淺灘沙層大直徑豎井施工工法

淺灘沙層大直徑豎井施工工法

《淺灘沙層大直徑豎井施工工法》是中鐵一局集團有限公司、中國中鐵航空港建設集團有限公司完成的建築類施工工法,完成人是李治軍、孟維孝、何小龍、張松、劉源。該工法適用於淺灘飽和動態含水砂層的鐵路、公路隧道等大直徑豎井施工。

《淺灘沙層大直徑豎井施工工法》主要的工法特點是:施工設備配套簡單、易操作,施工成本較低。

2011年9月30日,《淺灘沙層大直徑豎井施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。

基本介紹

  • 中文名:淺灘沙層大直徑豎井施工工法
  • 工法編號:GJEJGF228-2010
  • 完成單位:中鐵一局集團有限公司、中國中鐵航空港建設集團有限公司
  • 主要完成人:李治軍、孟維孝、何小龍、張松、劉源
  • 審批單位中華人民共和國住房和城鄉建設部
  • 主要榮譽:國家二級工法(2009-2010年度)
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,

形成原因

飽和動態含水砂層是土木工程界施工的一大難題,在該種地層中施工豎井極易發生湧水和涌砂等工程災害。2009年前,在該種地層中施工Φ9.7米的豎井尚屬首例。中國中鐵一局在廈門翔安海底隧道翔安端豎井通過採用鑽孔切合樁形式支護,井內採用TSS管後退式分段注水泥一水玻璃雙液漿技術,成功地解決了厚10米左右飽和動態含水砂層的加固問題,保證了豎井的安全開挖。經過對注漿材料、機械設備和施工工藝等方面的不斷完善、發展和總結,形成了《淺灘沙層大直徑豎井施工工法》。

工法特點

《淺灘沙層大直徑豎井施工工法》的工法特點是:
一、採用Φ120厘米鑽孔切合樁的維護結構加固砂層段,並穿過全、強風化層嵌人弱風化層0.5米。
二、井內採用TSS管後退式分段注漿技術,注漿材料採用普通水泥一水玻璃雙液漿。該注漿材料具有同化學注漿材料一樣的滲透能力,在飽和動態含水砂層中可以較均勻地加固砂層,達到“固砂堵水”目的。該注漿材料在可注性、可行性、有無環境污染、經濟性及工藝實施難易度等特性方面綜合考慮,是適宜於飽和動態含水砂層較好的注漿材料。
三、施工設備配套簡單、易操作,施工成本較低。

操作原理

適用範圍

《淺灘沙層大直徑豎井施工工法》適用於淺灘飽和動態含水砂層的鐵路、公路隧道等大直徑豎井施工。

工藝原理

《淺灘沙層大直徑豎井施工工法》的工藝原理敘述如下:
一、鑽孔切合樁
採用CZ-6衝擊鑽打設一圈Φ120厘米鑽孔切合樁,鑽孔切合樁比咬合樁施工方便,不受地層影響,加固砂層效果明顯,數量較少,經濟可觀,施工中應嚴格控制樁的垂直度。
二、注漿材料
普通水泥一水玻璃雙液漿是工程中常用材料,其料源廣,價格便宜,結石強度高,結石率大,凝膠時間可控,無毒污染,穩定性、流動性較好,對於中粗砂層,注漿比值(N值)大,可注性好,一般能注入滲透係數為10~10厘米/秒的中粗砂層。雙液漿在中粗砂層中主要形成在主脈下(一般為2毫米)的均勻滲透擴散,不易發生大量的劈裂、擠壓狀況,可以較好地均勻加固砂層,形成完整的防水帷幕。
三、鑽進成孔工藝
採用YT-28鑽機鑽孔後,再用鑽機將TSS管直接頂進至設計深度。採取長管後退式分段注漿工藝,其注漿分段長度短(一般取0.5米),可以有效地解決海陸互動相衝積飽和動態含水砂層中,中、粗、細砂互動出現,地質多變等複雜條件下注漿加固的均一性,提高飽和動態含水砂層的整體加固效果。

施工工藝

  • 工藝流程
《淺灘沙層大直徑豎井施工工法》的施工工藝流程見下圖。
淺灘沙層大直徑豎井施工工法
豎井施工工藝流程圖
  • 操作要點
《淺灘沙層大直徑豎井施工工法》的操作要點如下:
一、場地平整
首先清除淤泥換填海砂,後回填土進行分層壓實,保證大型施工機械可以進入。
二、鑽孔切合樁施工
1、鑽孔切合樁設計(下圖)
淺灘沙層大直徑豎井施工工法
設計樁位布置圖
鑽孔切合樁設計樁徑Φ120厘米,樁與樁相切,樁底要求進入弱風化花崗岩0.5米,樁頂低於豎井頂面2.5米,實際單樁長度可根據施工過程中鑽孔地質情況確定。鑽孔採用紅黏土泥漿護壁成孔。鑽孔咬合樁的排列方式為一根素混凝土樁(A樁)與一根鋼筋混凝土樁(B樁)相鄰布置,A樁、B樁均採用C25水下普通混凝土。
2、鑽孔工藝流程
先施工A樁,後施工B樁,施工工藝流程是:A1→A2→A3→B1→A4→B2……AN→BN-2(下圖)。
淺灘沙層大直徑豎井施工工法
鑽孔施工工藝流程
3、孔位定位誤差控制
為了保證鑽孔灌注樁樁與樁相切,對其孔口的定位誤差進行嚴格控制,孔口定位誤差的允許值在10毫米以內。為了有效的提高孔位的定位精度,要求護筒中心與樁中心重合,控制場地平整度,保證土層的承載力,防止鑽孔過程中出現鑽機偏移或下沉,時刻關注鑽機平整度。
4、樁垂直度控制
成孔過程中要控制好樁的垂直度,必須做到:
(1)鑽孔灌注樁施工前護筒埋置必須水平和垂直,要求護筒中心與樁中心重合。
(2)成孔過程中樁的垂直度監測和檢查:鑽孔過程中採用捲尺量鋼絲繩距離護筒位置關係以檢查樁的垂直度,發現偏差隨時糾正,這項檢測在每根樁的成孔過程中應派專人定期進行。
5、鑽孔過程泥漿指標
採用泥漿護壁代替全套管施工,對施工過程中泥漿性能指標要求嚴格,特別在砂層地段。
6、成樁垂直度檢驗
鑽孔深人弱風化層0.5米後,應對孔深、孔徑和垂直度進行檢查,符合設計要求方可進行清孔。成樁垂直度檢查採用特製的垂直探孔器進行檢測,當垂直探孔器順利下至設計標高時,垂直度滿足設計要求;反之,要求重新掃孔。
三、TSS管注漿參數設計
1、注漿材料
根據前期注漿結果並結合現場實際,綜合考慮凝結時間、可注性、強度、抗分散性、耐久性、可操作性和經濟環保等因素,注漿材料採用普通水泥一水玻璃雙液漿,根據現場實際情況,對配合比進行相應的最佳化,選擇配合比:W:C=0.8~1.0;C:S=0.15~0.2;水玻璃濃度30~35Be'。鑒於採用普通小導管注漿時,在小導管頂進過程中容易出現小導管被砂體充填,導致漿液無法注進或難以注進,難以達到加固砂體和止水的效果,採用TSS小導管注漿可以避免出現以上情況,TSS小導管及其配套止漿系統如下圖。
淺灘沙層大直徑豎井施工工法
TSS小導管及其配套止漿系統示意圖
2、注漿參數
注漿參數如下表所示。在現場注漿施工中,注漿參數根據實際情況進行動態調整最佳化。
現場注漿參數初始值表
參數名稱
參數值
漿液擴散半徑(米)
0.5~0.7
注漿終壓(兆帕)
0.3~2.0
漿液凝膠時間(分鐘-秒)
雙液漿:16秒~16分鐘20秒
注漿速度(升/分鐘)
20~50
注漿分段長(米)
0.5~0.8米
單孔單位注漿量(升/米)
砂層:300~400、強風化層:150~250
水泥漿:水玻璃
(1:1):0.15、(1:1):0.2
TSS管規格(毫米)
Φ42(壁厚3.5毫米)
3、施工準備
(1)封閉工作面:為防止注漿施工過程中工作面冒漿,每循環開挖後應對工作面進行噴混凝土封閉,厚度不小於30厘米。
(2)機具設備維修:在注漿施工前和開挖施工過程中,應對鑽機、注漿泵、攪拌機等機械進行檢查、維修、保養,使其保持良好的狀態。
(3)施工材料準備:施工材料包括注漿管、悶蓋、密封套等孔內注漿設備和注漿用的水泥、水玻璃等注漿材料。施工前必須將材料運至工作面附近,每次應備足一天的材料用量,且隨用隨補充。
(4)搶險材料的準備:含水砂層注漿和開挖中,可能會發生突發性的湧水和涌砂現象,給施工及地面設施安全造成危害。因此,必須事先準備好搶險防涌材料,如棉紗、砂袋、方木等。
4、配製漿液
(1)水泥漿的配製:根據預配製水泥漿的體積,按水灰比摻量計算出所需要的水泥、水的用量。施工中宜採用水灰比為W:C=1:1。
(2)水玻璃漿的配製:在濃水玻璃中加入水,邊加水邊攪拌,邊用波美計測試濃度,到達所需要的稀釋濃度為止。施工中宜採用水玻璃濃度為35Be'。
5、TSS管後退式注漿工藝
TSS管內後退式分段注漿工藝流程如下圖所示。
淺灘沙層大直徑豎井施工工法
TSS管後退式注漿工藝流程
6、注漿結束標準
(1)單孔注漿結束標準:以注漿壓力為主、注漿量為輔的原則進行控制。注漿過程中,以定壓達到設計注漿終壓為第一控制原則,如果長時間注漿壓力不上升,則按定量標準進行注漿控制。
(2)全段注漿結束標準:設計的注漿孔基本達到注漿結束標準,同時對井壁滲水情況進行觀察,若滲水量過大,必須再次對所注TSS管進行復注漿,直至達到滲水量小或無滲水的效果。
7、注漿效果檢查
(1)分析法:可以通過注漿量Q1、注漿壓力P、出水量Q2繪製Q1-P-Q2Q曲線來判斷注漿效果。
(2)鑽孔檢測法:根據注漿情況,在注漿段鑽設一定數量的檢測孔,孔內出水量應小於12立方米/天。
(3)其他方法:還可以採用地震波法、聲波法及電磁波法等間接方法對注漿效果進行檢測。
8、質量保證及安全保障措施
(1)對注漿的配合比進行嚴格的控制,需要對水桶、水玻璃桶進行刻度劃分,在保證配合比不變的情況下(1:1:0.27),現場對水玻璃進行稀釋(1:1體積比)和水灰比進行調整(0.8:1質量比),以便於現場配合比控制。
(2)水泥和水玻璃應嚴格控制,符合設計要求,嚴禁使用過期水泥和波美度不符的水玻璃,必要時進行現場檢驗。
(3)漿液攪拌應均勻,一般水泥漿攪拌時間為3~5分鐘,但不得超過30分鐘,未攪拌均勻或沉澱的漿液嚴禁使用。
(4)注漿過程中,時刻注意泵壓和流量的變化,若吸漿量過大或壓力突然下降,注漿壓力長時間不上升,應查明原因,如井壁或井底掌子面冒漿,可採取加大水玻璃濃度的方法,觀察冒漿情況,若還繼續冒漿,停止注漿並清洗TSS管,以便復注漿。調整漿液配比、縮短漿液固結時間、大泵量、低壓力注漿、間歇注漿都能達到注漿結束標準。
(5)嚴格進行注漿效果檢驗評定,符合要求時才能結束注漿作業,當未達到注漿結束標準時,必須進行復注漿,直至符合注漿結束標準。
(6)孔口管、止漿塞要安裝牢固,施工期間嚴禁人員在其正前方,以防止孔口管衝出傷人,確保施工安全。
(7)注意每次注漿完後對注漿機械的保養和維修,注意用電安全,經常進行檢修杜絕漏電傷人,並派專人進行維修和操作,非專業人員不得隨意操作或維修。
四、開挖及出碴
豎井穿越砂層段開挖採用預留核心土方法,首先開挖豎井內外圍,形成環行台階,台階寬度在1.5~2米左右,高度0.5米。每次開挖後及時做好初期支護,觀察滲水情況,如滲水量大,停止開挖,採取注漿加固措施止水,洞外要準備50立方米應急砂袋。採用挖掘機和風鎬開挖,配合汽車起重機提升2.0立方米吊桶出渣,深度大於30米時,採用35/5噸龍門吊提升洞碴,由井外自卸車運至棄碴場。嚴格控制進尺,該段每循環進尺0.5米。
五、勞動力組織
1、組織管理模式
飽和動態含水砂層鑽孔切合樁、注漿施工難度大,為了確保施工安全和施工質量,需要建立嚴格的安全施工組織管理模式,精心組織,精心施工,積極穩妥,不留後患。施工組織原則:建立設計、施工、科研三位一體組織模式,成立含水砂層施工組織領導小組,組織技術攻關,施工技術攻關組,加強現場施工。施工組織管理模式:課題組由技術攻關領導小組負責,直接領導現場技術攻關領導小組。下設技術攻關組,鑽孔樁施工組,注漿組,設備物資組。
2、勞動組織
根據工程數量要求,合理地安排勞動力。在注漿施工中,施工人員要聽從現場施工組的統一安排,服從指揮,各司其職,嚴格施工紀律。施工勞動組織安排可參考下表配置。
施工勞動組織
班組
人數
工作職責
備註
鑽孔樁施工組
30
負責鑽孔、鋼筋籠製作及安裝、澆築混凝土
/
注漿組
30
負責引孔、換鑽桿、下管、配製漿液、注漿工作
/
技術人員
6
負責施工放樣、各項施工的技術管理工作
/
設備組
10
負責現場機械的駕駛、維修
/
輔助工
6
負責現場文明施工
/

材料設備

《淺灘沙層大直徑豎井施工工法》的主要施工機械設備配套見下表。
主要施工機械設備配套表
序號
機械名稱
型號
規格
數量
1
裝載機
ZL50
3.0立方米
2
2
風鑽
YT28
63.7牛·米
30
3
風鎬
G10A
28~35牛·米
10
4
挖掘機
Cat320、Cat120B
173千瓦、1.38立方米
2
5
提升系統
35/5噸
35
1
6
料斗
3.5×3×2
16立方米
2
7
電動空壓機
4L-20/8
20立方米/分鐘
4
8
樁機
DD60A
60
1
9
自卸汽車
/
8噸
4
10
增壓泵
/
/
1
11
高壓注漿泵
ZYB-70/80
高壓注漿泵
2
12
混凝土輸送泵
HBT60
60立方米/小時
1
13
混凝.土潮噴機
TK961
5立方米/小時
4
14
組合鋼模板
自製
/
2
15
軸流通風機
SDF(C)-NO11
110千瓦
1
16
爬行式熱合機
ZPR-210
/
2
17
插人式振動器
Z50
1.1千瓦
3
18
發電機
250GF4
250千瓦
1
19
變壓器
S9-500/10
500千伏安
1
20
高揚程水泵
/
揚程100米
3
21
衝擊鑽機
CZ-6
/
6
22
攪拌機
/
/
1
23
儲漿桶
/
/
5

質量控制

《淺灘沙層大直徑豎井施工工法》的質量控制要求如下:
一、鑽機的定位誤差:極坐標原點距井壁開挖線距離≤±1厘米,距工作面距離≤±1厘米;軸線同中線偏差≤±l厘米。
二、注漿孔孔位標註誤差≤±1厘米。
三、鑽孔開孔誤差≤±1厘米。
四、鑽孔鑽深和設計相比≤±10厘米。
五、注漿短管布設外插角≤±1度。
六、TSS管注漿單孔注漿量不得少於設計注漿量的80%;注漿結束標準宜首先按注漿壓力達到注漿終壓為止。
七、觀察檢查孔鑽進過程中排出的岩粉中應有漿液的膠凝體,檢查孔鑽孔結束後,將鑽孔放置一段時間,觀察檢查孔中應沒有湧水、涌砂現象。

安全措施

採用《淺灘沙層大直徑豎井施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
一、隨時監控井壁安全:當工作面附近或井壁尚未襯砌的部分發現有落石,支撐發出異常響聲或大量湧水時,應視為情況危險。施工人員應立即從安全梯或爬軟梯子撤出井外,並立即報告上級處理。
二、配帶安全工具袋:在井下吊盤上工作的人員,應配發攜帶工具袋,將工具妥善放在工具袋裡,使用時要牢固地拴在身上或其他固定物體上。嚴禁將不使用的零星工具放置在支撐上。
三、嚴格豎井安全提升:豎井施工人、料、機、渣的提升不同於隧道內的運輸,在提升過程中必須嚴格執行下列安全要求:
1、通風豎井井口應設有防雨設施,接罐地點應設定牢固的活動柵門,由專人掌管啟開。接罐人員均應佩戴安全帶(袖標),上下人員應服從接罐人員的指揮。通往井口的道路應設定阻擋器。
2、底車場的信號必須經由井口接罐員發出,井底車場不得直接向卷揚機司機發信號。只有在傳送緊急停車信號時,才可直接向卷揚機司機發信號。
3、每班要配備兩名駕駛員:提升吊車的駕駛員必須經過專業技術培訓,並持有政府監督部門考核頒發的合格證書。為防止駕駛人員疲勞駕駛,主要的提升裝置每工班要配備有正、副兩名駕駛員,在交、接班人員上下井的時間內,必須由正駕駛員開車,副駕駛員在旁監護。
四、根據防湧水、涌砂緊急預案,確保人員機械安全。
五、砂層段開挖人員必須穿救生衣。
六、注意高空墜物傷人,安排專人清理豎井周圍易墜物。
七、儘管注漿施工方案十分嚴密,但難免會因地層的不均一性等多種特殊情況而引起局部地層加固效果較差,施工開挖時出現少量的湧水。因而應制定相應的安全技術措施,在施工過程中針對出現的情況,採取相應的處理措施。
1、對於局部加固效果較差,引起砂層流失較多,所形成的空洞較大,湧水量≥10噸/小時的情況,一般首先採用Φ100的注漿鋼管引水,然後採取裸體注漿法(或稱直接注漿法)進行注漿處理。漿液選用普通水泥一水玻璃雙液漿,配比為,(W:C):S=(1:1):0.15。
2、對於局部加固效果較差,引起少量砂層流失,所形成的空洞較小,且不大規則,湧水量<10噸/小時的情況,一般首先採用Φ60的橡膠軟管引水,然後採取裸體注漿法進行注漿處理。漿液選用普通水泥一水玻璃雙液漿,配比為,W:C=0.8:1;C:S=1:1。
3、對於局部加固效果較差,引起砂層流失較少,所形成的空洞較小,且呈圓形,湧水量<10噸/小時的情況,一般首先採用Φ42的鋼管引水,然後採取裸體注漿法進行注漿處理。漿液選用普通水泥一水玻璃雙液漿,配比為,W:C=1:1;C:S=1:1。

環保措施

《淺灘沙層大直徑豎井施工工法》的環保措施如下:
一、施工期減輕海域環境污染措施
1、暗挖隧道施工抽排水應經沉澱池進行沉澱處理,防止高濁度污水漫流或直接流入海中。在岸邊利用低洼地開挖作為沉澱池,單個容量估計1000立方米,沉澱池分級設計。
2、暗挖隧道豎井施工採用築島圍堰後開挖的辦法,開挖土石方應儘量進行綜合利用,不能利用的應選擇陸域低洼地進行回填造地,並注意水土保持,減少施工泥砂入海。
3、工程施工時混凝土拌合,應採取防雨水沖刷措施,以防雨期施工或颱風暴雨時大量混凝土、水泥漿入海而污染海域環境。
二、減少施工期對珍惜海洋物種和漁業資源影響措施
1、通過採取前述減少施工泥砂入海一系列措施,減少施工期間海域水質$PM增量影響範圍,減少懸浮泥砂對中華白海豚活動影響和泥砂沉積作用對文昌魚生活環境破壞。
2、減少施工對中華白海豚生態環境及漁業資源影響措施:
(1)採用先進施工方法。採用新奧法施工,光面爆破與預裂爆破技術,減少爆破震動對環境的影響。
(2)考慮隧道施工安全和海域保護區需要,暗挖隧道開挖時,爆破方案報批,並進行爆破震動監測,及時反饋信息,調整爆破參數,進一步減輕爆破震動效應,從而在確保隧道施工安全的同時,減少對白海豚保護區生態環境的影響。
三、施工期間大氣污染防治措施
1、採取灑水防塵、夯實或硬化施工便道等辦法,控制施工現場及道路揚塵,料場應儘量設在距居民區150米以外,進入料場道路也應經常灑水,以減少粉塵污染。
2、儘量採用商品混凝土,減少現場攪拌混凝土,避免混凝土攪拌揚塵污染,減少攪拌機械噪聲影響。
3、車輛進行土石方和水泥建材、棄土運輸時,應設定擋板、注意加蓋籬席,並不得裝載過滿,避免撒落及因風起塵。
4、在施工現場附近居民敏感區內,不得進行鋼樑噴漆作業,避免散發有害氣體,危害作業區周圍人群健康。
四、施工期噪聲污染防治措施
1、對施工噪聲敏感區段施工作業應採取時間控制措施。對居民敏感區,夜間時段(22:00~06:00)和午間(12:00~14:00),限制高噪聲機械設備使用,減少對居民正常生活影響。高考期間應按照市政府和環保局要求,做好施工噪聲控制。
2、相對固定的施工機械,如空壓機、發電機等,利用有隔聲板的房屋,並儘可能遠離聲敏感目標。
3、施工期間,注意控制施工車輛,經過居民區時應注意限速緩行。
4、加強施工期環境管理,合理安排施工工序,做到文明施工,減少噪聲影響。
五、營地生活污水處理措施與對策
施工營地包括工程辦公、生活區、生產用地等均應配備臨時生活污水處理設施,對生活污水進行處理後方可排放,避免直接進入周圍池塘或海域。
六、棄渣、施工垃圾和生活垃圾處理措施
1、該工程建築垃圾、工程渣土處理應符合《城市建築垃圾管理規定》(城建[1996]96號)和廈門市人民政府公布《廈門市建築廢土管理辦法》要求。在工程開工前建設、施工單位應向城市市容環境衛生行政主管部門申報建築垃圾、工程渣土排放處理計畫,填報建築垃圾、工程渣土種類、數量、運輸工具、運輸路線及消納處理場地,並簽訂市容環境衛生責任書,接受管理和監督。
2、隧道棄渣棄於業主指定的地點,用地四周應根據地勢和周圍環境情況,做好防塵和水土保持工作。
3、施工期間工地應及時收集建築垃圾。對施工產生廢物料,儘量進行回收利用和處理,屬於不會產生明顯污染的廢磚頭、廢混凝土等建築固廢,可作為填充材料,充墊場地、便道、路基等,不得隨意堆存或丟棄;不能回收的一般廢物送垃圾場統一處置。
4、施工生活區內產生的生活垃圾應及時分類收集,回收利用或送垃圾場處理。

效益分析

《淺灘沙層大直徑豎井施工工法》的效益分析如下:
一、採用鑽孔切合樁作為維護結構,在取得相同加固效果前提下,比採用鑽孔咬合樁、地下連續牆、沉井法等能加快工程進度;採用切合樁需打樁31根,咬合樁需打樁42根,比咬合樁降低造價約26%。
二、普通水泥一水玻璃雙液漿的價格僅為化學漿液的1/8~1/10,採用普通水泥一水玻璃雙液漿進行注漿施工,在取得相同的注漿效果下,可以節約材料費用約25%。

套用實例

《淺灘沙層大直徑豎井施工工法》在廈門翔安隧道的套用情況如下:
一、工程概況
廈門翔安隧道是2009年前中國大陸第一座採用鑽爆暗挖法施工的大斷面海底隧道,全長6051米(YK6+559~YK12+610),其中跨越海域總長約4200米,陸域暗挖約1800米。左右線行車隧道測設線間距為52米,行車隧道開挖最大斷面尺寸為17.04米×12.56米(寬×高),建築限界淨寬13.5米,建築限界淨高5.0米。由中鐵一局集團有限公司承擔施工的A4標段右線行車隧道全長2910米(YK9+700~YK12+610),其中明洞長140米,暗洞長2770米。豎井中心樁號為YK11+300,距右洞口1310米,距海堤930米,豎井斷面呈圓形,開挖Φ9.7米,豎井頂面高程為5.5米,井底面設計標高為-45.947米,井深約52米。豎井處平均水深2~3米,施工場地採用圍堰築島方式所建。
二、工程及水文地質
豎井場地範圍內地質條件比較複雜,原設計在豎井附近只有一處鑽孔,位於YK11+287.74之右20.85米處,距離豎井相對較遠,為了更準確的探明豎井所在位置的地質條件,中鐵一局集團有限公司又在豎井周圍增加了兩個地質鑽孔。通過補勘,豎井處實際的地層結構從上至下依次為:人工填築層(1.5~-0.8米),淤泥層(-0.8~-5.5米),淤泥混砂層(-5.5~-9.5米,呈透鏡體狀),粗砂層(-9.5~-19.5米),全風化黑雲母花崗岩層(-19.5~-22.5米),強風化黑雲母花崗岩層(-22.5~-24.49米),弱~微風化黑雲母花崗岩層(-24.49米以下)。地下水位埋深-0.8米左右。粗砂層為富含水層,透水性強,K=3.545米/天,層厚8~11米;全~強風化黑雲母花崗岩層含基岩裂隙水,為弱透水層,K=0.367米/天,層厚約8~12米。
三、設計支護參數。
1、鑽孔樁31根,Φ120厘米,樁長根據實際施工情況動態調整,原則上嵌入弱風化地層0.5米。
2、漿液配比:(W:C):S=(1:1):0.15緩凝劑摻量0~2%水玻璃濃度35度Bé。
3、漿液擴散半徑:0.5~0.7米。
4、注漿分段長(步距):0.5~0.8米。
5、注漿速度:20~50升/分鐘。
6、單孔注漿量:砂層300~400升/米;全風化層150~250升/米。
7、注漿終壓:0.3~2.0兆帕。
四、效果檢查。
鑽孔樁和TSS管注漿結束後,進行取芯檢查,取芯率47.8%~92.6%,岩芯加固優良率71.5%~96.6%。進行注水試驗,地層注漿後滲透係數為1.56×10~3.70×10厘米/秒,較注漿前提高了2~4個數量級。井內開挖施工,安全地通過了該飽和動態含水砂層。由井內開挖的砂層加固情況來看,漿液滲透較均勻地加固了砂層,取樣測試固砂體抗壓強度為0.39~1.39兆帕。

榮譽表彰

2011年9月30日,中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單》,以建質[2011]154號檔案公布,《淺灘沙層大直徑豎井施工工法》被評定為中國國家二級工法。

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