深孔鋼管注漿加固沙卵石地層施工技術(shù)研究****集團(tuán)南水北調(diào)三標(biāo)項目部摘要：沙卵石地層中深孔排設(shè)大口徑注漿管并及時注漿對土體進(jìn)行預(yù)加固。論文從打管、注漿兩道工序的設(shè)備、工藝、進(jìn)度以及打管注漿過程中通過有效、合理地運(yùn)用監(jiān)測設(shè)備和手段對周圍地層土體的影響程度和范圍進(jìn)行同步監(jiān)測獲得可靠數(shù)據(jù)等方面來闡述預(yù)加固技術(shù)措施的可行性。關(guān)鍵詞：施工鋼管注漿加固地層1.概述1.1工程概況南水北調(diào)中線(**段)**西四環(huán)暗涵穿越**地鐵車站工程暗涵內(nèi)凈空4m，復(fù)合型襯砌結(jié)構(gòu)。兩暗涵中心線間距8.2m，洞間凈距3.0m。既有地鐵**車站南北方向凈跨19.5m，暗涵洞頂距車站底板凈距3.667m。隧洞斷面結(jié)構(gòu)型式見圖1。圖1暗涵斷面結(jié)構(gòu)型式示意圖根據(jù)《**環(huán)**路立交橋巖土工程勘察報告》，輸水隧洞主要穿越沙卵石地層。在暗涵下穿**地鐵車站施工前，設(shè)計采用φ108×8mm超前注漿管對暗涵施工影響范圍土體進(jìn)行水平注漿預(yù)加固。而在沙卵石地層中進(jìn)行φ108超前注漿管深孔（長度不小于15m）施工缺少相應(yīng)的施工工藝和參數(shù)進(jìn)行參考借鑒，且對下穿地鐵車站下方約3.7m高的土體超前加固是暗涵施工過程中控制**車站變形的關(guān)鍵技術(shù)措施之一，所以，在正式施工前，施工工藝的完善、打管及注漿施工對于環(huán)境的擾動程度、注漿參數(shù)確定和漿液的選擇必須進(jìn)行試驗，以期獲得相關(guān)經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，指導(dǎo)生產(chǎn)。1.2試驗情況概述1.2.1試驗主要研究內(nèi)容試驗在4號井下游進(jìn)行，選擇與下穿段相似的卵石地層，進(jìn)行1:1超前注漿管試驗和研究,主要研究內(nèi)容有：(1)鉆機(jī)、鉆具及鉆進(jìn)速度；(2)鉆進(jìn)過程中地鐵車站結(jié)構(gòu)的振幅及頻率；層(3茄)啟注漿工藝、注角漿量及注漿體冷強(qiáng)度、加固范善圍；辱(4眨)悄φ替10叮8死超前注漿管在動卵石地層進(jìn)行莫深孔（不小于約15m第）施工施工工元藝可行性研究圣；體(5趕)夕注漿管施工所駝致擾動區(qū)土體邁沉降規(guī)律及影呼響范圍分析休；稍失(6殃)明不同注漿參數(shù)拔和漿液條件下戀，漿液擴(kuò)散及外對土體物財理駛-中力學(xué)性質(zhì)研究孕分析唐。攏糟犁監(jiān)測點(diǎn)布位及扒監(jiān)測儀器埋設(shè)律(1井)招地表沉降觀測握點(diǎn)：在超前注捷漿管施工擾動碧區(qū)內(nèi)，沿垂直畏超前注漿管走避向布平設(shè)欲4傭條監(jiān)測剖面，絮見基圖其2屬。各測點(diǎn)在各璃區(qū)段內(nèi)均布，役測區(qū)范圍逝為盲15故×脅（記2+2×8.蘿9憂）瞞m智2華。貧圖許2油地表沉降測點(diǎn)斑布設(shè)示意圖字(2麥)兇多點(diǎn)位移計觀般測點(diǎn)：在超前賊注漿管施工擾諒動區(qū)內(nèi)，沿垂德直超前注漿管衣走向布設(shè)打管芒及注漿擾動范釘圍監(jiān)測剖急面減,鷹距離掌子面嶺5m紀(jì)，設(shè)兩個測點(diǎn)獨(dú)；在施工擾動臟區(qū)內(nèi)，沿暗涵附軸向每釘5奔米行布設(shè)一分層沉咸降點(diǎn)敏，污膀見嶼圖錯6銜。各測點(diǎn)在不品同深度布置多英個錨頭，收監(jiān)測不同深度眾多個移動面和樂區(qū)域的變形聞。恨注：知暢打管影響范圍西監(jiān)測點(diǎn)通篩土體分層沉降渠監(jiān)測點(diǎn)坑圖論3憂土體分層沉降火及擾動范圍檢籮測點(diǎn)布設(shè)示意強(qiáng)圖嬸(3尾)紀(jì)土體振動觀測縮點(diǎn)：測點(diǎn)用于燙監(jiān)敗測炮2王#蹈管施工過程中煤不同距離的振存動情況，相對如位置關(guān)系見提圖避4鐵。邁圖陳4冠土體振動觀測壇點(diǎn)布設(shè)示意圖莫灑φ屆10腸8狹注漿管打設(shè)光(條1)旨注漿管布設(shè)葡左線隧洞掌子象面上水平打?qū)釉O(shè)鍵4駝根注漿管探（研1俊＃管拐～謀4獻(xiàn)＃管），管長支1興5茶米燈；另外，為補(bǔ)橡充注漿管注漿堆的效果，從左歲線上部掌子面惕補(bǔ)充打斧設(shè)漿1棒根正（則5忙＃管）注漿管飛，管長甚15m走，從右線隧洞企上部掌子面補(bǔ)坑充打帆設(shè)牲2河根注漿管濱（澡6捆＃管障、雙7扭＃管），管長繼6扒米瘡。注漿孔布置被圖如下：號圖進(jìn)5市掌子面注漿孔沈布置圖（單位翼：策m死m(xù)駁）托(瞧2)絡(luò)打設(shè)注漿管腦采所用甜GPZ-10爛0肥型影同心跟管潛孔徑錘管棚鉆機(jī)布打膜管培,簽統(tǒng)計情況見下舅表占:窯表祥1濱注漿管打設(shè)統(tǒng)底計表恢管號練管長眼（辱m章）姓開始時間膚結(jié)束時間潮持續(xù)時間殖備注濁4#翁15哄4肥月費(fèi)1種5躁日間2粗1委：搶03宇4餡月股1忍7搞日郊1莫1席：墓04乓3鋼8訂小時錦鉆機(jī)調(diào)試于3#宇15亂4靠月擱1幻7墻日揉1存9轎：規(guī)13丸4渠月戰(zhàn)2混3末日象1郊7付：揚(yáng)50譽(yù)5撈3撈小時片4擴(kuò)#編孔注漿試驗，農(nóng)稽查組檢查暫偉停打管流1#朝15炊4遵月眉2和5松日削3反：癢30趁4猶月垃2絹5另日泥1思8葬：忠04嚇1混4速小指時被3宵0墻分環(huán)2#駝15芽4鷹月沿2霧6遞日燦1卷9件：沙45糊4記月棗2犯7沖日太1宿7流：撫05田2裳1湖小芽時咱2乓0活分贏遇特殊情況，金調(diào)整后重新打走設(shè)。枝5#嚇15亞5龍月干1銹2近日漆1無7拌：遲40哪5鋸月之1傾4皮日帶1斥0工：造44蟻1汁7振小時董6#秤4.5該5鑰月奏1觀7咱日抬1辦5醋：乒10臥5宋月誓1儀7獵日其1嘉9申：悔05富4岡小時鍬7#遷4杜5詢月煌1直7去日際2悠1散：周15疫5蟻月紀(jì)1霞8碰日移0閣：課34萍4鄙小時穴管棚試驗孔打瞧設(shè)施工時，各慕種鉆進(jìn)參數(shù)的驟收集及試驗技政術(shù)數(shù)據(jù)的采集繪，增加了大量辭的鉆進(jìn)輔助率時間。通過對肝統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分捧析認(rèn)為：管棚邀試驗單根拖1枯5奏米股孔的完成平均顧時間問為隆1慮5串小時，鉆進(jìn)速或度為奇1侵米咐/嬸小時。后期正惹式施工時，合倒理掌握鉆進(jìn)參貫數(shù)，減少輔助桑時間，增設(shè)空著壓機(jī)增壓設(shè)備片，每根愛1稈5衡米騙孔的平均完成京時間可縮短延為漫10-1園2抱小時，鉆進(jìn)速土度可達(dá)到喪1.填5努米校/綿小時。禾進(jìn)膊行殲6亭#掙、堤7柜#尺管施工時，孩當(dāng)演6臨#岸管鉆進(jìn)澇4.氏5音米學(xué)，口7頑#逮管鉆進(jìn)鐘4象米禍時注漿管被打霸斷，經(jīng)分析主胞要原因為鋪：卻①寸φ邀108×月8mm鴉無縫鋼管鋼管停注漿止?jié){槽間解距喪15cm另過小，槽深件3mm潑過深；完②視鋼管材質(zhì)強(qiáng)度狡不夠。春實際施工時鋼出管采用遼寧鞍騰山鋼鐵公司生菜產(chǎn)辨的轉(zhuǎn)DZ4豆0暴、溫φ機(jī)110×蓋10mm綿地質(zhì)專用管材跨，止?jié){槽間距慘30cm攏，槽深雖2mm腫，滿足施工工裳藝和效果的要盟求。刷雕超前注漿赤注漿試驗采用袍跟管后退式分可段進(jìn)行，由于鄰試驗前期對土沒層地質(zhì)情況及辜注漿機(jī)具性能束認(rèn)識不足，致站使前期注漿未鞭能取得理想效榴果，存在主要椅問題有：化⑴區(qū)碗式橡膠止?jié){叨塞無法對注漿營段完全封閉，耐致使?jié){液外流甘；屆⑵奸碗式橡膠止?jié){距塞在注漿管內(nèi)鐘堵塞嚴(yán)重，注溜漿芯管運(yùn)動受減阻；膨⑶牛DY墾S恒氣囊式止?jié){塞外注漿時出現(xiàn)漿洞液沿未封閉段命溢漿孔向管內(nèi)把返漿現(xiàn)象。秋通過調(diào)查分析哥，為避免漿液薪回流電，割6夜#與、儀7雷#撓管試驗時采取東了相應(yīng)措施：遞在管身溢漿孔歡處車槽，槽寬餓15mm叮，深哭3mm監(jiān)，止?jié){槽外套脆寬至15mm勒的彈性橡膠止止?jié){閥，彈性橡假膠止?jié){閥與管慘體同步打入土掉層。注漿時，匙單個注漿段內(nèi)伸通趁過種DY株S敏氣囊式止?jié){塞牲使壓力增大到染一定值，彈性所止?jié){閥擴(kuò)張，騙漿液注入土層案，非注漿段內(nèi)痰的止?jié){閥與管潤體密貼箍緊，援避免漿液回流毀管內(nèi)。改進(jìn)后值注漿效果較好厚，基本避免漿調(diào)液回流。黎針對試驗時出灑現(xiàn)斷管情況，批實際施工時將滔采取以下措施疑：彼⑴蓮注漿管管身每胸30cm貿(mào)設(shè)一胞環(huán)剛φ橫9宮注漿孔（每監(jiān)環(huán)宇3毀孔）并車槽，拳槽寬拴15mm繩，深便2mm鉛。六圖名6兵胃注漿管加工示斯意圖（單位衰：摟m慌m沈）勾圖盾7原注漿管加工大圓樣圖（單位餡：益m匹m稅）艦⑵大采用遼寧鞍山載鋼鐵公司生產(chǎn)叢的拼DZ4球0曉、仔φ強(qiáng)110×滋10mm穴地質(zhì)專用管材殲，鋼管材質(zhì)強(qiáng)翠度和管壁厚度替滿足施工工藝伏和效果的要求洗。政表玉2剖注漿情況統(tǒng)計腸表老管號桂注漿材料沉注漿壓纖力和(貫MPa)綠注漿量況（捉m悲3弟）虧注漿段長度基（滴m括）統(tǒng)2#灶普通水泥漿乘1.5齊0.53而3蘭4#夏普通水泥漿憐1妹—三1.5朋3.55笑3樓7#策普通水啄泥討+XPM吃2伙—舒4喘2.55捐4瞎6#棵普通水泥義漿餃+河粉煤灰?guī)?攔—憲4臨2.95聲4.5核1#五普通水泥漿雷1.嗽5居—感3事0.5望5辱3#踩普通水千泥框+濁粉煤灰掠0.居5陪—集3碎1.444耍9翠5#傻普通水雅泥應(yīng)+XPM句0.嗓5缺—駕3.5向2.73齒14柄備注：注漿時煩采用注漿量和典注漿壓力雙項熔指標(biāo)控碗制穿,ZBSB-塘7灣0狐～哥11/5-7否.厭5州型雙液注漿泵煤。削辯注漿效果檢驗⑴觀察遷漿液在土體內(nèi)雙凝固并上升強(qiáng)煉度后，開挖土艘體檢驗注漿效樹果。經(jīng)現(xiàn)場觀夫察，土體固結(jié)木情況較好，注呈漿后土體強(qiáng)度靠較高，擴(kuò)散半夠徑蓮0.7m遣～堆1m雅,漂擴(kuò)散沿卵石層湊橫向較好，有欠利于施工總體型注漿效果較好傲。緩圖味8類注漿效果廳圖轉(zhuǎn)1朗圖報9忌注漿效果糕圖免2疼⑵跑試驗室取樣檢拖測盾現(xiàn)場注漿后土寫樣送至試驗室很作相關(guān)強(qiáng)度檢英驗，試驗報告原顯示，不同配渴比的漿液強(qiáng)度鵝均能滿足設(shè)計派要求，達(dá)到試夏驗?zāi)繕?biāo)。寬利監(jiān)控量測⑴地表沉降遲表樣３尊醒沉降測點(diǎn)數(shù)據(jù)淚匯總表（姿5道月烈2駛?cè)张睿┙o測點(diǎn)編號徹測點(diǎn)里程幕沉降值囑測點(diǎn)編號宅測點(diǎn)里程幅沉降值翅1_1魔5+004授0.06惑3_1趣5+014咽0.07陜1_2綁5+004鄰0.01覆3_2播5+014帶-0.06票1_3臥5+004呢-0.02勤3_3樹5+014絹-0.09逆1_4趣5+004晶-0.15軌3_4珍5+014答-0.10仍1_5煮5+004色-0.20朋3_5歷5+014希-0.15盒1_6丹5+004趁-0.25尸3_6兄5+014弦-0.19干1_7葉5+004姿-0.27歪3_7擺5+014材-0.17倘1_8掛5+004案-0.22姐3_8刻5+014然-0.07臂1_9瞇5+004鋤-0.13妄3_9練5+014園-0.12小1_10帶5+004絞-0.07齡3_10淋5+014各-0.02妙1_11氣5+004爛-0.01工3_11谷5+014煎0.01教2_1推5+009利0.03漫4_1塘5+019彼-0.08乒2_2巧5+009儀-0.08耕4_2親5+019灌-0.07則2_3笑5+009使-0.14齒4_3郊5+019拉-0.09威2_4突5+009倍-0.22施4_4乞5+019漿-0.27想2_5西5+009構(gòu)-0.25壟4_5偉5+019傲-0.18匙2_6債5+009爺-0.21趨4_6漸5+019敏-0.11載2_7文5+009緞-0.16限4_7扎5+019敗-0.13先2_8括5+009饅-0.12耗4_8償5+019芝-0.10帽2_9瞎5+009剖-0.01級4_9憲5+019腳-0.04飲2_10仰5+009娘0.06臭4_10東5+019悉0.07化2_11稀5+009撇0.01系4_11獻(xiàn)5+019殿-0.06拾由監(jiān)測數(shù)據(jù)可狼知：批①查沉降最大值發(fā)鉤生在拱頂正上蝶方地表，最大樹沉降－媽0.27mm號，總體沉降值懷較小。適②酒測點(diǎn)距掌子面拖越遠(yuǎn)，受施工饅影響程度越小何。煮③強(qiáng)部分測點(diǎn)地表氏沉降值因受右壘線開挖影響，陣較正常僅打管使注漿情況有差爹，但總體沉降批均較小。理⑵房地層分層沉降倆及擾動范圍監(jiān)碗測慣表疤４代靠杰多點(diǎn)位移計變擾形匯總表（怎5菜月儲2森日歲）羨測點(diǎn)編號膚測點(diǎn)里程睬沉降值浸測點(diǎn)編號植測點(diǎn)里程奮沉降值貴DD1-15度5+009.日704秀0.23物DD4-03眼5+014.班704君0.07性DD1-16語5+009.扶704羽0.24負(fù)DD4-06龍5+014.侮704挑0.02真DD1-16適.5增5+009.仇704衡0.03擴(kuò)DD4-09址5+014.膚704南0.15蜂DD2-15藝5+009.檔704鹿0.15莖DD4-12團(tuán)5+014.秀704旬0.10訴DD2-16膽5+009.象704戒0.12叉DD4-15訊5+014.量704酷0.22紋DD2-16葡.5希5+009.湖704蛇0.20閃DD5-03曾5+019.帖704貧0.14新DD3-03稱5+009.快704滑0.07乖DD5-06遞5+019.賢704阿0.02幅DD3-06繳5+009.矩704捧0.21耕DD5-09暴5+019.目704廢0.06尤DD3-09煮5+009.蛾704匪0.26豆DD5-12廈5+019.眨704瘦0.06車DD3-12筑5+009.奸704娃0.44撤DD5-15聯(lián)5+019.婆704抗0.06那DD3-15城5+009.叔704毅0.46吼據(jù)監(jiān)測資料，犬繪制典型測點(diǎn)戀沉降曲線及橫晃斷面、縱斷面葵變形曲線，見忍圖述1嫩0出、膀圖鬧1仇1從、俱圖說1愚2狐。棚圖根1屆0陶橫向沉降曲線廈圖聞圖效1晚1鋒縱向沉降曲線棒圖單圖菠1繳2悠典型測點(diǎn)沉降博曲線圖懶由監(jiān)測數(shù)據(jù)及跪變形曲線圖可夢知：們①手土體沉降最大昨0.46mm等，發(fā)生在隧道望拱頂，距打設(shè)妖鋼管垂直距離匪50cm殃，埋深獵1蛙5線米凡處，為埋深最抱大測點(diǎn)；錢②血縱向沉降值最冊大點(diǎn)位于頂管誠端頭，最小值雜位于頂管尾端叨，主要為地層米長時間受振動鵲所影響；慧③辮根據(jù)試驗過程釋分析，在打管也產(chǎn)生的分層變納形主要發(fā)生在俱注漿管安設(shè)完殿成后的多天時秩間內(nèi)，如果能漆夠及時進(jìn)行注員漿施工，在施樸工過程中打管技對地層的影響留值為：最大變姿形：沾0.07mm聚；擾動范圍：斷50cm白左右。⑶振動監(jiān)測親70慈5活號測點(diǎn)距誓離細(xì)2蚊#桿管距離瓣55cm僅，選取典型測螞點(diǎn)曲線圖及相叉關(guān)參數(shù)分析如蹤下：腸圖杏137貨0圈5慮測點(diǎn)振動速度霞－時間曲線冰表國５灣70違5飽號測點(diǎn)振動參度數(shù)表僑最大膊值枕(洗cm/s)辟1.7328鵲75否最小共值阻(抓cm/s)杜-1.012走89報峰峰理值輸(蜂cm/s)身2.7457原65域頂部待值肅(嶼mcm/s)企327.23鑄64訂底部昌值句(宣mcm/s)綿-309.6笨36贏幅度離值找(賤mcm/s)菌636.87酬25若平均唯值底(蕉mcm/s)咬3.9578我75晉上升藏沿賞(銹mS)難5胳下降陡沿功(帥mS)裹4塌方差厚根叉(媽mcm/s)頸275.45濟(jì)88華有效屋值繩(灣mcm/s)販275.48辱72腥起始逐時虧(密S)丈0姻終止盡時言(贏S)街10.24蟲圖至1顯3米是近70全5墾測點(diǎn)振動速度眨曲線，從圖中百及參數(shù)表可以想看跳出缸:村振動的總體頻繼率約假為丘1銷2掉～液1倉6亞；縣大振速為訪1.73cm子/飄s豬；嬌構(gòu)維持較大速忌度振動的時間朗較短，一般老在鹿0.0斃2阻秒左右，意味梁著土體受作用卡時間較短。析圖逢1470制5幟號測點(diǎn)一次積稻分振戰(zhàn)幅刮—扛時間曲線速上圖游為叛70燈5吵號測點(diǎn)一次積蠶分曲線，可以柄看出貿(mào)：撒①繼振幅大小受振召動的頻率和持寺續(xù)時間控制；盼②蘆當(dāng)振動頻率越賽小時，相同的疏質(zhì)點(diǎn)振動速度鍛引起的土體變緒形越大；紋③昂當(dāng)最大質(zhì)點(diǎn)振過動速度松為玩1.7途3科㎝然/響s刃時，所引起的著土體最大振幅翅約為稼3mm詳。給2垮.飽結(jié)論及成果分暈析牧奔采制用敢GPZ-10鞭0嗚型施同心跟管潛孔滔錘管棚鉆機(jī)打菜設(shè)屈φ只10掛8揉注漿管，在卵婆石地層中能夠劇滿足施工工藝播要求，試驗中觸打管平均進(jìn)度餡約炸為差0.異9量～易1.1m瞧/億h透，在進(jìn)行風(fēng)壓山增壓后平均進(jìn)覽度能夠達(dá)到抖1.5m觸/瓣h翁左右。輕育鋼管材質(zhì)和加智工工藝在施工雅中選擇遼寧鞍線山鋼鐵公司生襲產(chǎn)皆的貸DZ4億0擴(kuò)、框φ選110×陰10mm獲地質(zhì)專用管材楊，增強(qiáng)材質(zhì)，紡增加管壁厚度燦，適當(dāng)減小止罰漿槽深度。還崇根據(jù)試驗過程姑分析，在打管門產(chǎn)生的分層變倡形主要發(fā)生在針注漿管安設(shè)完徐成后的多天時隨間內(nèi)，如果能增夠及時進(jìn)行注擁漿施工，在施她工過程中打管埋對地層的影響語值為：最大變執(zhí)形：袖0.07mm料；擾動范圍：疑50cm圖左右。挺減地表沉降最大覽值發(fā)生在拱頂鐮正上方地表，踩最大沉降－哥0.27mm始，根據(jù)地中位濤移分析，地表向沉降主要是受衣右線暗涵開挖情影響，同時也紙受到?jīng)]有及時倆注漿的一定影折響。塌戒結(jié)構(gòu)振動的總筍體頻率約蝶為梢1己2嘩～懼16H倒Z遷，在距管塞5