2.3 浆液类型

　　主要采用的注浆材料为水泥浆或水泥-水玻璃浆液。纯水泥浆的成本较低,流动性较好,结石强度较高,可灌性也较好,但析水率较大,稳定性较差,结石率较低,早期强度一般较低,凝结时间较长,一般需添加早强剂;水泥-水玻璃浆液除具有水泥浆的全部优点外,还兼有某些化学浆液的优良性能,凝结时间可以调节,能可较好地控制浆液的扩散半径,结石强度较高。

　　一般当隧道在地下水位以下、地下水具有一定的流动性、地层的渗透系数和空隙率较小时可采用水泥-水玻璃浆液;根据地层情况,为了提高浆液的可灌性,也可以考虑采用超细水泥-水玻璃浆液;当位于地下水位以上,孔隙率较大时可采用水泥浆。

　　2.4 注浆压力

　　注浆压力是用浆液进入地层孔隙及裂隙的一种动力,根据不同的注浆类型、地质条件和周边环境不同而不同。一般说来,注浆压力一定要大于地层的水压力、地层压力等各种阻力值的总和。从浆液扩散效果方面考虑,注浆压力大,扩散范围越大,注浆孔可相应减少,注浆速度提高;但注浆压力过大会造成窜浆,扩散至设计注浆范围以外,既浪费材料,并且可能造成地面超标准的隆起,影响周边建(构)筑物、地下管线的安全。

　　确定合适的注浆压力,从理论上讲是很困难的,因为影响的因素较多,如工程及水文地质条件、浆液类型、注浆工艺、埋置深度等。通常,注浆压力设计根据经验选取,并通过现场试验确定;其中,渗透注浆的终压力一般应大于静水压力的2~3倍。

　　2.5 注浆孔的布置

　　布孔原则是使浆液扩散范围相互重叠,避免出现“盲区”,造成隧道开挖时涌水或坍塌。浆液的扩散半径一般随渗透系数的增大而增大,由于地质条件的复杂多变,理论计算的半径参数不易选准,又因有多种地层,各地层的参数各不相同,常常偏差较大,设计时可采用工程类比,并根据现场试验选取合理的注浆扩散半径。一般采用渗透注浆时,注浆孔间距为0.5~1.0m;劈裂注浆时,注浆孔间距为0.8~2.0m。2.6 注浆分类及应用

　　主要为洞内深孔注浆、洞内浅孔注浆、地面注浆等3种注浆类型。

　　2.6.1 洞内深孔注浆

　　主要用于地面无注浆条件的情况。每个注浆循环长度约20~40m,开挖一定距离,留约3.0~5.0m左右作为下一循环的止浆墙。注浆范围一般为隧道开挖范围外2.0~4.0m线范围内土层和全、强风化岩层,加固体抗渗系数一般要求达到10-5cm/s,做到隧道在开挖过程中仅有极少量渗水,不能形成有危害性的渗流。

　　深圳地铁一期工程的老大区间隧道,隧道所处地层主要为花岗岩的残积层(砾质粘土层)。当2号竖井向两端进行暗挖隧道施工中,竖井东端隧道拱部施工进至8m时,掌子面土石分界线位置出现涌泥、涌砂现象,施工受阻;2号竖井以西段拱部施工进至7m时,亦在掌子面土石分界线位置出现一直径约20cm的孔洞,地下水携带粗砂急速涌出。经分析,由于地层含水量较高的,且水压较大,超前小导管注浆效果差,地下水从支护缺陷处渗出,形成潜蚀,最后扩大涌出。从现场实际施工情况看,砂质粘土层及花岗岩全风化层透水性强,尤其是砾质粘土层性质变化大(可认为是“似土非土、似砂非砂、似石非石”,是一种特殊的不良地质),干燥状态下稳定性好、硬度大,但在含水状态下,施工开挖及支护扰动后迅速软化成泥浆,且长时间不易失水干燥;同时由于地表水补给充足(紧邻布吉河),地下水渗出量比预计的要大,采用单一的超前小导管注浆较难阻止地下水渗入坑道和保证掌子面的稳定。

　　为保证隧道施工安全,在竖井两端各100m范围内采用洞内深孔注浆加固地层及止水措施。加固范围为隧道开挖轮廓线外3.0m线以内的土层和全风化层;浆液为水泥-水玻璃浆液;浆液扩散半径为80cm,梅花型布置;注浆压力为初压0.3~0.4MPa,稳压:1.2~1.5MPa;水灰比为1∶1,水玻璃浓度:30°Be′,模数:2.6;注浆采用分段长套管护壁后退式注浆工艺(袖阀注浆),主要采用劈裂注浆方式。每个注浆段长35.0m,每两个注浆段的搭接长度为4.0m;注浆顺序为先隧道周边后中间,隔孔交替注浆。

　　地层注浆后,浆液在土体中扩散呈树枝状分布,局部有10~20mm厚度的薄片状浆液凝固分布在土体中,凡是空隙处与薄弱处都充满了浆液的凝固体。由于较好地控制了注浆压力,未对地表产生超标准的隆起。开挖过程掌子面基本无水,土层

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