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【技术推广】盾构区间端头高压注射聚氨酯灌浆施工方案

发布日期:2018-04-24 作者:璐锋科技 点击:

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1.编制依据

1) 南昌市轨道交通2号线一期工程岭北三路站~前湖大道盾构端头井加固设计图;

2) 南昌市轨道交通2号线一期工程土建施工02合同段盾构区间隧道岩土工程勘察报告;

3) 采用的主要规范规程:

《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》 GB50202-2002

《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》(GB/50652-2011

《地下铁道工程施工及验收规范》(GB 50299-1999 2003年版)

国家、江西省、南昌市有关法规、标准等

2.防水方式及区域

岭北三路站北端头(始发)加固平面范围:盾构推进方向9.9米,左右两侧均为隧道外3.25米(隧道外径6米);垂直范围:三轴搅拌桩加固一区为地面以下5.524米,加固二区为隧道拱顶上部3.25米至隧道下部0.776米(隧道外径6米);然后在高压旋喷桩底部采用高压注射聚氨酯化学灌浆进行加固,加固深度14.7m

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3地质水文简况

岭北三路站北端头岩层主要为<5-1-1>强风化泥质粉质岩,<5-1-2>中风化泥质粉质岩。

各岩层特性:

强风化泥质粉砂岩<5-1-1>(Ex):褐红色,泥质胶结,成岩矿物显著风化,岩石组织结构已大部分破坏,但原岩结构清晰,岩石风化节理裂隙很发育,岩芯多呈土夹碎块状,岩块用手可折断,合金钻进速度一般。遇水易软化,实测标贯击数>50击,岩体破碎,属极软岩,岩体基本质量等级为Ⅴ类。

中风化泥质粉砂岩<5-1-2>(Ex):褐红色,粉细粒结构,中厚层状构造,泥质胶结为主,局部钙质胶结,岩屑成分主要为粉细砂,岩石组织结构部分破坏,少部分矿物风化变质,节理裂隙发育且密闭,多为钙质或泥质物充填,裂隙面见褐色铁锰质浸染,岩芯较完整,多呈柱状,偶呈块状,锤击声较脆,RQD=7590,属软岩,岩体基本质量等级为Ⅳ~Ⅴ类,遇水易软化,失水易收缩开裂

地下水类型分为第四系松散层的孔隙潜水和强、中风化带中空隙潜水,强、中风化基岩裂隙水。

基岩裂隙水主要赋存于强、中风化带的第三系新余组<Ex>砂岩类基岩裂隙中,略具承压性,由于节理裂隙多呈闭合状,因此地下水总体在基岩中的赋存量较小,径流条件较差。


4施工计划

4.1总体方案

岭北三路站北端头(始发)采用高压注射聚氨酯化学灌浆进行加固

岭北三路站北端头(始发):三轴搅拌桩底部采用高压注射聚氨酯化学灌浆进行加固。


4.2主要工程量

工程位置

钻头直径

钻孔角度

钻孔数量

流量

聚氨酯

岭北三路北端头

14mm

45°

180

2.8L/min

2520L

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4.3施工工艺

1、高压灌浆堵漏作用机理:

对裂缝形成化学粘结;对表面的孔隙形成高强度锚栓;高压力的推下填充所有裂缝。

2、高压灌浆堵漏就是利用高压灌浆机,将水溶性聚氨酯化学灌浆材料注入混凝土裂缝中,当浆液遇到混凝土裂缝中的水分会迅速分散、乳化、膨胀、固结,这样固结的弹性体填充混凝土所有裂缝,将水流完全地堵塞在混凝土结构体之外,以达到止水堵漏的目的。

3、水溶性聚氨酯化学灌浆材料是由过量的多元异氰酸酯和多羟基化合物预先制成含有游离异氰酸基团的低聚的氨基甲酸预聚体。常用的多异氰酸酯有TDI、MDI、PAPI等3种。多羟基化合物采用聚醚,它的官能团和分子量可以有好几种。浆液灌入混凝土裂缝后,与渗漏水相遇发生化学反应,放出二氧化碳,并形成脲的衍生物,从而达到防渗堵漏的目的。水溶性聚氨酯化学灌浆材料是一种低黏度,单组份合成高分子聚氨酯材料,形态为液体,它有遇水产生交联反应,发泡生成多元网状封闭弹性体的特征。当它被高压注入到混凝土裂缝结构延展直至将所有缝隙(包括肉眼难以觉察的)填满,遇水后(注水)伴随交联反应,释放大量二氧化碳气体,产生二次渗压,高压推力与二次渗压将弹性体压入并充满所有缝隙,达到止漏目的。可见水溶性聚氨酯化学灌浆材料是堵漏材料中性能最好的一种,用一般材料不能根治渗漏,使用高压灌浆堵漏技术后一次堵漏成功。水溶性聚氨酯的固化体无毒,并且是单组份直接和水反应。

4、施工流程:搭设施工平台→接通电源、水源→裂缝分析(惯通缝、非惯通缝)→冲击钻孔(根据裂缝延曲布点)→预埋注射针头(→高压注浆(膨胀聚氨酯)→铲断注射针头→柔性水泥抹平→清理缝面→下一道工序。

1)清理:详细检查、分析渗漏情况,确定灌浆孔位置及间距。清理干净需要施工的区域,凿除砼表面析出物,确保表面干净。

2)钻孔:使用钻孔工具沿孔洞四周钻泄压孔,钻头直径为14mm,钻孔角度宜≦45°,钻孔深度≦结构针头的2/3,钻孔必须斜穿过主漏水孔。但不得将结构打穿,因动水较大孔洞内的粉尘会自行冲洗干净。墙面慢渗则分别在渗水面钻梅花孔。用清洗机冲洗灌浆孔,直至灌浆孔出水清澈则可进行下一步工作。

3)埋嘴:观察主漏水孔的压力,水流不急压力不大时可用快干堵漏剂埋注灌浆止水针头,(根据施工情况也可打入木楔再用快干堵漏剂封堵,结构稳固后再重新钻开木楔再安装膨胀止水针头)。当结构达到一定的强度没有渗漏时,其它泄水孔分别安装膨胀止水针头,用专用内六角扳手拧紧,使灌浆嘴周围与钻孔之间无空隙,不漏水。墙面慢渗也依次安装膨胀止水针头。漏水点分别按层次错位安装25cm10cm8cm止水针头,这样灌浆可以从深层至表层完全密实灌浆。堵塞所有孔洞、缝隙。

4)灌浆:使用高压灌浆机试压,不得超过砼结构受压范围。向灌浆孔内灌注聚胺脂灌浆液。单孔逐一连续进行。当相邻孔开始出浆后,保持压力3~5分钟,即可停止本孔灌浆,改注相邻灌浆孔。待所有的孔都灌完后,回到先前第一个灌浆孔,再次灌浆以保证压力最大化。墙面灌浆顺序则为由下向上;待所有的孔灌完后同样也是回到先前第一个灌浆孔回灌一次。

5)拆嘴:灌浆完毕24小时,确认不漏即可去掉或敲掉外露的灌浆嘴。清理干净已固化的溢漏出的灌浆液。

6)养护48小时进入下一道工序。


5.注意事项

1)粘贴止水条时,基底应保持干燥、清洁,才能使之粘贴紧密。

2)止水条在运输及储存过程中应做好防水防潮措施。

3)现场施工人员应穿工作服,同时还须佩戴口罩和手套,施工人员严禁在现场吸烟。

4)施工过程中应尽量远离火源、电源,尤其是高压电线及输电线路。

5)注浆材料应存放在通风、阴凉、干燥的地方,远离火源,避免太阳直射。


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