ec富水粗砂层锚索施工涌水涌沙处理技术 1.docx

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ec富水粗砂层锚索施工涌水涌沙处理技术1

富水粗砂层中锚索施工

涌水涌砂处理技术

中铁十五局集团城交公司韦尚坤

【内容摘要】深圳地铁二号线东延线工程土建2224标段[岗厦北站~华强北站]区间设一盾构井(兼做轨排井),采用五道锚索支撑,锚索施工中出现涌水涌砂情况下,安全、顺利地完成了施工任务。

本文结合工程实例,详细介绍了富水粗砂中锚索施工中涌水涌砂处理技术,为同类工程施工具有参考意义。

【关键词】粗砂层锚索施工涌水涌砂处理技术

1工程概况

深圳地铁二号线东延线工程土建2224标段[岗厦北站~华强北站]区间设一盾构井(兼做轨排井),里程为YCK28+049~YCK28+129,基坑长度为80m,深19米,工程位于深圳市中心公园内,围护结构采用800mm厚地下连续墙。

盾构井段第一、二、三道采用环框梁支撑,第四、五道采用钢支撑,轨排井段采用五道锚索支撑。

预应力锚索设计选用1*7标准型钢绞线,公称直径

15.2mm,其标准强度为1860Mpa。

锚索间水平间距2m,垂直间距4~4.5m。

第一道锚索锚固段长度19m,自由段长度12m,第二道锚索锚固段长度20m,自由段长度11m,第三道锚索锚固段长度21.5m,自由段长度10m,第四道锚索锚固段长度22m,自由段长度8m,第五道锚索锚固段长度17.5m,自由段长度5m。

2工程地质条件

轨排井地质情况从地面至基坑底分别为<1-4>杂填土,<5-2-4>粗砂层,<9-1>全风化花岗岩和<9-2-1>半土状强风化花岗岩地层,地下水埋深2.6m,以孔隙水为主,局部具有承压性,地质断面如图1所示:

 

图1轨排井地质断面图

轨排井地层分布特征见下表:

轨排井主要地质分层特征表(地面至基底)

序号

分层代号

岩土层名称

平均层厚(m)

地质特点

1

<1-4>

杂填土

5

主要成分为生活垃圾、粉质粘土,碎石等,灰黄色,稍湿,疏松。

2

<5-2-4>

粗砂层

9.2

灰黄、黄褐色,松散~中密,饱和。

3

<9-1>

全风化花岗岩

4.9

黄褐色,裂隙极发育,原结构基本破坏,遇水易软化、崩解。

4

<9-2-1>

半土状强风化花岗岩

5.6

黄褐色,局部夹灰白、灰绿色,岩石风化强烈,原岩结构可辨析,遇水软化、崩解。

3锚索施工

锚索施工设备采用履带式全液压锚索机,这种锚索机移动方便,操作灵活,能够转动各种角度,根据不同作业性质的环境,可采用不同功率,并能控制套管上扣和卸扣,施工速度快,效率高。

锚索施工工艺流程为:

施工放线→连续墙开孔→施钻锚索孔→制作束体并将其放入锚索孔→固定束体→进行注浆→浇筑腰梁→安装钢锚垫板→张拉及锁定→使束体产生预应力与腰梁、连续墙连接成整体。

施工中遵循“分段分层、由上而下、先锚固、后开挖”的原则进行锚索施工及基坑开挖,开挖土方至下道锚索位置后,进行锚索施工,待腰梁混凝土强度达到要求,锚索张拉完成后进行下层土方开挖。

3.1锚索施工重难点

①由于本基坑地质条件的特殊性,锚索内力值较大,设计锚索孔径为180mm。

孔径大,为防止塌孔,采用全套管跟进技术,不许采用泥浆护壁,这在广东地区锚索施工中是非常少见的,并且是在粗砂层中,施工难度大,技术要求高,施工所用180mm钢套管市场根本买不到,需要专门加工制作。

②锚索施工中第三、四道锚索要穿越

富水粗砂层,如何解决锚索施工中涌水涌砂将是施工中的难点之一。

③如何确保粗砂层中锚索施工质量,是施工中又一大难点,也是确保基坑是否安全的重要因素。

3.2涌水涌砂原因

根据地质勘查资料,轨排井处存在厚度9.2m的粗砂层,且地下水压力大,富存在各地层中,锚索施工中将连续墙打穿后,在压力水流的作用下水和砂顺着锚索孔流出,发生涌水涌砂现象,多次造成地面塌陷,危害基坑安全。

3.3涌水涌砂处理措施

锚索孔倾角值为20°,孔径180mm,锚索施工前首先要将基坑围护结构地下连续墙锚索孔处连续墙打穿,当施工第三道、第四道锚索时,在打穿连续墙锚索孔时就出现了严重的涌水涌砂现象,没多时就涌出几立方水和砂,锚索成孔困难,有的锚索孔连打穿连续墙都很困难,给锚索施工带来了极大困难,连续墙锚索孔施工如下图2所示。

要确保施工锚索过程中不出现涌水涌沙,就要降低基坑外水位到锚索孔口以下,这需要设大量的降水井,不仅要增加相当大的投入,而且大量的降水会引起地面及周边建筑物沉降。

另外,地下水在基坑北侧福田河的补给下,降水不一定起到效果。

如果从地面对砂层加固,也不一定能达到效果,而且施工时间长。

在施工工期、周边环境、地

4钢套管施工方法

由于将连续墙打通以后就会出现涌水涌砂,施工中工序衔接及材料的准备一定要到位,这样才能将涌水涌砂量减小到最少,钢套管施工步骤如下:

①钢套管准备到现场

锚索孔设计为φ180mm,连续墙的钻孔为φ200mm,钢套管采用φ190mm的无缝钢管,根据基坑外水压力计算,钢套管长3m即可平衡基坑外的水压力,所以,选用的钢套管长3m。

③连续墙取孔

材料、人员准备到位后,首先要将连续墙上的锚索孔采用钻孔机将连续墙打穿,钻

④钢套管打入

当连续墙取孔后,立即将钢套管一端插入锚索孔内,另一端用挖掘机顶住后打入,外露部分与墙面平齐,如图3所示。

图2连续墙锚索孔施工图

质情况等制约下,通过多次实践,最后采用打入钢套管的方法进行施工,解决了施工难题,涌水涌砂得到了有效控制,锚索施工也得以顺利进行。

孔孔径φ200mm,角度20°。

②设备人员准备到位

打入钢套管采用现场挖掘机顶进,需配备人员4~5名。

图3锚索孔内钢套管施工图

5锚索施工中注浆措施

锚索安设完毕验收合格后进行注浆,注浆采用从孔底到孔中返浆式注浆。

针对粗砂地层中注浆容易出现浆液充满砂石空隙后浆液外流的情况,施工中采用在浆液中掺减水剂或速凝剂及间歇式反复注浆的办法,控

制浆液向周边流动,直至注浆压力达到设计压力为止。

试验结果汇总表

序号

锚索编号

最大试验荷载(KN)

最大位移(mm)

卸载至0.1T时残余位移(mm)

总弹性位移(mm)

设计抗拔承载力(KN)

设计抗拔承载力时位移(mm)

备注

1

MSY-Ⅰ-10

883

71.99

11.42

60.57

736

56.76

合格

2

MSY-Ⅱ-12

1134

63.00

18.00

45.00

945

48.00

合格

3

MSZ-Ⅲ-10

1332

92.00

12.00

80.00

1110

74.00

合格

6地面处理措施

在连续墙开孔和锚索施工时,由于有部分砂和水流出来,造成连续墙背后地层沉降和土体松动,对基坑安全存在一定隐患,锚索施工完成后,有针对性的采取地面袖阀管注浆进行加固处理。

袖阀管间距1m×1m,梅花型布置,加固范围根据流砂量实际情况确定,浆液采用水泥+水玻璃双液浆。

袖阀管施工时要错开锚索的位置,避免损伤锚索。

7锚索孔漏水处理措施

锚索施工完成后,由于基坑外水压较大,外侧水从锚索孔沿锚索流入基坑内,容易使基坑内土体浸水软化,给基坑开挖带来一定的困难。

为保证基坑内土体干燥,基底承载力达到要求,必须对漏水锚索孔进行封堵。

封堵分两步进行,首先采用向漏水锚索孔内注聚氨酯溶液,将水封闭后再进行锚索张拉,张拉后再次出现漏水锚索孔,采用从锚索孔旁边钻斜孔,埋入注浆管后注入聚氨酯溶液,直到将水封闭。

8锚索试验

由于锚索的设计内力值较大,特别是第三、四道锚索位于粗砂层中,为保证基坑安全,按照相关要求需进行锚索抗拔试验,锚索抗拔试验按一级基坑要求进行,试验数量不得少于3根。

①试验方法:

加载系统由精密油压表和抗拔千斤顶组成,钢尺测读锚索锚头位移。

锚索最大试验荷载为1.2T,T为设计抗拔承载力。

②试验标准:

试验参照广东省以及深圳市的有关标准规定进行。

③试验结果:

试验结果见下表。

通过试验,锚索最大试验荷载值均符合设计抗拔承载力检测值的要求,锚索施工取得了成功,锚索抗拔试验曲线图如下图4所示:

图4锚索抗拔试验曲线图

9工程效果

预应力锚索在深圳地铁2号线东延线工程土建2224标粗砂层中施工成功,并取得了良好的效果,不仅为深基坑稳定提供了安全保障,也为整个工程提供了工期保证,更重要的是填补了大孔径锚索施工的空白,施工效果见图5。

图5锚索施工效果图

10结论

在富水粗砂层中施工大孔径预应力锚索面临的主要难点是:

在地下水流的带动下,锚索孔在钻进的过程中出现涌水涌砂,无法成孔。

经过多方实践,最后确定了预先打入钢套管,利用钢套管穿越砂层平衡地下水压力的施工方案,最终获得成功,顺利地完成了施工任务,也保证了基坑的安全,为今后在同类地质条件下锚索施工积累了经验。

 

参考文献

1周爱莲,城市地铁竖井施工涌水涌砂处理.铁道建筑技术,2009(3)

2《深圳地区建筑深基坑支护技术规范》(SJG05-96)

3广东省标准《建筑地基基础检测规范》(DBJ15-60-2008)

 

下面红色部分是赠送的总结计划,不需要的可以下载后编辑删除!

2014年工作总结及2015年工作计划(精选)

XX年,我工区安全生产工作始终坚持“安全第一,预防为主,综合治理”的方针,以落实安全生产责任制为核心,积极开展安全生产大检查、事故隐患整改、安全生产宣传教育以及安全生产专项整治等活动,一年来,在工区全员的共同努力下,工区安全生产局面良好,总体安全生产形势持续稳定并更加牢固可靠。

一、主要工作开展情况

 

(一)认真开展安全生产大检查,加大安全整治力度。

  在今年的安全生产检查活动中,工区始终认真开展月度安全检查和日常性安全巡视检查记录,同时顺利完成公司组织的XX年春、秋季安全生产大检查和国家电网公司组织的专项隐患排查工作。

截止日前,工区先后共开展各类安全检查71次,查出事故隐患点22处,均进行了闭环处理。

通过检查活动,进一步夯实了工区的安全生产基础。

  

(二)顺利完成保电专项工作。

  本年度工区共进行专项保电工作10次,累计保电天数达到90余天,通过工区全员的共同努力,顺利完成春节保电、国庆保电、七一保电、特高压投送电保电、500kv沁博线保电等一批重要节假日的保电工作。

  (四)工作票统计及其他工作情况。

  截止11月15日,我工区连续实现安全生产1780天;全年共办理工作票50张,其中第一种工作票24张,含基建单位8张;第二种工作票26张。

工作票合格率100%,执行情况较好。

全年工区所辖线路跳闸次数共计0次,线路跳闸率为0次/(百公里·年)。

  (四)安环体系标准化建设

  本年度在公司统一的部署下,工区积极参与安环体系标准化建设工作,先后派员参加安环体系标准化培训2次,迎接公司开展安环体系内审工作三次,先后审查出问题共计20余处,先后进行了闭环整改。

截止日前,工区已初步建立起了标准化安环工作体系,在今后工作中,工区将进一步完善各项工作流程,努力确保体系工作符合外审相关要求。

  (五)强化安全生产责任制的落实。

工区高度重视安全生产工作,根据年初制定的安全工作目标,按照公司统一要求,工区各级人员均签订安全生产责任书,强化各级人员安全责任意识,一级一级,层层抓落实。

建立和完善安全生产责任体系,严格执行安全生产规程、规范和技术标准,加大安全投入,加强基础管理,加大安全培训教育力度。

努力实现工区安全工作规范化管理。

  (六)加强安全生产教育培训工作,着力增强安全防范意识。

为了进一步加强全区安全防范意识,提高安全技能,我们先后制定并顺利实施了《XX年工区安全技能培训计划与方案》、《XX年“安全生产月”活动实施方案》,明确了活动的指导思想、活动主题、活动时间、活动组织形式和要求。

组织开展安全生产岗位资格,安全技术和安全管理培训,突出抓好一线青工和安全责任人培训

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