WSS超前注漿加固施工技術
2015-12-29
一、前言
WSS超前注漿加固施工技術在當今橋梁等工程中的運用讓其施工質量有了很大的提高，但是在WSS超前注漿加固施工技術某些技術環(huán)節(jié)還存在著一些有待于改進的地方，因此，進一步的結合國內的實際案例來分析WSS超前注漿加固施工技術的運用很有必要。
二、WSS注漿工法原理 1、雙重管鉆機采用特殊的鉆桿。鉆孔時，清水從端頭混合器的端點送出，利于成孔；鉆孔到所定深度，用高壓注漿泵將雙液漿分別壓入鉆桿外管和內管，在端頭混合并進行噴射，使?jié){液能夠較好的浸透到地層中。如圖1。
2、注漿材料的滲透性良好，凝結時間可調，漿液結石率高，有微膨脹性，漿液原材料均為無毒材料，大量使用不會造成環(huán)境污染；采用雙重管鉆機雙液灌注，工藝簡單，質量有保證；可針對不同地層、不同作用機理進行注漿，可確保注漿效果。
3、該方法是通過滲透作用，在不改變地層組成的情況下，使顆粒間的空隙充滿漿液并使其固結，土層粘結強度及密實度增加，起到固結、充填效果；隨著土體的壓密和漿液的擠入，在壓漿點周圍形成燈泡形空間，從而達到土體加固及止水的效果。
三、WSS 注漿技術的特點
主要包括：
1、鉆機采用的二重管直接作為鉆桿鉆孔達到預定深度或地點， 同時二重管可以用來直接注漿，管頭裝有30cm混合器用來使雙液充分混合；
2、注漿過程中注漿管可以旋轉（正反均可），不會發(fā)生鉆桿卡死及漿液溢流現(xiàn)象， 節(jié)省了其他注漿管一次性投入的費用， 另外有利于保護環(huán)境不受污染；
3、漿液分溶液型（A、B 液組成）和懸濁型（A、C 液組成）。漿液對土層有很強的滲透性， 采用調節(jié)漿液配比和注漿壓力的辦法可使注漿范圍人為控制制；凝結時間可以調節(jié)，并可以復合注入施工，滿足不同的要求；
4、二重管端頭的漿液混合器可使兩種漿液在出管的時候完全混合，既能使?jié){液均勻， 又不會出現(xiàn)常規(guī)方法容易出現(xiàn)的堵管現(xiàn)象；
5、平常的加固可從地面垂直注漿， 對于隧道的周邊亦可傾斜注漿，調整好注漿壓力，亦可進行水平超前注漿；
6、從鉆孔至注漿完畢，可連續(xù)作業(yè)；
7、注漿材料是水泥、水玻璃、冰醋酸、二氧化硅系膠負體等，材料來源普遍；
8、鉆機體型較小，移動方便，適用較困難的施工環(huán)境；⑨該工藝適用范圍廣，可用于各種土層。巖層亦可適用， 前提是要另外的鉆機進行提前引孔。
四、健安橋段工程概況
在健安橋處隧道穿越的土層主要為粉、細砂3 層，粉質黏土6層，粉、細砂2 層等土層，橋基至隧道上方的土層為：粉土填土1層、房渣土1 層、粉質黏土1 層、粉質黏土4層、黏土1 層等土層?？辈熳畲罂咨?2.00 m 范圍內，揭露兩層地下水，分別為上層滯水和承壓水，未發(fā)現(xiàn)潛水，可能與周邊工地施工降水疏干該層水有關。各層地下水的分布及
特征簡述如下：
第1 層地下水為上層滯水，含水層主要為粉土3層，透水性好，水位標高為40.42～44.17 m（水位埋深為1.40～5.70 m）。補給源主要為大氣降水、地表水滲漏；主要以蒸發(fā)、垂直入滲及天窗補給下層水。第2 層地下水為承壓水，含水層主要為卵石7層、卵石9層和粉細砂2 層，滲透系數(shù)大，透水性好，水位標高12.09～15.02 m（水位埋深32.00～32.90 m）。此層水主要接受越流及側向逕流補給，以側向逕流方式排泄，承壓水水頭自西向東逐漸降低。
五、健安橋段WSS 超前注漿加固方案
1、總體施工方案
針對隧道上方有健安橋及小月河的特殊性，為保證上述建筑物的穩(wěn)定及保證隧道施工時不受河流的影響，開挖前采用二重管無收縮WSS 工法對穿越健安橋的施工區(qū)域進行超前注漿加固。加固范圍為：隧道開挖面外輪廓線拱頂兩側3 m，底板2 m 區(qū)域，施工步距15 m。注漿控制指標：無側限抗壓強度≥1.0 MPa；滲透系數(shù)≤10－7 cm/s。每10 m 做一次取芯抽樣檢查，以檢驗注漿的效果是否達到上述要求。
2、WSS 注漿原理
二重管無收縮WSS 工法注漿工藝是從日本的具有國際先進水平的地質改良新技術，它能夠將不同地質情況填充密實，改變原土體和物理性質，增加土體的密度，提高其抗壓強度，達到土體的止水效果，能夠一次性完成一個注漿區(qū)域的土體加固施工，且注漿材料屬于環(huán)保型，對河流及地下水無任何污染。由于漿材混合方式和噴射的方向性可隨時調節(jié)，漿材的凝膠時間可以從瞬結到緩結，配比可任意搭配，“能夠實現(xiàn)定向、定量、定壓注漿”。
3、關鍵施工技術
?。ㄒ唬┿@孔參數(shù)設計
根據(jù)注漿旋噴加固原理，結合工程地質條件，注漿施工參數(shù)設計如下：孔徑與孔深：孔徑覫42 mm，深度3.3～15.3 m；孔間距：0.85～1.0 m；擴散直徑：1.0～1.2 m；注漿壓力：預注漿加固地層P =2～2.5 MPa；砂土注入率：45 %；黏土注入率：35 %；平均注入率： 40 %（以實際注漿量為準）；凝固時間：30～60 s（根據(jù)地質條件可做相應調整）；加固后土層水泥含量：18 %～20 %；注漿加固長度：健安橋橋梁穿越區(qū)域56 m；注漿加固范圍：隧道外擴3 m 范圍。
4、注漿工藝流程
?。ㄒ唬┒孜唬阂罁?jù)隧道結構尺寸，嚴格按照施工布置圖進行測量放線定位，并經甲方及監(jiān)理驗收合格。
?。ǘ┿@機就位：對孔位時，應在測量人員控制下進行，鉆機按指定位置就位，并須在技術人員指導下，調整鉆桿的所需角度。對準孔位后，鉆機不得移位，大小臂也不得隨意起降。
（三）鉆進成孔：第1 個孔施工時，要慢速運轉，掌握地層對鉆機的影響情況，以確定在該地層條件下的鉆進參數(shù)。密切觀察鉆時尺寸，出現(xiàn)異常情況時，應立即停鉆，分析原因再進行施工。
?。ㄋ模┗爻殂@桿：嚴格控制回抽幅度，每步不大于20 cm，勻速回抽，注意鉆機參數(shù)變化。
?。ㄎ澹{液配比：采用準確的計量工具，按照設計配方配料。
?。┬龂姡簢栏窨刂菩龂妷毫?，同時密切關注注漿量，當壓力突然上升時，應立即停止注漿，查明原因后，采取調整注漿設計參數(shù)或移位等措施重新注漿。
5、 隧道內放射性注漿施工
首先應對隧道開挖段面進行封堵，用與鋼筋榀架同截面的直榀架與隧道兩側榀架連接，并掛好雙層鋼筋網片，噴射同隧道初襯強度相同的混凝土封堵，噴射混凝土2～3 d 后進行隧道內放射性注漿施工操作。在距隧道下臺階3 m 處搭設放置鉆機平臺，保證鉆機移動靈活，使放射孔角度控制在8～100 °。使鉆桿水平高度距拱頂0.8～1.2 m，平臺必須牢固平穩(wěn)，操作機具靈活方便，攪拌機和注漿機合理安放在隧道底板上，每步注漿水平深度暫定為15 m。鉆孔時必須按布孔圖和技術交底施工，嚴格控制鉆桿角度和鉆進深度。嚴格按設計配合比配制漿液，每灌漿液配制完成后必須先檢查凝固時間的可靠性，然后進行噴射注漿，一般噴射量為15～20 L/min。在特殊的噴入場合，可以根據(jù)需要，將噴射量調至10 L/min。噴射注漿時調整注漿壓力，控制在0.3～0.5 MPa，達到水平滲透效果。在進行階梯回抽時，一般以回抽20～30 cm 為一個步距。
六、結束語
WSS超前注漿加固施工技術在橋梁施工中的運用可以延伸到所有可以使用WSS超前注漿加固施工技術的領域，為國內的橋梁、公路等工程的施工提供必要的技術保障，保證工程施工質量。
