CN101328811A - Tgrm分段前进式超前深孔注浆施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种TGRM分段前进式超前深孔注浆施工工艺，其步骤为：先施做止浆墙，在设定孔位进行钻孔，在钻孔内装孔口管，更换钻头，通过孔口管进行第一段钻进，达到深度后，停止钻进，退出钻具，在孔口管上安装注浆配套设备，将TGRM水泥基特种注浆材料注入地层中；待注浆土体达到强度后，拆除注浆设备，通过孔口管再进行第二段钻进；如此循环达到设定孔深；换另外一个孔位，直到完成所有注浆孔。本发明的优点：针对暗挖隧道，特别是隧道拱部处于无粘结、自稳能力差的砂层及砂卵石等地层，以及穿越建筑物底部时，对地层进行分段前进式超前深孔注浆，可对地层进行全面加固，从而进一步减缓或避免地层破坏后的沉降及建(构)筑物的损坏。
Description
技术领域
本发明是指一种TGRM分段前进式超前深孔注浆施工工艺。它作为施工防塌陷沉的必要有效手段，适用于暗挖隧道开始施工需对土体进行预先加固的工程。尤其是对穿越建筑物底部、穿越沉降要求严格的构筑物(如铁路、轨道交通、桥梁、公路等)，隧道结构处于无粘结、自稳力差的砂层及砂砾(卵)石层、含水砂层及松散地质土层。
背景技术
目前常见的注浆工艺有双重管注浆工艺，双重管注浆技术是采用双重管钻机钻孔至预定深度后从中空的钻杆内进行后退式注浆，注浆材料采用水泥-水玻璃双液浆。其缺点是该工法采用钻杆注浆，钻杆与注浆孔之间必然会存在间隙，注浆时极易造成浆液回流，既浪费材料也不能保证注浆效果，因此双重管注浆工艺采用的注浆材料为速凝的水泥-水玻璃双液浆(凝结时间在1分钟内)以防止浆液回流，但双液浆固结体的有效强度只能维持在一周左右的时间，所以双重管注浆只适合于对注浆加固效果要求时间不长的临时性注浆加固，不适用于对沉降要求较高的构筑物底部穿越注浆加固项目。
发明内容
本发明的目的是针对目前超前注浆加固效果不理想的现状，进行科学的理论分析、摸索，并通过工程的具体实践，提供一种针对隧道暗挖结构处于无粘结、自稳力差的砂层及砂砾(卵)石、含水砂层及松散地质土层，尤其是隧道穿越建筑物底部或穿越铁路、轨道交通、桥梁、路面等沉降要求较高的构筑物底部时，作为超前预加固土体用的TGRM分段前进式超前深孔注浆施工工艺，能有效地加固土体，从而达到防止坍塌、控制沉降、保证施工安全的目的。
本发明是由以下技术方案实现的。
一种TGRM分段前进式超前深孔注浆施工工艺，包括以下步骤：
①隧道开挖至需要进行加固范围时停止开挖，封闭掌子面，施做止浆墙；
②按照需预加固范围设定好钻孔角度、长度、位置和数量，其中：角度为4°-10°，总长度为12-14m、注浆孔间距为0.6-1m，数量和位置依据隧道尺寸和需要加固范围确定，并按设定要求在止浆墙上进行钻孔位置放线；
③根据现场地层状况将总钻孔注浆长度分为若干段，每段控制在1.0-2.0m；使用分体式水平地质钻机按照设定好的角度在钻孔位置进行钻孔，钻头采用冲击钻头，钻进深度0.5-1m；
④达到钻进深度后，退出钻具，在钻孔内安装预先加工好的孔口管，孔口管外端焊有法兰盘，用快凝水泥封填孔口管与周围地层的空隙；
⑤待封填的快凝水泥达到一定强度后，更换小于孔口管直径的钻头，通过孔口管进行第一段钻进，钻进深度为1.0-2.0m，达到钻进深度后停止钻进，退出钻具；
⑥在孔口管上安装注浆配套设备；拌制TGRM水泥基特种注浆材料，通过注浆泵将搅拌均匀的注浆材料注入地层中；
⑦待注浆土体达到一定强度后，拆除注浆法兰盘配套设备，通过孔口管再进行第二段钻进，钻进深度为1.0-2.0m，达到钻进深度后，停止钻进，退出钻具；
⑧再按照步骤⑥、步骤⑦重复进行；如此循环，直到达到设定孔深，完成最后一段注浆，则该注浆孔施工完成；
⑨换另外一个孔位，均按照步骤③-⑧进行，直到完成设定要求的所有注浆孔；
⑩所有注浆孔注浆完成后，即完成范围要求内的地层加固，然后进行止浆墙破除，按照规范要求进行开挖，随挖随着安装隧道预开挖结构，直至开挖到设定的地层加固开挖长度。
孔口管与注浆配套设备之间是通过各自的法兰盘，用螺栓连接，可随时拆除或安装。
每孔注浆施工时在孔口位置安装的孔口管直径为90-150mm，注浆钻孔直径为70-130mm。
TGRM分段前进式超前深孔注浆施工工艺通过钻机分段钻孔和注浆相结合的方式，每一次地层加固均要通过施做多个分段前进式超前深孔注浆施工来达到整体注浆加固效果。
根据地层状况，将每个钻孔注浆预加固孔长度分为若干段，每段长度为1.0-2.0m。
每孔注浆施工时在孔口位置安装孔口管，并通过法兰盘配套注浆装置与孔口管连接进行注浆。
TGRM分段前进式超前深孔注浆施工工艺注浆材料使用系列TGRM水泥基特种材料，包括TGRM加固型、TGRM超细型、TGRM防水型等，可根据不同地层使用相应的注浆材料。
TGRM水泥基特种材料的水、灰比为：0.6-1.2∶1。
注浆压力控制在0.3-1.5Mpa，注浆扩散半径为0.6-1m。
分体式水平地质钻机的钻杆可接长至12-14m，达到深钻孔需要。
本发明的优点：针对暗挖隧道，特别是隧道拱部处于恶劣地层(包括无粘结、自稳能力差的砂层及砂卵石等)，尤其是穿越建筑(构筑)物底部时，对地层进行分段前进式超前深孔注浆，可有效地对地层进行全面加固，从而进一步减缓或避免地层破坏的沉降及建筑(构筑)物的损坏，保证施工安全。
附图说明
图1为TGRM分段前进式超前深孔注浆横断面结构示意图。
图2为TGRM分段前进式超前深孔注浆纵断面结构示意图。
图中：1.TGRM分段前进式超前注浆孔，2.预超前加固土体，3.隧道预开挖结构，4.止浆墙，5.孔口管。
图2中的水平箭头为钻头行进方向，弯曲箭头为注浆材料向四周渗透方向。
具体实施方式
实施例：北京地铁四号线西直门～动物园区间双洞隧道里程K14+0.0向东共105米段正处位于高粱桥下方，暗挖隧道埋深约14米，施工时需穿越西直门高梁桥桥桩，隧道结构所处地层拱部为砂卵石、拱腰以下为砂地层，为确保区间隧道开挖过程中高粱桥的安全，采用了本发明“TGRM分段前进式超前深孔注浆施工工艺”。
本实施例所述的TGRM分段前进式超前深孔注浆施工工艺用于暗挖隧道施工，它包括以下步骤：
①隧道开挖至需要进行加固范围时停止开挖，封闭掌子面，施做止浆墙；
②按照需预加固范围设定好钻孔角度、长度、位置和数量，其中：角度为4°-10°，总长度为12m、注浆孔间距为1m，数量和位置依据隧道尺寸和需要加固范围确定，并按设定要求在止浆墙上进行钻孔位置放线；
③根据现场地层状况将总钻孔注浆长度分为六段，每段控制在2.0m；使用分体式水平地质钻机按照设定好的角度在钻孔位置进行钻孔，钻头采用φ130mm冲击钻头，钻进深度0.5-1m；
④达到钻进深度后，退出钻具，在钻孔内安装预先加工好的φ108mm孔口管(外端焊有φ127mm法兰盘)，并用快凝水泥封填孔口管与周围地层的空隙；
⑤待封填的快凝水泥达到一定强度后，更换小于孔口管直径的φ90mm钻头，通过孔口管进行第一段钻进，钻进深度为2.0m，达到钻进深度后停止钻进，退出钻具；
⑥在孔口管上安装注浆配套设备；拌制TGRM水泥基特种注浆材料，通过注浆泵将搅拌均匀的注浆材料注入地层中；
⑦待注浆土体达到一定强度后，拆除注浆法兰盘配套设备，通过孔口管再进行第二段钻进，钻进深度为2.0m，达到钻进深度后，停止钻进，退出钻具；
⑧再按照步骤⑥、步骤⑦重复进行；如此循环，直到达到设定孔深，完成最后一段注浆，则该注浆孔施工完成；
⑨换另外一个孔位，均按照步骤③-⑧进行，直到完成设定要求的所有注浆孔；
⑩所有注浆孔注浆完成后，即完成范围要求内的地层加固，然后进行止浆墙破除，按照规范要求进行开挖，随挖随着安装隧道预开挖结构，直至开挖到设定的地层加固开挖长度。
孔口管与注浆配套设备之间是通过各自的法兰盘，用螺栓连接，可随时拆除或安装。
TGRM分段前进式超前深孔注浆施工工艺通过分段钻孔和注浆相结合，每一次地层加固均要通过施做多个TGRM分段前进式超前深孔注浆施工来达到整体注浆加固效果。
TGRM分段前进式超前深孔注浆工艺注浆材料的选择，主要依据暗挖隧道结构所处的地层状况选择适合的注浆材料，一般为：TGRM加固型和TGRM超细型。本实施例中在拱部位置注浆材料采用TGRM加固型特种材料，在拱腰以下部位注浆材料采用TGRM超细型特种材料。
如图1、图2所示，在预开挖隧道上方布设两排分段前进式超前注浆孔，间距为1.0m，呈梅花型布设。本实施例中每次施工加固拱部土体长度为12米，开挖10米。
本实施例采用分体式水平地质钻机成孔，成孔直径为φ90mm，分段长度为2.0m，共分六段进行，钻杆可分六段接长至12m，即每钻进2.0m，便停钻进行注浆，注浆材料采用TGRM水泥基特种材料。
本实施例使用TGRM水泥基特种材料的水、灰比为1∶1，注浆压力控制在0.3-0.5Mpa。
每次超前加固土体需要工期4天，保证区间隧道正常开挖。区间隧道开挖施工结束后，测量显示桥墩下沉仅0.8mm，满足了桥梁产权单位和设计提出的沉降不超过2mm的要求。
通过采用TGRM分段前进式超前深孔注浆施工工艺进行超前土体加固，从而保证了隧道的安全开挖，并且未对西直门高梁桥的正常通行造成任何不良影响，取得了良好的社会和经济效益。
Claims (7)
1、一种TGRM分段前进式超前深孔注浆施工工艺，其特征在于：它包括以下步骤：
①隧道开挖至需要进行加固范围时停止开挖，封闭掌子面，施做止浆墙；
②按照需预加固范围设定好钻孔角度、长度、位置和数量：角度为4°-10°，总长度为12-14m、注浆孔间距为0.6-1m，数量和位置依据隧道尺寸和需要加固范围确定，并按设定要求在止浆墙上进行钻孔位置放线；
③根据现场地层状况将总钻孔注浆长度分为若干段，每段控制在1.0-2.0m；使用分体式水平地质钻机按照设定好的角度在钻孔位置进行钻孔，钻头采用冲击钻头，钻进深度0.5-1m；
④达到钻进深度后，退出钻具，在钻孔内安装预先加工好的装有法兰盘的孔口管，并用快凝水泥封填孔口管与周围地层的空隙；
⑤待封填的快凝水泥达到一定强度后，更换小于孔口管直径的钻头，通过孔口管进行第一段钻进，钻进深度为1.0-2.0m，达到钻进深度后停止钻进，退出钻具；
⑥在孔口管上安装注浆配套设备；拌制TGRM水泥基特种注浆材料，通过注浆泵将搅拌均匀的注浆材料注入地层中；
⑦待注浆土体达到一定强度后，拆除注浆法兰盘配套设备，通过孔口管再进行第二段钻进，钻进深度为1.0-2.0m，达到钻进深度后，停止钻进，退出钻具；
⑧再按照步骤⑥、步骤⑦重复进行；如此循环，直到达到设定孔深，完成最后一段注浆，则该注浆孔施工完成；
⑨换另外一个孔位，均按照步骤③-⑧进行，直到完成设定要求的所有注浆孔；
⑩所有注浆孔注浆完成后，即完成范围要求内的地层加固，然后进行止浆墙破除，按照规范要求进行开挖，随挖随着安装隧道预开挖结构，直至开挖到设定的地层加固开挖长度。
2、如权利要求1所述的TGRM分段前进式超前深孔注浆施工工艺，其特征在于：孔口管与注浆配套设备之间是通过各自的法兰盘，用螺栓连接。
3、如权利要求1所述的TGRM分段前进式超前深孔注浆施工工艺，其特征在于：每孔注浆施工时在孔口位置安装的孔口管直径为90-150mm，注浆钻孔直径为70-130mm。
4、如权利要求1所述的TGRM分段前进式超前深孔注浆施工工艺，其特征在于：采取钻机分段钻孔和注浆相结合的方式。
5、如权利要求1所述的TGRM分段前进式超前深孔注浆施工工艺，其特征在于：注浆材料使用系列TGRM水泥基特种材料，包括TGRM加固型、TGRM超细型、TGRM防水型。
6、如权利要求1所述的TGRM分段前进式超前深孔注浆施工工艺，其特征在于：TGRM水泥基特种材料的水、灰比为：0.6-1.2∶1。
7、如权利要求1所述的TGRM分段前进式超前深孔注浆施工工艺，其特征在于：注浆压力控制在0.3-1.5Mpa，注浆扩散半径为0.6-1m。
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