WSS工法.docx

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WSS工法

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摘要：

本文介绍了二重管无收缩双液wws工法注浆365JT技术，并通过工程实例介绍了二重管无收缩双液wws工法注浆技术的内容、方法、特点、适用范围以及所取得的成效。

　　关键词：

二重管；无收缩；双液；注浆；堵漏；加固　

土层注浆的目的包括堵水和加固两方面，是一种古老而又新型的地基处理方法。

目前国内常采用的注浆365JT施工方法多为静压注浆法。

高压喷射注浆法。

深层搅拌注浆法等。

经多年工程实践，这些方法都取得了成功的经验，并总结出行之有效的工艺。

工法。

这些方法各有其特点和适用范围。

我们借鉴国外先进技术，开发研究了二重管无收缩双液注浆技术，并应用于工程实践取得了极好的成效。

1．二重管无收缩双液注浆技术

　　二重管无收缩双液注浆技术是采用二重管钻机钻孔至预定深度后注浆。

浆液有两种，即A液和B液（或C液〕。

两种浆液通过二重管端头的浆液混合器充分混合。

注浆时采用电子监控手段实施定向。

定量，定压注浆，使岩土层的空隙或孔隙间充满浆液并固化，改变了岩土层的性状。

1．1二重管无收缩双液注浆技术的特点

（1）注浆过程中注浆管不回转，不发生浆液溢流现象，有利于保护环境不受污染。

（2）浆液分溶液型（A、B液组成）和悬浊型（A、C液组成）。

浆液对土层有很强的渗透性，采用调节浆液配比和注浆压力的办法可使注浆范围人为控制制；凝结时间可以调节，并以复合注入施工。

　（3）二重管端头的浆液混合器可使两种浆液完全混合，使浆液均匀。

　（4）可从地面垂直注浆，亦可倾斜注浆，适当增加注浆压力，可进行水平放射注浆。

　（5）从钻孔至注浆完毕，可连续作业。

　（6）注浆材料可以是水玻璃、二氧化硅系胶负体等，材料来源广泛。

　（7）适用范围广，可用于各种土层。

1．2二重管无收缩双液注浆技术的适用范围

（1）盾构、隧道及地下工程。

如盾构隧道、及地下工程周围土层改良盾构、隧道及地下工程掘进竖井洞口地层加固，地下管线保护、隧道通过地面建筑物基础的跟踪注浆等。

（2）深基坑工程。

如防止基坑底面隆起止水帷幕。

保护基坑外地下管线和建筑物的注浆加固。

　（3）既有建（构）筑物或拟建建（构）筑物基础加固工程。

如注浆改良地基提高地基载成力，控制沉降量，沉降差和沉降速率。

1．3二重管无收缩双液注浆技术的工艺流程和施工方法

（1）艺流程见图１

（2）施工方法

　　①注浆孔问距：

根据工程实际确定，一般为认5m～1．5m。

　　②注浆管的设置：

钻孔机将注浆管设于预定深度注入清水并从浆液混合器端部流出；

　　③横喷射注浆、注浆管设置完毕，浆端点关闭、进行横喷射切换，一般为15L/min。

同时根据工程实际进行调整。

④回抽注浆：

施加压力注浆时，必须精心操作控制压力。

在进行阶梯注浆时，毋以20m一50m为一区间。

对浆液施加适当压力，也可进行水平注浆施工。

　　⑤注浆结束注浆完毕将注浆管冲洗干净全部收回，对注浆孔进行密封，恢复原毕状。

　　⑥浆液强度、硬化时间、渗透性能可根据工程实际需要调整。

⑦浆液不流失、固结后不收缩、硬化剂无毒、对周围环境及地下水资源不造成污染。

1．4、工程质量的保证措施

（1）钻孔

　　①布孔；严格按照施工365JT设计图布孔并进行复核。

　　②钻机定位：

定位准确，钻头点位误差≤20mm。

钻杆垂直度误差≤1度。

　　③钻孔：

密切观察钻进尺度及溢水出水情况，出现涌水时，立即停钻，先行注浆止水，再分析原因。

确认止水效果后，方可继续钻孔。

　（2〕配料计量工具必须经过检验合格按照设计配方配料。

　（3）注浆按照设计的注浆程序施工。

进浆量必须准确，严格控制注浆压力，注浆方向并由专人操作，当压力突然上升或从孔壁、地面溢浆以及跑浆时，立即停止注浆。

应采取措施解决并确保注浆量。

　（4）注浆完毕后，应采取措施保证不溢浆。

不跑浆。

　（5）由专人负责每道工序的操作记录。

　（6）注浆全过程应加强施工检查和监测，防止地面出水溢浆。

隆起和施工地段的地面沉降。

2、二重管无收缩双液注浆技术在工程中的应用

　2．1王府井大街～金鱼胡同电力管沟过街段暗挖法施工土层注浆加固止水工程

（1）工程概况

　　北京市市政一建设工程有限责任公司王府井项目经理部承建的王府井大街一金鱼胡同电力沟。

采用浅埋暗挖法施工工艺。

隧道内底标高为36.5m～38.2m断面尺寸为2.00mx2.35m。

结构为一次喷射支护混凝上厚250mm，管沟所通过的地层大部分为粉土及粉质粘土其中部分管沟顶部为人工填土层，局部管沟底部为细砂层。

　　该段地层土质松散，人工填土层较厚，上层滞水汇存于回填土层底部，在隧道开挖过程中极易产生泥沙流动和顶部塌陷。

同时上层滞水及其它管道漏水会渗入隧道中。

　　通过金鱼胡同的管沟埋深较浅，开挖施工时，因土层扰动，危及道路及路面下的各种管线。

极易下沉和断裂。

该段中有约50m长的管沟其隧道中线与利生体育用品商场等建筑物外边墙基本重合。

即半边隧道位于建筑物下方，隧道开挖将影响建筑物的稳定。

　　1999年施工时发生了泥沙流动和塌陷窜水等险情造成施工中断达两个月之久，严重影响施工进度和施工安全。

（2）加固处理

　　①处理方案及分析

　　本工程主要以改变土层性状为目的，使隧道周围土层增加抗压及粘结强度，同时能止水。

隔水。

隧道掘进时，加固后的土层在拱顶足以承受上部荷载；在拱侧墙足以抵抗侧压力。

采用二重管无收缩双液注浆技术，在地面对管沟进行全断面注浆，使上层成为具有一定抗压强度和支承保护效果，能止水、能隔水的固结土体。

注浆施工时，一般地段采用地面垂直孔注浆法；通过建筑物和过路段、采用倾斜注浆法。

　　②二重管无收缩双液注浆加固

　　a、注浆范围：

电力沟隧道注浆加固范围为：

拱顶加固区厚度2Om以上：

拱两侧加固区厚度：

50m以上：

拱底部加固区厚巨0.6m～1.0m以上。

见图2、图3。

　　b,注浆孔布置；注浆孔呈梅花状布置，孔距＠1.0m～1.5m，见图4。

　（3）注浆效果

注浆前，暗挖施工时地下土层流沙。

窜水、塌陷，严重影响工程进度和施工安全，注浆加固后。

从开挖的现场情况看，上层性状明显改善，结石体分布均匀，使隧道周围土体抗压及粘结强度大大增强，达到了预期的加固、止水目的。

在掘进施工中无需设置锚杆和超前支护，使暗挖施工进度明显加快。

2．2北京地铁古城车辆段大列检库，第11、12、13、14、29轨注浆抬高道床及检修坑地基加固工程

（1）工程概况

　　北京地铁古城车辆段大列检库第11、12、13、14、29检修轨道投入使用己25年，位于库中部的道床塌陷7cm～8cm，并有多处裂缝，检修坑亦有多处裂缝；最严重部位已出现断裂。

已直接影响使用，有的已停止使用。

据对塌陷部位开挖探坑，在道床混凝上和检修坑底混凝土与地基间有10cm左右空隙。

地基土质为厚5.5m左右的卵石层，其下为砂层，挖探坑时，发现地基土质松散。

潮湿，不时有土塌落，经调查了解地基土均为回填土。

对混凝土道床。

检修坑的塌陷。

裂缝、断裂，分析认为原地基土夯实不足，经机车多年反复振动地基土逐渐被振密实出现空顶现象但又极不均匀。

中国地质大学（北京）应用地球物理系对大列检库地基结构进行了地球物理方法探测。

探测显示，列检库中间部位土质松软，介质分布不均匀的现象严重。

探测结果与挖坑探结果基本一致。

（2）加固处理

　　①处理方案及分析

　　对混凝土道床。

检修坑的塌陷、裂缝、断裂，最有效的解决办法是先固化土层，填充松散地基，提高地基土承载力。

然后通过定量、定压、定向地灌往定型材料，使道床抬高至原有设计位置。

二重管无收缩双液注浆技术所使用材料的注入性、充填性能好。

并能实现定量、定压、定向注入。

因此是治理建筑物塌陷井将其抬高的最有效、最方便的方法。

　　②二重管无收缩双液注浆加固

　　a、注浆范围：

在一定的土质条件下、抬高范围、高度与注浆深度成正比。

此外，抬高的结构物重量也决定了注浆的深度。

由于大列检库地基为砂卵石层，塌陷范围较大。

注浆处理深度为全部卵石层。

每条轨道注浆处理宽度为沿两轨向外各扩大l.5m的全部范围，纵向长30m。

轨道抬高注浆范围见图5。

　　b、注浆孔布置及注浆顺序:

注浆孔距为＠1.5m～2.5m，每条轨道三排孔，见

图6。

　　注入浆液时，严格按照顺序分步进行施工。

为实现整体抬高的目的，每条轨道的外排孔同步注浆。

轨道外侧两排孔，按①～①、②～②、③～③孔注浆，每条轨道自西向东注浆完毕后，再注两轨间的一排孔，按①、②、③顺序实施注浆。

　　c、注浆压力控制；注浆压力不足达不到抬高的目的；压力过高，可能引起混凝上道床受损或轨道隆起。

注浆时严格控制浆液注入的压力，检修坑底下20m的范围注浆压力控制在0．3Mpa～0.5MPa，接近坑底2．0m范围内注浆压力控制在0．1MPa-0.3MPa。

　　d、平均注入率：

平均注入率为30%。

　　e、实际完成工程总量：

注浆改良土体方量：

1470.9m3；浆液注入量：

441．27m3

（3）注浆效果

　　①、注浆后土体密实度检测结果

　　道床以下土体注浆后密实情况经雷达探测表明，注浆加固前地基土松散。

构造不均匀。

注浆加固后处理地段地基土体密实。

结构均匀，达到了预期效果。

　　②注浆后轨道抬高程度检测结果

　　注浆前，经对轨道顶面高程测量，11、12、13道左右轨，中间部位下沉量最大，无机车载重时约为2mm；由中间向两端各15m的位置沉降不均，高差可达15mm。

注浆后，各观测点与两端参照点（1、1`、2`）差值均小于3mm。

8月28日完成了12、13道的道床抬高注浆，10月15日进行观测时，轨道顶面高程稳定不变，无下沉和反弹发生。

轨道抬高注浆效果观测点布置见图7。

2．3、北京地铁八角村车站西南出入口堵漏及土层注浆加固工程

（1）工程概况

　　北京地铁八角村站西南出入口是地铁一期的改扩建工程，于：

1991年设计并施工。

结构施工分明挖段。

暗挖段和施工竖井三部分。

明挖段采用现浇混凝土结构，暗挖段为复合衬砌，初衬采用喷射混凝土，二衬采用二次模注混凝土结构。

明挖段的防水采用外贴式防水层，暗挖段防水采用1．5mm聚乙烯防水板，沉降缝采用两道BF一821膨胀橡胶止水条。

　　根据：

1991年设计资料，出入口南侧2．0m～14.0m范围内共有四条地下管线，为直径600mm上水管。

24孔电信沟、10kV直埋电缆。

预留热力沟，埋深约1．0m～2.0m。

其中上水管及电信沟距出入口结构外墙仅2.0m和5.0m。

该段土层具有较大的渗漏水。

出入口北侧地下管线情况不详。

　　由于结构周围回填土松散，防水层遭破坏，结构自防水性能欠佳等原因，造成出入口斜通道第一步台阶以下渗漏水严重，影响行人正常通行。

据初步分析，渗漏的水为自来水管漏水及雨季地表水。

（2）工程地质条件

　　根据铁道部隧道工程局勘测设计院1991年提供的八角村出入口改造工程设计资料，土层情况为：

最上约5．0m厚为砂质粘土，其下为砂岩与页岩相间的互层。

砂岩已风化，较为松散。

　（3）加固处理

　　①处理方案及分析：

改扩建的八角村西南出入口，因施工时有明挖。

暗挖及竖井等多种施工方法，使用数年后，明挖段两侧回填土逐渐固结密实形成的空隙不可能得到及时回填。

原防水处理较为简单，渗漏水和结构段间产生不均匀沉降很难避免。

对这一情况，仅从内侧进行一点或一线的堵漏治理不能解决根本问题，全面修复原防水层又不现实。

采用二重管无收缩双液注浆技术，在出入口周围注入具有加固及止水效果的浆液，形成一道止水帷幕，使外界各种水源与出入口通道隔绝，最终达到不渗不漏。

二重管无收缩双液注浆加固技术可以达到上述目的。

　　②二重管无收缩双液注浆加固处理　　　　　　　

　　a、注浆施工范围：

由于出入口南侧地下管线较多，水来源的可能性较大，所以注浆加固。

止水的方案是解决南侧漏水为主（见图8、图9）。

出入口注浆范围为；出入口结构南侧：

自第二步台阶开始至东侧外结构，加固区厚1．5m，处理深度为由地面至结构底下2．0m之间的范围。

出入口结构东侧：

从南结构外墙开始至沉降缝处，加固区厚1．5m，处理深度为由地面至结构底下2．0m之间的范围。

　　b．注浆孔布置：

为确保有效地注入，注浆孔呈梅花状布置，孔距＠1.0m，见图10。

　　c，实际完成工作量：

◎实际加固宽度为1．5m，沿南侧墙东西

方向长15.2m，沿东侧墙长6．8m，加固深度12．5m，见图5。

◎加固土层方量：

414．38m3；+浆液注人率：

砂质粘上15％；砂岩45％；页岩10％；平均注入率计25％。

◎浆液注入量：

103．60m3。

d,完成工期：

工程自1999-11-03进场开工，到1999-11-14施工结束，总工期11天。

由于注浆孔穿过砂岩及三层页岩，给钻孔带来较大困难，钻孔时间比原计划增加2倍～3倍。

（4）注浆效果

　　注浆施工后，出入口步道台阶。

南侧墙。

东侧墙至防爆门段及底板处无滴水、渗水现象，满足了设计要求。

　（5）注浆加固。

止水施工评价

　　西南出入口地面注浆加固、止水施工取得了圆满成功，起到了结构外部填充加固及止水帷幕的作用。

　　一期地铁改扩建的出入口均存在防水层施工及新老结构衔接处止水带处理的问题。

出入口步道台阶及结构缝。

沉降缝等处渗漏水较为明显。

出入口渗漏水的治理采用“外封内堵”施工方法较为理想。

外封止水即地面注浆止水是根本。

内堵是辅助配合。

这样既截断了水源又可在渗漏水治理工作中减少对原结构的破坏，是今后对已建地铁渗漏水严重地段治理工作的一种简便方法。

2．4、华北高速公路京津塘南淀软基kl05段土层注浆加固工程

（1）工程概况

　　京津塘高速公路南淀软基段已使用十多年。

由于地下水位高。

地质条件差。

淤泥层厚。

部分为回填地基（回填材料为杂土。

钢渣）等多种原因，造成多处路基下沉和路面开裂。

（2）加固处理

　　①处理方案及分析：

为确保本工程注浆加固成功，工程实施前作了如下对比实验：

　　采用传统的注浆工艺实施注浆加固后，做7天、14天、28天的钻孔取芯，三个样芯均为糊状，达不到注浆加固的目的。

采用二重管无收缩双液注浆技术，7天钻孔取芯，经试验其强度；止水效果均达到了设计要求，得到了365JT交通部、华北高速公路股份有限公司、设计、监理的认可。

　　本工程采用地面垂直注浆工法。

　　②二重管无收缩双液注浆加固

　　a，注浆孔布置及注浆范围：

本工程根据甲方要求及现场情况，采用两种间距（2．5m和3.0m）、两种排列布孔（并排和梅花状布孔）。

注入深度为3．2m，见图11。

图12。

　　b．注浆量：

在施工组织设计方案的基础上，结合具体孔位特征，随机调整注浆量。

对边缘孔位及地下空隙较大的孔位适量加大注浆量；而对相对位置居中。

地下空隙小或在注浆过程实地测量地面有抬升趋势。

注浆泵压力表压力增加等情况下，适量减少注浆量。

实际平均注入率为26％左右。

间距为3.0m的注浆孔，其最大注入量为6.0m3，最小注入量为3.5m3，平均注入量约为4.4m3；间距为2.5m的注浆孔最大注浆量为3.6m3，最小注入量为2.7m3，平均注入量约为3.0m3。

　（3）施工出现的问题及解决

　　①从钻孔观察：

kl05＋l00～k1O5＋160路段地基内，钢渣大小及分布不均匀，个别孔位钻进困难。

如C9＃孔三小时内更换钻头四个，钻进深度仅6cm左右。

后将孔位偏移20cm，并适量延长浆液凝固时间，改善浆液流动性，以弥补孔位偏移后间距的增大。

　　②从钻孔时回水量观察：

该地段地下空隙很不均匀。

根据经验，回水量小的孔位，地下空隙较大，注浆时应增大注浆量，以保证空隙被浆液充填。

　　③注浆过程中，有的原有裂缝纵向增大，有的地面有所抬升。

采用减小注浆量，或同注浆量分段注浆的方法解决。

　（4）效果

　　该路段注浆工作结束10天后，其注浆效果检验采用“标准灌注试验”法。

取样孔位选取三个相邻注浆孔中心。

在取样过程中，注浆深度范围内其标准灌入锤击数（重锤落差相同）明显增加。

从标准灌入取样试验结果看，注浆区域土层密实性和抗击（抗压）性能好，基本达到了在控制路面抬升的前提下，对路基内部空隙充填充分的目的。

见工程图组照片3。

　　在路基下2．3m～2．6m取样，样内有厚30cm左右的大比例浆液凝固体，其强度较高，说明在该段地基有较大空隙，实施注浆处理非常必要。

在路基下3．0m～3.2m的淤泥中也含有一定比例的浆液，0．8m～1．6m段浆液含量较少，钻孔时回水量普遍较多，说明该土层段密实性较好，可充填性低。

此段若注浆压力大，将增加地面的抬升趋势。

总之，施工时选择合理的注浆压力非常重要。

　　通过该路段的施工，对二重管无收缩双液注浆技术在高速公路软基段的施工积累了一定经验和数据，可作为今后同类地质结构条件下的施工和高速公路软基段的地基加固的极好借鉴。

3、结束语

　　工程实践证明：

二重管无收缩双液注浆技术不仅适用于软弱地层和不良地质条件下复杂土层的注浆工程，尤其对其它地基处理方法解决不了的高难度工程更显示了极大的优越性。

随着地铁、道路、桥梁、隧道、机场跑道和工业与民用建筑等建设事业的发展，二重管无收缩双液注浆技术将得到更加广泛的应用