚约0.3-0.4m。层顶高程5.756.47m，层厚0.801.8m。2、：钱塘江冲积沉积层，河口相（al-m Q43）2砂质粉土：灰黄色，稍密，很湿，含云母碎屑。摇振反应迅速，切面无光泽反应，干强度低，韧性
3、低。局部缺失，层顶深度0.801.80m，层顶高程4.355.67m，层厚1.803.60m。3砂质粉土夹粉砂：灰色、灰黄色，稍密，很湿，含云母碎屑，局部夹粉砂。摇振反应迅速，切面无光泽反应，干强度低，韧性低。全场地分布，层顶深度1.004.40m，层顶高程1.555.08m，层厚1.007.20m。4砂质粉土：灰色，稍密，很湿，含云母碎屑，局部夹粘性土薄层。摇振反应中等，切面无光泽反应，干强度低，韧性低。全场地分布，层顶深度4.79.30m，层顶高程-3.281.54m，层厚2.307.23m。5粉砂夹砂质粉土：灰色，稍密，很湿，含云母碎屑，局部夹砂质粉土。全场地分布，层顶深度7.0013.
4、2m，层顶高程-7.05-0.76m，层厚1.005.00m。7砂质粉土：灰色，稍密，很湿，含云母碎屑。摇振反应迅速，切面无光泽反应，干强度低，韧性低。局部分布，层顶深度11.0016.00m，层顶高程-10.11-4.72m，层厚0.606.60m。3、:第一软土层：滨海、海湾相（m Q42）3淤泥质粉质粘土：灰色，饱和，流塑，含少量有机质及腐殖质，夹薄层状粉土或粉砂。全场地分布，层顶深度15.1017.80m，层顶高程-11.64-9.18m，层厚5.709.30m。4、：第二软土层：浅海、溺谷相（m Q41）2淤泥质粉质粘土：灰色，饱和，流塑，含少量有机质及腐殖质，局部夹薄层状粉土或粉砂
5、。全场地分布，层顶深度22.526.7m，层顶高程-20.81-16.51m，层厚2.608.30m。5、：湖沼相沉积（lhQ32）1粉砂夹粉质粘土：褐灰色，饱和，中密，含少量腐殖质及贝壳碎屑，局部夹薄层状粉土及粘性土。局部分布，层顶深度28.3031.60m，层顶高程-25.41-22.24m，层厚1.272.70m。6、河流相、冲洪积相(alQ31、al-plQ31) 1中砂：灰色灰褐色，中密，饱和，主要成分为石英，云母碎片，偶见贝壳碎屑，局部含粘性土。底部局部夹少量砾石。全场地分布，层顶深度28.633.0m，层顶高程-26.81-22.85m，层厚8.3012.7m。1圆砾：灰色灰褐色
6、，中密密实，砾石含量50%80%，粒径一般0.25cm，个别8cm以上，级配良好，次圆状，交错排列、大部分接触，母岩成分为砂岩、凝灰岩等，间隙充填中砂、粘性土等，粘性土局部呈层状。局部块石较大，钻进较难，易漏水。全场地分布，层顶深度40.2043.10m，层顶高程-37.10-34.14m，层厚最大17.0m。7、白垩系泥砂砾岩(K)1全风化砂砾岩：紫红灰黄色，可塑-硬塑，岩石大部风化为砂土状或土状，局部夹块状碎石或强风化碎块状，组织结构基本破坏，矿物成分大部分已发生变化，但尚可辨认，并且有微弱的残余结构强度，手掰易断，干钻可钻进。全场地分布，层顶深度54.6059.3m，层顶高程-53.06
7、-48.33m，层厚钻探揭露最大8.40m。2强风化砂砾岩：紫红暗红色，中密-密实。岩石风化强烈，组织结构已大部分破坏，矿物成分已显著变化，岩石风化成碎块状或砂砾状，角砾砾径为0.5-2cm不等。岩体破碎，可用手折断，干钻不易钻进。局部夹中等风化短柱状或碎块岩。全场地分布，层顶深度60.065.4m，层顶高程-59.16-53.91m，层厚钻探揭露最大9.00m。3中等风化砂砾岩：紫红色，砾状结构。组织结构部分破坏，矿物成分基本未变化，主要为砂质及砂砾质胶结，岩芯风化成碎块状、柱状，局部节长5-30cm，岩芯较完整时手板易断，锤击易碎。该层风化不均匀，局部夹强风化碎块状。岩石单轴饱和抗压强度为
8、1.18-4.83Mpa，属极软岩。层顶深度66.068.5m，层顶高程-62.75-59.83m，钻探揭露最大层厚5.9m。本工程车站底板位于3、2淤泥质粉质粘土层，原设计基坑围护结构地下连续墙墙趾插入深度设计为进入1全风化砂砾岩不小于1.0m；实际优化设计（施工）深度为至少51m。（二）水文地质条件1、松散岩类孔隙潜水潜水含水层组主要为全新统冲海积砂（粉）土，包括层粉土及粉砂夹粉土，外业勘探时测得潜水位埋深2.103.90m，相应高程(1985年国家高程基准)为2.303.75m，根据含水层渗透系数划分属弱透水层。潜水水位埋深随季节变化，补给来源为大气降水及地表迳流，并以蒸发、向附近沟、河
9、等侧向径流排泄，据收集到的区域水文地质资料，杭州市滨江区地下水位年变化幅度0.501.5 m。潜水位随季节、气候等因素而有所变化。设计地下水位应按站室全浸没考虑。2、松散岩类孔隙承压水本场地对基坑开挖有影响的承压含水层主要分布于1层中砂、1层圆砾中，勘察期间测得承压水位埋深4.00m（Z1bjb-04孔），水位标高为2.24m。承压含水层厚度约29m，顶板标高-24.0m左右，富水性好，根据含水层渗透系数划分1层中砂属中等透水强透水层，1层圆砾属强透水层。主要接受上游补给区的侧向迳流补给及垂直向越流补给，以开采为主要方式进行排泄。承压含水层下覆1全风化砂砾岩风化成粘土状局部夹极少量砾砂或碎块，
10、属弱透水层；2强风化砂砾岩风化成碎块状及块状，砂砾结构明显，该层透水性与胶结物及胶结程度有关，一般属弱透水层。据勘察Z1bjb-04号孔取得承压水水质分析成果显示，该含水层水质为淡水，SO42-为 29.43mg/l、Mg2+为34.25 mg/l、NH4+ 为0.01mg/l、CL-为212.57 mg/l、OH-为0.00 mg/l、水质为HCO3-Ca型水，总矿化度521mg/L，PH值7.72（场地环境类型为类）。按国标岩土工程勘察规范(GB 50021-2001)判定，本场地承压水对混凝土无腐蚀性，在干湿交替环境中对砼结构中钢筋无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。各土层室内渗透试验所得渗透
11、系数详见下表：土层编号土层名称室内试验渗透系数（cm/s）水平（KH）垂直（KV）3砂质粉土夹粉砂3.05E-05(0.026m/d)1.78E-05(0.015m/d)4砂质粉土2.70E-05(0.023m/d)3.00E-05(0.026m/d)5粉砂夹砂质粉土5.10E-04(0.441m/d)6.00E-04(0.518m/d)7砂质粉土4.56E-05(0.039m/d)5.63E-05(0.049m/d)3淤泥质粉质粘土2.67E-07(0.0002m/d)2.14E-06(0.0018m/d)2淤泥质粉质粘土3.70E-07(0.0003m/d)1.30E-06(0.00011
12、m/d)1中砂1.6E-02(13.824m/d)7.30E-03(6.307m/d)1圆砾1.3E-01(115.78m/d)1.2E-01(108.86m/d)三、帷幕灌浆试验孔施工根据我标段上报的帷幕灌浆施工方案及杭州地铁专题纪要【2010】215号内容，进行帷幕灌浆试验施工。（一）原理根据本次注浆的目的堵塞土颗粒的间隙和地层中的水、降低地层的渗透性，则需形成所谓的渗透注入状态。渗透注浆的机理是浆液在压力的作用下渗入土的孔隙和岩石裂隙中，将空隙中的自由水和气体排挤出去但不改变土体结构的原状和体积；浆液凝固后把颗粒粘结在一起，使土层的抗压强度特别是抗渗性能得以提高。（二）帷幕设计注浆加固目
13、标层1圆砾空隙较大，可灌性较强；同时考虑本工程施工场地和灌浆施工周期限制，因此确定此次帷幕设计采用单排孔直线式布置，帷幕防渗标准为地层渗透系数降低50%以上或单位吸水量降低50%以上。试验孔采用直线式同次序不等间距布置，布置试验孔5个(包括检查孔2个)，施工顺序为孔S1S2S3检查孔1检查孔2。其中S1、S2孔间距为3.0m，S2、S3孔间距为2.0m。具体布置见下图：灌浆孔深58m，帷幕幕顶设在地连墙底部往上5m（埋深46m，标高约-40m），帷幕幕底如全风化岩约1m（埋深58m标高约-52m）帷幕高度为12m，与已施工的51m地连墙下部结合形成整体封闭式止水帷幕。注浆孔的结构图见下图：本次
14、灌浆试验适用规范为水工建筑物水泥灌浆施工技术规范(SL62-94)。（三）施工1、钻孔帷幕灌浆孔施工采用XY-1B型回转式岩芯钻机。钻探使用复合精钢钻头、优质泥浆循环钻进、无泵反循环法采取岩芯。帷幕灌浆孔偏斜率控制在1%，开孔直径不小于110mm，终孔直径不小于91mm；检查孔的施工，按照水利水电工程钻孔压水试验规程SL31-2003进行。2、注浆管埋设本次注浆采用注浆管采用内径不小于2.5cm的聚乙烯耐压塑料管，下部12m按50-80cm间距对向预打直径8mm注浆孔并用弹性橡胶带封好。注浆管由钻杆顶压放至钻孔底以确保埋置深度，底部圆砾层注浆管与孔壁间隙采用细石（苍蝇子）回填，圆砾层上部（目标
15、层以上）至地面以下采用快凝水泥注浆封孔。孔口用细石混凝土封堵。注浆管埋设好后放置不少于12小时后方可注浆。制作好的注浆管 注浆管上的注浆孔下管 回填细石 3、浆液制备本次灌浆目标层孔隙性较好，因此，对浆液的要求既除应具有良好的流动性和流动性维持能力，更应具有时间触变性较大的浆液，以免浆液扩散至不必要的距离，并防止地下水对浆液的稀释和冲刷；对防渗灌浆而言，还要求浆液结石具有较高的不透水性和抗渗稳定性。因此，本次试验灌浆材料采用水泥水玻璃浆液。在配比试验过程中，发现原方案水泥浆（水灰比1:1）：水玻璃溶液（波美度为39）为1:1的双液浆混合凝结速度过快（仅几十秒），浆液混合后在注浆管内沉淀极易导致
16、射浆管堵塞、灌浆管路爆裂，且灌浆半径小，不易形成防渗帷幕。当调整为水灰比为1:1的水泥浆加5%（体积比）的水玻璃溶液（波美度为39）混合浆液初凝时间在2030min，具有良好的流动性和流动性维持能力，同时具有时间触变性较大的特性，且凝结后抗渗性能好、施工工艺简单、操作方便、材料来源丰富等优点，也是应用最为广泛的灌浆材料之一。故此次试验浆液以此种配比进行。浆液制备4、灌浆灌浆压力和注入率是相互关联的两个重要参数，灌浆试验施工控制视情况分别采用以压力为主和以注入率为主的两种控制方法：当土体(岩层)结构完整、透水性较小时，采用以压力为主的控制方法，在较短的时间内达到试验压力，直至结束。当土体(岩层)
17、结构破碎、透水性较大时，采用以注入率为主的控制方法，注入率大时采用较低的灌浆压力，等到注入率逐渐减少时，注浆压力逐渐升高并升至设计压力，直至结束。本次灌浆目标层圆砾孔隙性好、透水性较大，现场注浆试验采用以注入率为主的控制方法：注入率控制在5060L/min，起始注浆压力为0.3MPa。现场试验过程简述如下：试验孔S1孔于2010年12月3日9:5515:40进行，共注入混合浆液16.5m3，注浆压力由0.3MPa上升到0.7MPa；试验孔S2孔于2010年12月4日6:0012:50进行，共注入混合浆液15.7m3，注浆压力由0.3MPa上升到0.7MPa；试验孔S3孔于2010年12月5日1
18、1:3018:10进行，共注入混合浆液12.1m3，注浆压力由0.3MPa上升到0.7MPa；灌浆试验结束标准为：各孔分别达到前述压力下，浆液开始从邻近的地下连续墙地表导墙处冒出，待冒浆渐止后复注不吸浆（或吸浆量很小）而压力快速上升。四、灌浆效果检查帷幕灌浆效果检查内容分为钻孔取芯和压水试验。（一）检查孔取芯分析从检查孔1（位于S1孔与S3孔中间（S1孔与S3孔间距1m），于2010年12月9日按注浆段的上中下部位分别取样）的岩芯采取情况看，采取率较高，岩芯多处可清楚地见水泥浆液充填，芯样干结后较为完整致密。证明土体的可灌性良好，灌浆效果较好。检查孔1取芯照片从检查孔2（位于S2孔与S3孔中间
19、（S2孔与S3孔间距2m），于2010年12月8日按注浆段的上中下部位分别取样）的岩芯采取情况看，采取率较低，岩芯多处水泥浆液充填不完全，芯样干结后不完整。证明注浆孔采用2m间距较注浆孔1m间距效果差。检查孔2取芯照片（二）压水试验成果分析压水试验压力分别取0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa为标准值，根据不同保压阶段吸水量来判断注浆效果的好坏。压水试验分三次进行。第一次：在S1孔成孔后，压水试验取得原始数据。第二次：检查孔1，取芯完毕后，压水试验获取相关数据1。第二次：检查孔2，取芯完毕后，压水试验获取相关数据2。在S1孔注浆前，现场进行的.压水试验显示，单位吸水量大，其PQ升压曲线为通
20、过原点的直线，根据水利水电工程钻孔压水试验规程（SL25-92）判定属A（层流）型。检查孔1压水试验显示的PQ升压曲线为通过原点凸向Q轴的曲线，根据水利水电工程钻孔压水试验规程（SL25-92）判定属B（紊流）型，且单位吸水量较小，根据PQ升压曲线图及芯样分析判定检查孔位1处的注浆充填率约为60%。这说明帷幕灌浆的减渗止水效果比较好。检查孔2压水试验显示的PQ升压曲线也为通过原点凸向Q轴的曲线，根据水利水电工程钻孔压水试验规程（SL25-92）判定属B（紊流）型，且单位吸水量较小，根据PQ升压曲线图及芯样分析判定检查孔位2处的注浆充填率约为30%。但较检查孔1压水试验的PQ曲线不明显，这说明孔
21、位间距按2m布置时帷幕灌浆的防渗止水效果尽管有效果，但不能满足本工程帷幕止水的要求。下图表为压水试验单位吸水量统计表及曲线图：杭州地铁滨江站现场压水试验单位吸水量统计表序号注水压力（MPa）数值备注00.10.20.30.40.51单位吸水量（L/min）注浆前0214363811032注浆后检查孔1017355265683注浆后检查孔201939587283说明：注水压力0.1、0.2MPa时单位吸水量为模拟理论值。五、结论通过本次现场帷幕灌浆试验，可以获得如下结论：1、采用坑外注浆的的方式降低圆砾层渗透系数，是可行的；2、圆砾层的可灌性良好，灌浆防渗效果较好；3、采用水灰比为1:1的水泥浆加5%（体积比）的水玻璃溶液（波美度为39）混合浆液是适合本工程的；4、灌浆参数应定为：（1）孔位采用单排布置，孔间距为1m（注浆孔孔位如下图）；（2）单孔注浆管采用2根内径为2.5cm的聚乙烯耐压塑料管，长度60m/根，下部12m按50cm间距对向预打直径8mm注浆孔并用弹性橡胶带封好；（3）浆液初凝时间应控制在2030min之间；（4）单孔灌浆量控制在不小于12m3；（5）每孔灌浆压力控制应在0.7MPa左右；注浆孔孔位平面布置图杭州市地铁1号线线滨江站标基坑帷幕灌浆现场试验报告中铁十三局集团有限公司滨江站标项目部二0一0年十二月
