前进式注浆止水帷幕在花岗岩残积土层基坑应用.doc

前进式注浆止水帷幕在花岗岩残积土层基坑的应用摘 要：广州轨道交通六号线天平架站采用局部盖挖的明挖法施工，针对天平架站地质勘察资料中花岗岩残积土层厚、周边环境复杂的特点，使用垂直前进式注浆作为止水帷幕，确保了工程的施工质量及周边建筑物的安全。关键词：花岗岩残积土层 基坑 前进式注浆 止水帷幕一、工程概况六号线【天平架站】位于广州市天河区兴华路与沙太路相交的路口，东面为天平架日杂市场，西面为南洋长胜酒店,北面为沙太路高架桥，南面为天平架公交枢纽站，地下管线种类繁多，周边环境十分复杂。车站为地下三层双跨钢筋混凝土箱型结构，总长度82.6m，标准段外包宽度为19.7m，主体基坑开挖深度为24m，围护结构采用1米厚地下连续墙。地貌形态为山前冲洪积平原，旁侧存在剥蚀残丘，地面局部略有起伏。主体基坑底部大部分位于在花岗岩残积土层上，局部为花岗岩全风化带及花岗岩强风化带。二、工程地质六号线天平架站穿越地层主要为新生界第四系和燕山期侵入岩，第四系主要包括全新统人工填土、冲积洪积砂层、土层以及花岗岩残积土层。燕山期侵入岩岩性主要为中细粒花岗岩。各种地层的平均厚度分别为：人工填土层3.6米，粉细砂层1.8米。中粗砂层2.7米，圆砾层4.9米，冲积洪积土层2米，花岗岩残积土层15.9米，花岗岩全风化带8.7米，花岗岩强风化带11.2米，花岗岩中风化带5.2米，花岗岩微风化带5米。三、止水帷幕方案的比选天平架站地质条件复杂，花岗岩残积土层较厚（15.9米），且花岗岩残积土层和花岗岩全风化带具遇水易软化、崩解、承载力下降的特点，基坑开挖时，对明挖基坑施工有不利影响。基岩裂隙水主要赋存在燕山期花岗岩强风化带及中风化带，承压地下水赋存不均一。在基岩裂隙发育地段，裂隙水富水性和透水性变化较大，水量较丰富，属承压水，下伏基岩裂隙水易造成基坑底板涌水或突水事故，影响基坑开挖进度和基坑安全。基坑水平方向上广泛分布有可塑-硬塑状花岗岩残积土层及花岗岩全风化带，呈黄褐色、红褐色、灰白色、灰褐色、黑褐色等颜色，组织结构已全部破坏，矿物成分除石英外大部分已风化成土状，以粉砂粒为主，含较多中粗砂、砾石，遇水易软化崩解，水浸泡易发生崩解和流砂，甚至塌方。止水帷幕方案在以下三个方案进行比选：格构型三管旋喷桩+碎石垫层换填加固方案、加长连续墙深度方案、基坑外前进式注浆止水帷幕+基坑内降水方案。综合考虑工期、经济、技术因素（详见附表一），认为采用基坑外前进式注浆止水帷幕+基坑内降水方案能较好地切断基坑内外强、中风化花岗岩层节理裂隙的水力联系，为基坑施工安全与主体结构施工创造条件。附表一四、前进式注浆止水帷幕的原理及施工工艺流程1.前进式注浆止水帷幕原理前进式注浆止水帷幕原理是采用竖向前进式注浆法对花岗岩残积土及花岗岩风化带注浆加固，竖向按分段自上而下注浆，上一段形成密闭层，保证下一段注浆效果，能填充上一段未充填的孔隙。2.施工工艺流程110mm三翼合金钻头开孔至与连续墙搭接2m处自流式注浆埋pvc管并待凝812h76mm钻头扫孔钻孔2m洗孔压水灌浆并待凝下一回次钻孔灌浆并待凝至终孔封孔。3.前进式注浆止水帷幕平面布置为：地下连续墙外侧设置注浆帷幕，帷幕注浆孔共设2排，每排的孔距为2m，排距为1m，两排孔呈梅花形布置,共249孔。前进式注浆止水帷幕平面布置图4.降水井平面布置为：设置一排共5个，纵向间距15米。成孔1200mm，降水井钢管直径800mm。降水井平面布置图降水井施工工艺流程：测量定位井点位人工挖探井口段（含切割路面、既有建筑及管线拆除）钻机就位钻孔成孔换浆下滤管填滤料洗井埋设排水联络管线及配电电缆下泵抽水盖井盖清理施工现场降水管理降水任务完成封井及防水处理。五、工程实施重点1.注浆过程中，若遇塌孔、空洞、冲洗液大量漏失时等现象时，必须停止进钻，然后进行注浆工作，待复杂孔段注浆完并待凝812小时后，进行后续工作。发现冒浆、漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、掺入适量的速凝剂、限流、限量、间歇注浆等方法进行处理。2.发生串浆时，如串浆孔具备注浆条件，可以同时进行注浆。应一泵灌一孔，否则应将串浆孔用塞塞住，持注浆孔注浆结束后。串浆孔并行扫孔、冲洗，而后继续钻进和注浆。3.注浆工作必须连续进行，若因故中断，应及早恢复注浆，否则应立即冲洗钻孔，而后恢复注浆。若无法冲洗或冲洗无效，则应进行扫孔，再恢复注浆。恢复注浆时，应使用开灌比级的水泥浆进行灌注。如注入率与中断前的相近，即可改用中断前比级的水泥浆继续灌注；如注入率较中断前的减少较多，则浆液应逐级加浓继续灌注。恢复注浆后，如注入率较中断前的减少很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施。4.注浆段注入量大，注浆难于结束时，应采用下列措施处理：a、低压、浓浆、限流、限量、间歇注浆；b、浆液中掺加速凝剂；c、灌注稳定浆液或混合浆液。该段经处理后仍应扫孔，重新依照技术要求进行注浆，直至结束。六、结语1.通过对2#抽水试验孔周边2m布置灌浆孔，从而完成对2#抽水孔的灌浆封堵，从施工过程发现周边孔灌浆完成后，2#井孔口涌水已大幅度减少，但对该抽水井扫孔时却没有水泥结石，说明水泥灌浆对该部位地层的扩散半径小于2m，因此应将施工参数进一步调整（如孔距和排距、灌浆压力、灌浆材料等），使孔与孔之间注浆扩散半径形成有效地搭接，才能在该类地层发挥更好的效果。2.基坑在强、中风化花岗岩的节理裂隙是花岗岩承压水赋存的主要层位，且岩石裂隙水非常丰富，为保证基坑、主体结构施工安全，应对基坑采取止水措施，在基坑开挖到基底前，沿基坑周边施作帷幕注浆，将岩石裂隙水封堵或大量减少渗水量，为基坑施工安全与主体结构施工创造条件。3.施工时要及时降水，基坑开挖到底及时封闭，防止暴露时间过长和泡水引起软化、降低土层的强度。降水过程有利于土体强度的增加，对花岗岩残积土基坑开挖安全起到有效的保护作用。4.此次前进式注浆止水帷幕工程效果达到了设计初衷，保证了基坑的连续开挖，没有出现管涌等