CN108797621A - 一种在富水深卵砾漂石地层超前预注浆的止水结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在富水深卵砾漂石地层中超前预注浆止水的结构及其施工方法，侧壁注浆止水层和底部注浆止水层，所述侧壁注浆止水层与底部注浆止水层相连通，形成一个整体结构，隔绝基坑外侧和基坑底部的水进入基坑内。所述施工方法包括以下步骤：(1)地下结构采用逆作法施工，土方开挖至水位线上；(2)钻孔；(3)安装双重管；(4)安装拔管器；(5)浆液配制；(6)注浆作业；(7)打设疏干井并进行止水效果检测及处理。本发明通过对地下结构四周及底部超前预注浆止水帷幕，充分发挥设备和浆液的优点，达到最大地层适应性和最优止水效果，实现注浆的均匀、连续性，保证止水帷幕的厚度，避免了大范围的降排水施工，节约水资源，同时避免了临近建筑物的沉降变形。
Description
【技术领域】：
本发明涉及地下结构止水帷幕施工，尤其是在富水深卵砾漂石地层中超前预注浆止水的结构及其施工方法。
【背景技术】：
目前，城市地下结构干槽水治理的方式有降水、帷幕止水和冷冻法。其中降水施工对北京城市地区影响越来越大，水资源和电费浪费特别严重，北京市已经开始严控降水施工；冷冻法施工耗电量巨大，造价非常高，且冻融沉降无法预测；帷幕止水明挖基坑用的比较多，多以地下连续墙等为主，暗挖车站由于受空间条件限制，地下连续墙等止水措施难以实施，而常规的注浆止水帷幕在含水量高的卵砾漂石等地层存在成孔效果差、注浆扩散不均匀、注浆效率低等问题。
因此希望有一种富水深卵砾漂石地层超前预注浆止水结构及其施工方法，能够适用于富水深卵砾漂石地层的止水支护。
【发明内容】：
本发明的目的是提供一种在富水深卵砾漂石地层超前预注浆的止水结构及其施工方法来解决现有技术存在的上述问题。
为实现上述目的，本发明提供的在富水深卵砾漂石地层超前预注浆的止水结构，所述止水结构包括侧壁注浆止水层和底部注浆止水层，所述侧壁注浆止水层与底部注浆止水层相连通，形成一个整体结构，隔绝基坑外侧和基坑底部的水进入基坑内。
优选地，所述所述侧壁注浆止水层位于基坑四周，呈等腰梯形形状，上部宽度为3m～4m，下部宽度为4m～5m，上部位于地下水位线上1～2m，下部与底部注浆止水层平齐。
优选地，所述底部注浆止水层位于基坑底部，厚度为5m～6m，止水层上部距基坑底1～2m作为缓冲层不注浆，下部与侧壁注浆止水层平齐。
优选地，所述注浆止水层的内部设置多个注浆孔，所述注浆孔内进行注浆。
优选地，所述注浆孔，基坑内布置垂直钻孔，钻孔间距800mm，排间距800mm，采用梅花型布置，成孔长度为17.7m；侧壁采用钻斜孔注浆，钻孔角度3°、8°、13°、20°和26°，钻孔长度分别为：18.1m、18.3m、18.1m、11.7m和8.0m
本发明还提供一种在富水深卵砾漂石地层超前预注浆止水帷幕的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：
(1)地下结构采用逆作法施工，基坑开挖至地下水位线上1～2m位置时，进行注浆止水施工。
(2)钻孔：采用配有顶驱式动力头的钻机成孔。
(3)安装双重管：成孔后，往钻杆内吊放双重管，吊放双重管时要检查密封圈，吊放结束后加盖防止堵管。注浆双重管最前面安装双液浆注浆管端头混合装置。
(4)安装拔管器：3～5个拔管器同时安装，注浆采用后退式双重管同时注浆工艺，同时注3～5个孔，使地层固结形成整体，还能有效防止浆液流失。
(5)浆液配制：浆液采用改性水泥－水玻璃浆液，水泥浆采用普通硅酸盐P.O42.5水泥,另外掺加聚羧酸钠盐型分散剂，配合比为水：水泥：聚羧酸钠盐型分散剂＝1:1.3:0.065；改性水玻璃配合比为水：水玻璃：硫酸铜：明矾＝1：1：0.03:0.03。水玻璃采用浓度42Be’，改性水泥与改性水玻璃配比为1:1，使用量各占总质量的50％。浆液配比均为质量比。
(6)注浆作业：注浆设备采用配备流量计的注浆机，实时观测注浆过程中浆液的流量及压力变化，实时调整浆液凝固时间，注浆终压为0.8～1.0Mpa，扩散半径达到600～700mm。
(7)打设疏干井并进行止水效果检测及处理：注浆完成后，土方开挖前打设疏干井将基坑内的水抽排并通过观测井内的水位上升速度从而判断注浆体的渗透系数，确定注浆体渗透系数为2.5*10-2m/d，以小于此渗透系数作为注浆止水效果的评判标准。开挖过程中遇渗漏水点加强注浆封堵，确保侧壁无明水。
本发明提供了一种在富水深卵砾漂石地层超前预注浆止水帷幕施工方法，能够适用于富水深卵砾漂石地层的止水支护。
【附图说明】：
图1为一个实施例中钻孔平面布置示意图。
图2为一个实施例中注浆剖面示意图。
图中：
1、侧壁注浆止水层 2、结构围护桩
3、底部垂直注浆孔 4、侧壁斜注浆孔
5、基坑底部 6、缓冲层
7、注浆工作面 8、地下水位线
9、底部注浆止水层
【具体实施方式】：
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
在本发明一宽泛实施例中，在富水深卵砾漂石地层超前预注浆的止水结构，所述止水结构包括：侧壁注浆止水层和底部注浆止水层，所述侧壁注浆止水层与底部注浆止水层相连通，形成一个整体结构，隔绝基坑外侧和基坑底部的水进入基坑内。
如图1-2所示，侧壁注浆止水层位于基坑四周，呈等腰梯形形状，上部宽度为3mm，下部宽度为5.4m，上部位于地下水位线上2m，下部与底部注浆止水层平齐。
如图1-2所示，底部注浆止水层位于基坑底部，厚度为5.4m，止水层上部距基坑底1m作为缓冲层不注浆，下部与侧壁注浆止水层平齐。
如图1-2所示，注浆止水层的内部设置多个注浆孔，在注浆孔内进行注浆。基坑内布置垂直钻孔，钻孔间距800mm，排间距800mm，采用梅花型布置，成孔长度为17.7m；侧壁采用钻斜孔注浆，钻孔角度3°、8°、13°、20°和26°，钻孔长度分别为：18.1m、18.3m、18.1m、11.7m和8.0m。
本发明还提供一种在富水深卵砾漂石地层超前预注浆止水帷幕的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：
(1)地下结构采用逆作法施工，基坑开挖至地下水位线上2m位置时，进行注浆堵水施工。
(2)钻孔：采用配有顶驱式动力头的HDL-180D1多功能履带钻机，采用冲击套管跟进的成孔方式来施工，钻杆直径φ89mm；动力头带有大功率顶部振动，不用潜孔锤和空压机就可达到冲击钻进的效果，在深卵砾漂石地层成孔效率高，效果好，尤其是地层含水量高无法使用潜孔冲击器工作时。基坑侧壁斜孔钻孔时，用角度尺定位钻孔倾斜角度，调整到设计角度时再进行钻孔作业。
(3)安装双重管：成孔后，往钻杆内吊放双重管，吊放双重管时要检查密封圈，吊放结束后加盖防止堵管。注浆双重管最前面安装双液浆注浆管端头混合装置。
(4)安装拔管器：3～5个拔管器同时安装，注浆采用后退式双重管同时注浆工艺，同时注3～5个孔，使地层固结成整体，还能有效防止浆液流失，使注浆效果好及效率高，能满足施工进度要求。
(5)浆液配制：浆液采用改性水泥－水玻璃浆液，水泥浆采用普通硅酸盐P.O42.5水泥,另外掺加聚羧酸钠盐型分散剂，配合比为水：水泥：聚羧酸钠盐型分散剂(例子中用的是聚羧酸钠)＝1:1.3:0.065；水玻璃采用浓度42Be’，改性水玻璃配合比为水：水玻璃：硫酸铜：明矾＝1：1：0.03:0.03。改性水泥与改性水玻璃配比为1:1，使用量各占总质量的50％。浆液配比均为质量比。浆液搅拌机型号为SH600。
(6)注浆作业：注浆设备采用配备流量计的注浆机，实时观测注浆过程中浆液的流量及压力变化，实时调整浆液凝固时间，注浆终压为0.8～1.0Mpa，扩散半径达到600～700mm。注浆机型号为JP600。
(7)打设疏干井并进行止水效果检测及处理：注浆完成后，土方开挖前打设疏干井将基坑内的水抽排并通过观测井内的水位上升速度从而判断注浆体的渗透系数，确定注浆体渗透系数为2.5*10-2m/d，以小于此渗透系数作为注浆止水效果的评判标准。开挖过程中遇渗漏水点加强注浆封堵，确保侧壁无明水。
本发明有以下优点：
(1)避免了降水施工造成的地下水资源的过分浪费，节约了水资源税和使用的电费，还响应政府降水政策，企业信誉和社会效益显著。
(2)避免了降水施工造成的地层沉降大及周边建筑物沉降变形的问题，间接性的节约了管理成本。
(3)解决了在富水深卵砾漂石地层注浆止水问题，在保证安全的前提下，能够顺利开展施工，确保施工工期和减少安全隐患，间接性的节约了管理成本。
以上所述仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种在富水深卵砾漂石地层中超前预注浆的止水结构，其特征在于，包括：侧壁注浆止水层和底部注浆止水层，所述侧壁注浆止水层与底部注浆止水层相连通，形成一个整体结构，隔绝基坑外侧和基坑底部的水进入基坑内。
2.根据权利要求1所述的在富水深卵砾漂石地层中超前预注浆的止水结构，其特征在于，所述侧壁注浆止水层位于基坑四周，呈等腰梯形形状，上部宽度为3m～4m，下部宽度为4m～5m，上部位于地下水位线上1～2m，下部与底部注浆止水层平齐。
3.根据权利要求1所述的在富水深卵砾漂石地层中超前预注浆的止水结构，其特征在于，所述底部注浆止水层位于基坑底部，厚度为5m～6m，止水层上部距基坑底1～2m作为缓冲层不注浆，下部与侧壁注浆止水层平齐。
4.根据权利要求1所述的在富水深卵砾漂石地层中超前预注浆的止水结构，其特征在于，所述注浆止水层的内部设置多个注浆孔，所述注浆孔内进行注浆。
5.根据权利要求4所述的在富水深卵砾漂石地层中超前预注浆的止水结构，其特征在于，所述注浆孔基坑内布置垂直钻孔，钻孔间距800mm，排间距800mm，采用梅花型布置，成孔长度为17.7m；侧壁采用钻斜孔注浆，钻孔角度3°、8°、13°、20°和26°，钻孔长度分别为：18.1m、18.3m、18.1m、11.7m和8.0m。
6.制备如权利要求1-5任意一项所述止水结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)地下结构采用逆作法施工，基坑开挖至地下水位线上1～2m位置时，进行注浆止水施工；
(2)钻孔：采用配有顶驱式动力头的钻机成孔；
(3)安装双重管：成孔后，往钻杆内吊放双重管，吊放双重管时要检查密封圈，吊放结束后加盖防止堵管；注浆双重管最前面安装双液浆注浆管端头混合装置；
(4)安装拔管器：3～5个拔管器同时安装，注浆采用后退式双重管同时注浆工艺，同时注3～5个孔，使地层固结形成整体，防止浆液流失；
(5)浆液配制：浆液采用改性水泥－水玻璃浆液，水泥浆采用普通硅酸盐P.O42.5水泥,另外掺加聚羧酸钠盐型分散剂，配合比为水：水泥：聚羧酸钠盐型分散剂＝1:1.3:0.065；改性水玻璃配合比为水：水玻璃：硫酸铜：明矾＝1：1：0.03:0.03；水玻璃采用浓度42Be’，改性水泥与改性水玻璃配比为1:1，使用量各占总质量的50％；配比均为质量比；
(6)注浆作业：注浆设备采用配备流量计的注浆机，实时观测注浆过程中浆液的流量及压力变化，实时调整浆液凝固时间，注浆终压为0.8～1.0Mpa，扩散半径达到600～700mm；
(7)打设疏干井并进行止水效果检测及处理：注浆完成后，土方开挖前打设疏干井将基坑内的水抽排并通过观测井内的水位上升速度从而判断注浆体的渗透系数，确定注浆体渗透系数为2.5*10-2m/d，以小于此渗透系数作为注浆止水效果的评判标准；开挖过程中遇渗漏水点加强注浆封堵，确保侧壁无明水。
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