CN110939449A - 一种盾构施工中基岩凸起地层处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盾构施工中基岩凸起地层处理方法,该方法包括打***孔、在***孔中装入乳化***、对***孔进行防护及压盖、起爆、在***孔位置注浆这几个步骤;其中注浆步骤包括布孔‑钻孔作业‑封闭泥浆置换‑袖阀管安设‑置换套壳料‑注浆施工‑注浆顺序等步骤,在袖阀管***过程中要边***边灌入清水,保持管内外的压力平衡,减少管的浮力,利于下管;采用特定配比的套壳料,在孔口部位2~3m范围采用水泥砂浆封孔,取得更好的封闭效果。减少基岩***对施工带来的影响,确保盾构机作业时不发生冒浆、坍塌,提高施工过程的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种盾构施工中特殊地层处理方法,具体涉及一种盾构施工中基岩凸起地层处理方法。
背景技术
隧道盾构施工过程中,经常会遇到坚硬的基岩凸起侵入盾构掘进路线,如果直接进行盾构掘进,极易造成盾构刀盘损坏,产生危险且延误工期,所以往往需要预先对基岩凸起地层进行处理,以确保在该地层盾构作业安全高效。
在对基岩凸起地层进行预处理的方法中,对基岩凸起进行***处理是常用的施工方法,在基岩***之后,原状地层被破坏,受***影响,地层中将产生大量的缝隙、碎屑,可能会导致盾构机通过此段时发生冒浆、坍塌,严重影响施工的进度和安全性。因此,如何减少基岩***对施工带来的影响,已成为设计与施工过程中亟待解决的重要问题。
发明内容
为了保证基岩凸起地层中盾构施工的安全高效,并且减少基岩***对施工带来的影响,确保盾构机作业时不发生冒浆、坍塌,提高施工过程的安全性,本发明提供了一种盾构施工中基岩凸起地层处理方法,及基岩***后袖阀管注浆工艺。具体技术方案如下:
该方法包括如下步骤:(1)根据前期的地质勘测资料,从地面采用百米钻竖直向下打***孔,至基岩凸起顶面停止;(2)利用履带锚固机对盾构线路中的基岩进行取孔,并在***孔中布设PVC护管;(3)***孔验收后,在***孔中装入乳化***,然后对***孔进行架空防护及重物压盖;(4)起爆,***后在基岩凸起处取芯检测***效果;(5)采用袖阀管后退式分段注浆工艺在***孔位置注浆。
其中注浆工艺具体包括以下步骤:
(a)布孔作业:***完成后下钻破坏***孔;
(b)钻孔作业:基岩凸起段采取钻机直接成孔,基岩凸起段***完成后,根据施工方案对***处理段进行重新布孔以备后续进行注浆加固处理;
(c)封闭泥浆置换:钻孔完成后,立即通过钻杆用新鲜的封闭泥浆置换钻孔护壁泥浆,封闭泥浆采用钻杆从钻孔孔底压入,充填钻孔空间,直到封闭泥浆完全代替护壁泥浆;
(d)袖阀管安设:在孔内压入封闭泥浆完成后,立即在钻孔内***袖阀管,相邻两节用连接套管连接,采用胶合剂将袖阀管和连接套管密封粘牢;第一节袖阀管底部加闷盖封闭底口,管口加上闷盖;袖阀管每节连接好后,依次下放到钻孔中,直到孔底,下放时保证袖阀管的中心与钻孔中心重合;至封闭浆液基本凝胶后,用水泥砂浆进行补充封闭;安设袖阀管的同时安设PVC管,并将PVC管与袖阀管用胶带绑在一起后进行安设;
(e)置换套壳料:将PVC管接到注浆机上,在注浆压力的作用下,通过PVC管将钻孔内的封闭泥浆置换成套壳料;随着套壳料的进入,封闭泥浆从地面孔口置换出来,置换出来的泥浆通过钻孔口的泥浆沟排到泥浆循环池;在发现排出的泥浆中含有套壳料时,停止置换;
(f)注浆施工:采用注浆泵进行注浆作业;注浆方式采用后退式分段注浆,即在注浆管内由孔底向上分段进行注浆,每次注浆段长为0.4~0.5m,注完此段后,再后退注另一段,直至全孔注浆完毕;注浆过程中要做好详细的注浆记录;
(g)注浆顺序:采取间隔跳孔钻孔和注浆,将注浆段落分成若干区域进行,注浆段间距根据现场时间情况,以利于平行作业,加快进度。
进一步地,步骤(b)钻孔作业具体包括以下步骤:b1回填层采用钻机引孔,下部地层利用地质钻机按设计要求钻孔;钻孔水平孔位误差≤5cm,钻孔垂直度≤±1°,钻孔深度超过设计深度0.5~1m,以满足下管深度;b2使用稀泥浆护壁或干钻成孔;b3钻孔内不得有杂物,以便有利于注浆管的安设。
进一步地,在步骤(d)袖阀管***过程中要边***边灌入清水,保持管内外的压力平衡,减少管的浮力,利于下管;步骤(e)套壳料的重量配比为水泥:膨润土:水=1:1.5-2.5:1,为取得更好的封闭效果,在孔口部位2~3m范围采用水泥砂浆封孔。
进一步地,步骤(f)注浆施工时,每段注浆由止浆塞控制,浆液在止浆塞控制下,只能在该段向地层扩散,当全孔注浆结束后,立即取出芯管清洗,以防止浆液在芯管中凝固。
进一步地,为确保注浆质量,防止串浆的发生,在工程中采取钻一孔注一孔的注浆施工原则,当采取钻孔、注浆施工平行作业时,钻孔和注浆孔间隔距离应在6m以上;对注浆压力进行预设,具体压力设置如下:洞身碎石段注浆压力1.5~2.0MPa;隧洞洞顶1m区域内注浆压力1.5~2.0 MPa;预设注浆压力为注浆管口压力,考虑注浆压力传输层过程中衰减及损失,注浆泵泵击压力为注浆管口压力的2.0倍。
本发明采用钻一孔注一孔的注浆施工原则,确保注浆质量,防止串浆的发生;采用布孔-钻孔作业-封闭泥浆置换-袖阀管安设-置换套壳料-注浆施工-注浆顺序的基岩***后袖阀管注浆工艺,在袖阀管***过程中要边***边灌入清水,保持管内外的压力平衡,减少管的浮力,利于下管;采用特定配比的套壳料,在孔口部位2~3m范围采用水泥砂浆封孔,取得更好的封闭效果。减少基岩***对施工带来的影响,确保盾构机作业时不发生冒浆、坍塌,提高施工过程的安全性。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
该方法包括如下步骤:(1)根据前期的地质勘测资料,从地面采用百米钻竖直向下打***孔,至基岩凸起顶面停止;(2)利用履带锚固机对盾构线路中的基岩进行取孔,并在***孔中布设PVC护管;(3)***孔验收后,在***孔中装入乳化***,然后对***孔进行架空防护及重物压盖;(4)起爆,***后在基岩凸起处取芯检测***效果;(5)采用袖阀管后退式分段注浆工艺在***孔位置注浆。
其中注浆工艺具体包括以下步骤:
(a)布孔作业:***完成后下钻破坏***孔;
(b)钻孔作业:基岩凸起段采取钻机直接成孔,基岩凸起段***完成后,根据施工方案对***处理段进行重新布孔以备后续进行注浆加固处理;
(c)封闭泥浆置换:钻孔完成后,孔底存在部分钻孔期间塌落、掉落的渣土,立即通过钻杆用新鲜的封闭泥浆置换钻孔护壁泥浆,封闭泥浆配比按膨润土:水=4:1配比,封闭泥浆采用钻杆从钻孔孔底压入,充填钻孔空间,直到封闭泥浆完全代替护壁泥浆;
(d)袖阀管安设:在孔内压入封闭泥浆完成后,立即在钻孔内***袖阀管,袖阀管长度每节长4m,相邻两节用长度为20cm的PVC连接套管连接,采用U—PVC胶合剂将袖阀管和连接套管密封粘牢;第一节袖阀管底部必须加闷盖封闭底口,管口加上闷盖;袖阀管每节连接好后,依次下放到钻孔中,直到孔底,下放时尽量保证袖阀管的中心与钻孔中心重合;在下管的同时预先压入的封闭泥浆会从孔口溢出,管下到位后封闭泥浆会自动下陷,至浆液基本凝胶后,下陷深度一般会达到2m,此时用水泥砂浆进行补充封闭;安设袖阀管的同时安设φ20mmPVC管,并将φ20mmPVC管与袖阀管用胶带绑在一起后进行安设;
(e)置换套壳料:套壳料置换孔内封闭泥浆,方法是将φ20mmPVC管接到注浆机上,在注浆压力的作用下,通过φ20mmPVC管将钻孔内的封闭泥浆置换成套壳料;套壳料在0.5MPa压力的作用下,通过φ20mmPVC管进入钻孔底部,随着套壳料的进入,封闭泥浆从地面孔口置换出来,置换出来的泥浆通过钻孔口的泥浆沟排到泥浆循环池;在发现排出的泥浆中含有套壳料时,停止置换;
(f)注浆施工:采用KBY-50/70注浆泵或SYB-60/160型注浆泵进行注浆作业;注浆方式采用后退式分段注浆,即在注浆管内由孔底向上分段进行注浆,每次注浆段长为0.4~0.5m,注完此段后,再后退注另一段,直至全孔注浆完毕;注浆过程中要做好详细的注浆记录;
(g)注浆顺序:采取间隔跳孔钻孔和注浆,将注浆段落分成若干区域进行,注浆段间距根据现场时间情况,以利于平行作业,加快进度。
进一步地,步骤(b)钻孔作业具体包括以下步骤:b1回填层采用钻机引孔,下部地层利用地质钻机采用Φ89的钻头按设计要求钻孔;钻孔水平孔位误差≤5cm,钻孔垂直度≤±1°,钻孔深度超过设计深度0.5~1m,以满足下管深度;b2使用稀泥浆护壁或干钻成孔,成孔孔径不少于89mm;b3钻孔内不得有杂物,以便有利于注浆管的安设;b4司钻员要求经验丰富,能根据钻孔过程大致判断基岩***效果,便于确定钻孔深度。施工中要做好钻孔记录,以确定注浆管的下管情况;b5完成钻孔,安设好注浆管后,将套管拔出。
进一步地,在步骤(d)袖阀管***过程中要边***边灌入清水,保持管内外的压力平衡,减少管的浮力,利于下管;步骤(e)套壳料的重量配比为水泥:膨润土:水=1:1.5-2.5:1,为取得更好的封闭效果,在孔口部位2~3m范围采用水泥砂浆封孔。
进一步地,步骤(f)注浆施工时,每段注浆由止浆塞控制,浆液在止浆塞控制下,只能在该段向地层扩散,当全孔注浆结束后,立即取出芯管清洗,以防止浆液在芯管中凝固。
进一步地,为确保注浆质量,防止串浆的发生,在工程中采取钻一孔注一孔的注浆施工原则,当采取钻孔、注浆施工平行作业时,钻孔和注浆孔间隔距离应在6m以上;注浆技术要求:水泥单液浆浆液比重为1.6;注浆压力控制:根据带压进仓保压要求及注浆施工经验,对注浆压力进行预设,具体压力设置如下:洞身碎石段注浆压力1.5~2.0MPa;隧洞洞顶1m区域内注浆压力1.5~2.0 MPa;预设注浆压力为注浆管口压力,考虑注浆压力传输层过程中衰减及损失,注浆泵泵击压力为注浆管口压力的2.0倍。注浆量控制:根据相似工程注浆施工经验,基岩***段在预设注浆压力每延米吸浆量约0.8m³。
进一步地,每段注浆完成后,立即进行孔内冲洗,将冲洗管***袖阀管的底部,压入清水,直至孔口返回的水基本干净,在冲洗过程中要反复上下移动水管,将管内的水泥浆冲洗干净,便于后续注浆进行;每孔注浆完成后应立即封堵注浆管处孔口,并及时封孔。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种盾构施工中基岩凸起地层处理方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:(1)从地面采用百米钻竖直向下打***孔,至基岩凸起顶面停止;(2)利用履带锚固机对盾构线路中的基岩进行取孔,并在***孔中布设PVC护管;(3)***孔验收后,在***孔中装入乳化***,然后对***孔进行架空防护及重物压盖;(4)起爆,***后在基岩凸起处取芯检测***效果;(5)采用袖阀管后退式分段注浆工艺在***孔位置注浆。
2.根据权利要求1所述的一种盾构施工中基岩凸起地层处理方法,其特征在于,其中第(5)步注浆工艺具体包括以下步骤:
(a)布孔作业:***完成后下钻破坏***孔;
(b)钻孔作业:基岩凸起段采取钻机直接成孔,基岩凸起段***完成后,根据施工方案对***处理段进行重新布孔以备后续进行注浆加固处理;
(c)封闭泥浆置换:钻孔完成后,立即通过钻杆用新鲜的封闭泥浆置换钻孔护壁泥浆,封闭泥浆采用钻杆从钻孔孔底压入,充填钻孔空间,直到封闭泥浆完全代替护壁泥浆;
(d)袖阀管安设:在孔内压入封闭泥浆完成后,立即在钻孔内***袖阀管,相邻两节用连接套管连接,采用胶合剂将袖阀管和连接套管密封粘牢;第一节袖阀管底部加闷盖封闭底口,管口加上闷盖;袖阀管每节连接好后,依次下放到钻孔中,直到孔底,下放时保证袖阀管的中心与钻孔中心重合;至封闭浆液基本凝胶后,用水泥砂浆进行补充封闭;安设袖阀管的同时安设PVC管,并将PVC管与袖阀管用胶带绑在一起后进行安设;
(e)置换套壳料:将PVC管接到注浆机上,在注浆压力的作用下,通过PVC管将钻孔内的封闭泥浆置换成套壳料;随着套壳料的进入,封闭泥浆从地面孔口置换出来,置换出来的泥浆通过钻孔口的泥浆沟排到泥浆循环池;在发现排出的泥浆中含有套壳料时,停止置换;
(f)注浆施工:采用注浆泵进行注浆作业;注浆方式采用后退式分段注浆,即在注浆管内由孔底向上分段进行注浆,每次注浆段长为0.4~0.5m,注完此段后,再后退注另一段,直至全孔注浆完毕;注浆过程中要做好详细的注浆记录;
(g)注浆顺序:采取间隔跳孔钻孔和注浆,将注浆段落分成若干区域进行,注浆段间距根据现场时间情况,以利于平行作业,加快进度。
3.如权利要求2所述的一种盾构施工中基岩凸起地层处理方法,其特征在于,步骤(b)钻孔作业具体包括以下步骤:b1回填层采用钻机引孔,下部地层利用地质钻机按设计要求钻孔;钻孔水平孔位误差≤5cm,钻孔垂直度≤±1°,钻孔深度超过设计深度0.5~1m,以满足下管深度;b2使用稀泥浆护壁或干钻成孔;b3钻孔内不得有杂物,以便有利于注浆管的安设。
4.如权利要求2或3任一项所述的一种盾构施工中基岩凸起地层处理方法,其特征在于,在步骤(d)袖阀管***过程中要边***边灌入清水,保持管内外的压力平衡,减少管的浮力,利于下管;步骤(e)套壳料的重量配比为水泥:膨润土:水=1:1.5-2.5:1,为取得更好的封闭效果,在孔口部位2~3m范围采用水泥砂浆封孔。
5.如权利要求1所述的一种盾构施工中基岩凸起地层处理方法,其特征在于,步骤(f)注浆施工时,每段注浆由止浆塞控制,浆液在止浆塞控制下,只能在该段向地层扩散,当全孔注浆结束后,立即取出芯管清洗,以防止浆液在芯管中凝固。
6.如权利要求5所述的一种盾构施工中基岩凸起地层处理方法,其特征在于,为确保注浆质量,防止串浆的发生,在工程中采取钻一孔注一孔的注浆施工原则,当采取钻孔、注浆施工平行作业时,钻孔和注浆孔间隔距离应在6m以上;对注浆压力进行预设,具体压力设置如下:洞身碎石段注浆压力1.5~2.0MPa;隧洞洞顶1m区域内注浆压力1.5~2.0 MPa;预设注浆压力为注浆管口压力,考虑注浆压力传输层过程中衰减及损失,注浆泵泵击压力为注浆管口压力的2.0倍。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200331 |