注浆技术在越江隧道工程中的应用探讨.doc

注浆技术在越江隧道工程中的应用探讨【摘要】注浆法在越江隧道联络通道工程中的应用，结合冻结加固法及江底隧道建设的特点，从注浆的方法选取、技术条件、施工经验及效果检验等以确保注浆的成功，从而保证整个隧道工程的质量。【关键词】注浆法•水泥.水玻璃浆液.越江隧道某越江隧道工程的联络通道桨叶过程中注浆法的使用。由于联络通道施工的土层为绿色〜草黄色粘土层和含承压水的砂土层，尤其是含承压水的砂土层具有孔隙比大、承载力低、容易压缩、在动力作用下易渐变、开挖后天然土体本身难以稳定的诸多特点，它的施工风险性很大。注浆法是联络通道的最后一道重要工序，对整条隧道的建设具有重要^3义1、注浆法加固机理1・1概述注浆法是指利用液压、气压或电化学原理，通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密的等方式，赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，经人工控制一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性良好的"结石体”。联络通道注浆采用高压喷射注浆法对磴体进行注浆，在压力的作用下浆液充填碇土混合体的孔隙和喷碇未达到的薄弱点，在碇体中凝固后使碇体形 成坚实整体从而保证了结构的稳定、安全性，提高碇土混合体的承载力和抗变形能力。1.2注浆法的加固机理1.2.1水泥水化反应注浆材料的选取以无毒、无污染、施工简便、取材方便、价格低廉的原则结合工程特点。本工程选取以水泥浆液、水泥+水玻璃双液为材料。水泥的主要成分为硅酸三钙3CaO.SiC2、硅酸二钙2CaO.SiC2、铝酸三钙3CaO.AL2CB和铁铝酸四钙4CaO.AL2CB.Fe2CB,而前两种占水泥总量的70-80%,水泥配置浆液时，不断的水解和水化成氢氧化钙Ca(CH)2和其他水化物，其水化方程式为：3CaO.SiC2+nH2O2CaO.SiC2.(n-1)H2OCa(CH)2,2CaO.SiC2+nH2O=2CaO.SiC2.nH2Oo上述两个反应均生成硅酸三钙水化物，不溶于水，即形成水硬性材料。1.2.2水玻璃与水泥的反应水泥与水玻璃反应连续发生，胶质体的强度不断提高，其早期的强度是水玻璃和水泥水解产生活性氢氧化钙以及硅酸盐水化物。后期强度主要是碳酸化反应生成不溶于水的碳酸钙，生成速率缓慢，是后期强度持续增长的主要原因。其反应方程式如下：Ca(CH) 2+220.SiC2+nH2OCaO.nSiC2.nH20+2CH,Ca(CH)2+CC2CaCCB+H202、注浆法主要设计参数2.1地质和设计资料注浆前首先应测得冻结压碇后各项物理及化学性质指标。此外还需据各土层的地下水压力、地下水位、地下水流向、江底下土层的渗透系数，联络通道的结构、物理力学特点、设计强度等。2.2注浆方式为使碇体注浆目的是填充和挤密碇体，形成整体密实高强度结构，以满足设计和使用的要求及消除喷射召仝时未达到效果的异常部位的安全隐患，采用高压喷射注浆法进行注浆。采用定向喷射的方式，注浆管在绑扎钢筋过程中预先埋置好；根据其他隧道施工经验，将注浆管做成双层并且多向,分别在联络通道两侧、顶部及碉顶部、两侧及前后侧呈排状布置；注浆分两次或多次进行，达到设计要求为止。2•3注浆用量注浆量是比较难确定的指标，它与土质情况、碇的喷射效果、土层孔隙浆液的渗透性注浆方法等多种因素有关，在实际工程中往往以现场的注浆实验、经验确定。 2•4注浆流量和注浆压力注浆流量和注浆压力与土质种类、透水性、注浆速度、注浆方法等因素有关，一般参考现场实验或据已有的经验来确定。一般情况下注浆流量应配合注浆压力来调整，注浆初期土层吸收浆液能力强，压力可以较小，随着栓体孔隙、土体吸收量的减少可以逐渐增加流量增大压力，使其处于最佳的吸收状态，注浆接近结束时可适当增大注浆压力。1#联络通道注浆过程中由于局部应力集中造成联络通道顶部局部向下隆起。2.5注浆材料注浆材料采用普通硅酸盐水泥浆液、普通硅酸盐水泥+中性水玻璃双液。水泥浆中加入水玻璃有两个作用，一是作为速凝剂使用，掺入量较少；二是作为主要材料使用，掺入量较多。其特点：1,水泥浆越浓、水玻璃与水泥浆的比例越大和温度越高，浆液凝结时间就越短；2,凝固后的结石率高，可达95-98%;3,结石抗压强度高。但是双液应用过程中，若注浆经地质雷达探测确定不理想，时间较长则水玻璃很容易将注浆管封死，给重新注浆造成很大困难。