广州地下连廊主要施工方法及施工工艺.docx
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广州地下连廊主要施工方法及施工工艺
广州地下连廊主要施工方法及施工工艺
1水平旋喷桩施工
F1-4/F1-5地下隧道全长约31.5m,水平旋喷桩5310.0m,开挖周边(含临支周边)设置双排,桩径100mm,间距400mm,单向施工,内外排分别设于开挖线外200、100mm。
设备配备HTG—200型钻机、高压注浆泵、导向仪、强制可控式排浆系统及配套设施。
1.1施工工艺流程
水平旋喷桩施工工艺流程见图1-1所示。
图1-1水平旋喷桩工艺流程
1.2施工步骤
(1)测放桩位
在掌子面测量标出隧道开挖轮廓线,测定并放出桩位,作好桩位标志,编定桩号。
(2)设备安装调试
铺设轨道,安装立柱。
要求H型钢轨找平误差≤3mm;底盘对角线找方误差±3mm;斜拉筋需绷紧,交叉拉力基本相等;四柱对角误差±5mm。
对孔位。
设备安装好后,按技术交底调整钻机角度、方位,对准孔位,孔位误差控制在±50mm以内。
检查钻机、高压注浆泵运行是否正常,油路、电路是否完好通畅,符合安全要求。
安装钻头,并检查探棒及喷嘴是否能正常工作。
(3)开孔埋设密封装置
开孔器开孔,采用ø130mm钻头钻进,由于是把侧墙(0.1m)作为掌子面,距侧墙1.5m有一排基坑围护桩ø1200mm,钻进深度按3.4m,开孔角度按10设置,待旋喷2-3根后进行调整。
使用吊线和水平尺调试安装好开孔器底座,进行预开孔,埋设孔口管,根据监测结果决定是否需要安装孔口密封装置。
(4)打设预导孔
将导向钻头及第一根钻杆送入孔口管内。
开始钻进,每钻进3m要使用SE-2水平导向仪测量一次,并做好测量记录,一旦发现偏斜要及时进行纠偏,直到钻至设计深度。
水平旋喷桩施工顺序采取:
先施工外层旋喷桩,再施工内层旋喷桩,同一层旋喷桩先由拱脚向拱顶跳桩施工,左右交替(左2、右2、左4、右4……)直至顶部。
再从拱顶至拱脚,左右交替补喷所缺孔位,使左右均匀受压,后旋喷孔固结体能填补两孔间隙。
(5)终孔检测
检查孔深和打设角度偏差,孔深不得小于设计深度,入孔角度控制在0.8%,成孔偏差不超过0.5%。
(1)配制浆液
浆液水灰比采用1:
1,搅拌均匀。
在制浆过程中随时测量浆液相对密度,每孔结束后统计该孔的材料用量。
浆液用高速搅拌机拌制,拌制浆液连续均匀,搅拌时间不小于3min,一次搅拌使用时间亦控制在4小时以内。
制浆过程中应随时测量浆液比重,每孔高压喷浆结束后要统计该孔的材料用量。
(7)拔杆喷浆
为保证旋喷质量,进行高压喷浆前应检查高压注浆泵,查看泵压读数,在达到30Mpa—35Mpa时,才可开始喷浆施工,同时,启动真空负压装置,主动排浆。
注浆流量控制在80L/min~90L/min,注浆时拔杆速度控制在15~20cm/min以内。
在高压喷浆时,泵工要随时观察泵压变化,一旦发现泵压过低或过高时应及时停止喷浆,查明原因后再恢复高压喷浆。
图1-2注浆压力监测
当钻杆拔至离孔口0.5米处高压泵停止注浆,关闭浆液输送通道,再缓慢拔出钻杆,进行封孔作业。
(8)封孔
缷下孔口管最外端的密封装置,关闭循环液排出口。
拔出钻杆和钻头,封孔。
(9)清洗高压注浆泵及钻杆
1.3质量控制
(1)工程开工前,认真做好技术交底,上岗人员必须经过技术培训,特殊工种必须持证上岗。
(2)孔位误差不得大于50mm,倾角与设计误差不得大于1°。
(3)水泥土固结体28天无侧限抗压强度大于5Mpa。
(4)水平旋喷桩桩径应大于100mm。
(5)实时仪器监测纠偏。
在孔位开始钻进前用经纬仪和水准仪准确调整钻进方向,同时在钻头内部安装测控设备SE-2型无线水平导向仪,测量全程轨迹,控制偏差。
1.4工艺要点
(1)控制和定位
开工前,在地层内不同深度处埋设2个接收天线,确保钻孔全程均能测量钻孔偏斜度。
每钻进3米测量一次,及时纠偏。
(2)管内排浆调控系统
真空负压强制排浆系统主要设备有:
导向排浆喷头、中空排浆钻具、大口径中间排浆送水器、导流强排泵和相应的压力传感器等,详见图1-3、1-4、1-5、1-1所示。
图1-3强排导向钻头
图1-4强排浆钻杆示意图
图1-5强排浆送水器示意图
图1-1射流泵工作原理
1.5施工注意事项
施工过程中,操作人员要随时记录压力、喷浆量、钻进速度、拔钻杆速度等有效参数。
施工时严格控制各种施工参数,发现问题及时汇报处理。
现场施工做到及时记录、及时调整、及时汇报处理。
注浆压力和注浆量应符合设计要求、有关规范的规定和现场试桩选定的参数。
在施工时严格遵守操作规程,工班长和技术员严格进行质量自检,逐根桩检查孔位偏差、钻机角度等。
1.1影响旋喷桩质量的因素
(1)旋喷压力是影响旋喷桩固结体质量的主要因素,在喷嘴直径和浆液稠度不变的情况下,喷流轴上的压力与流速的平方成正比,压力越大,固结体的直径越大。
(2)浆液水灰比大小直接影响旋喷桩固结体的强度,根据试桩结果,确定浆液参数,固结体强度满足设计要求。
(3)旋喷浆液与砂体的搅拌均匀程度,一般说来,旋喷浆液与砂体的搅拌越均匀,其旋喷桩的强度越高。
1.7特殊部位水平旋喷桩施工
沿隧道纵向,人行天桥有两根桩基在隧道内,直径1.2m,天桥桩基前后纵向,存在水平旋喷桩施工盲区,施工时沿桩两侧,各增加2根旋喷桩(工艺采用摆喷)。
沿边缘上下各钻2个孔,再进行旋喷注浆。
施工时,喷嘴向人行天桥桩基方向在90~135°范围内摆动喷射注浆,并加大注浆压力,控制在(30~35)Mpa,放慢回退速度,增大桩径,回退速度控制在8~10cm/min,使大量的浆液集中切割喷嘴方向土体,使得切割半径增加至2~3倍距离,在影响区域形成帷幕咬合体,达到开挖支护效果。
此方案在广深港地铁施工中实施过,比较成功。
如下图1-7所示。
1.8天桥桩基在边墙开挖轮廓线外旋喷桩施工
在隧道右侧边墙,由于开挖线外侧天桥桩基影响,桩基外侧边线与边墙开挖轮廓线相重合,这样只能沿开挖轮廓线施作一排旋喷桩,而在天桥桩基方向竖向放线采用摆喷技术,并加大注浆压力,注浆压力控制在30-35Mpa,使该处旋喷桩可以完全咬合。
见图1-7所示。
图1-7旋喷桩摆喷工艺示意图
1.9穿越污水管水平旋喷桩施工
在ø1.5m污水管道位置,为确保污水管安全,防止下沉偏移和开裂,此处的旋喷桩施工,采用二次施作详见附图1-8拱顶上部污水管纵断面示意图。
施工时第一次施作至距污水管壁1m处,水平旋喷桩长度20.7m,第二次从洞外钻孔旋喷,旋喷桩有效长度18.8m,确保两次施工旋喷桩搭接3米,其余钻孔注浆填满。
施工时采用导向仪精确导向,在施工至污水管处2m范围减小注浆压力,控制在10~15Mpa,减慢回退速度。
施工至管线位置时,加强现场监测每半个小时测一次,盯控人员发现问题及时(对讲机)通知现场施工人员和负责人,视情况调整施工参数,或停止施工,确保管线安全。
1.10水平旋喷桩施工监控与措施
本工程超前支护不仅要保证通道的开挖安全,更要保证在超前支护施工期间路面及附近结构安全,通过以下几点措施控制施工安全:
1.10.1路面及附近结构设置监测点,见7.3监测方案,即时提供施工期间的各种变形数据,指导和控制施工参数。
本工程设定变形标准控制量:
瞬间变形量小于5mm,稳定变形量小于2mm/天;
1.10.2建立变形应急体系;
•施工过程中,监测组应随时提供各项数据变化情况,施工班组根据监测数据调整施工节奏和范围
•当地表路面出现沉降或者裂缝时,监测组应立即通知项目指挥部和施工班组(对讲机),根据实际情况可进行补充注浆;
•当沉降变形超标报警时,监测组第一时间通知施工班组和项目指挥部,立即停止施工,根据变形方式共同制定控制应急措施。
1.10.3制定施工应急措施;
•先进行隧道两侧位置旋喷桩施工,施工范围内侧1米位置卸压孔(每侧施工4个),
钻孔长度同旋喷桩长,钻孔孔径Ø130mm,用以监测和释放施工时地内压力;拱部位置根据两侧试验效果适当增减。
•当监测数据显示发生沉降时,可在沉降点附近施做注浆孔,采用压浆方式进行补充抬升;
•当监测数据显示发生隆起抬升时,可在隆起点附近钻孔,采用水切割方式置换部分挤密土体,达到释放压力的作用;
•具体的控制措施必须建立在监测数据基础上,发生异常情况,数据监测应及时有效。
1.10.4施工过程中返浆量控制
(1)返浆量小于注入量
当返浆量小于注入量时,有可能发生地表或者结构变形隆起现象;现场应立即停止施工,判断原因,采取相应措施:
•返浆渗透填充缝隙松散土层,可在加强监测的情况下继续施工;
•排浆通道堵塞导致浆液排放不畅,则需要立即拔出钻具,重新疏通排浆通道后方可恢复施工。
(2)返浆量近似等于注入量
•根据相关规范和实际施工经验,当返浆量达到注入量的30%~50%时,表明地质结构均匀,施工正常,可通过现场监测数据验证。
(3)返浆量大于注入量
当返浆量明显大于注入量时,表明孔内存在坍塌或者涌水突泥现象;现场立即停止施工,采取封堵措施终止孔口返浆并立即上报项目指挥部,判断原因采取相应措施;采取措施进行孔口限流;可安装孔口阀门或者堵塞封闭孔口方法继续施工;
•全封闭孔口(不能拔出钻具),根据监测另外进行钻孔封闭补注浆,一直达到回填补充效果。
•当发生突水涌泥现象时,需要在降水或者隔断地层稳定情况下方可恢复超前支护施工。
1.10.5做好突水突泥应急预案
•掌子面必须稳定,满足应急措施实施条件;
•施工现场配备应急物资,包括:
木方、面纱、钢筋、速凝剂等;
•一旦发生涌水突泥情况,应立即封闭孔口,采用双液浆等方式进行地质改良稳定;
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