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文檔簡介
ICS93.020CCSP21UDC黑龍江省哈爾濱市地方標(biāo)準(zhǔn)P DB2301/T130-2023粉質(zhì)黏土地層暗挖隧道超前支護(hù)技術(shù)規(guī)程TechnicalRegulationforAdvancedSupportofTunnelsinSiltyClay2023-11-28發(fā)布 2023-12-28實(shí)施
聯(lián)合發(fā)布黑龍江省哈爾濱市地方標(biāo)準(zhǔn)粉質(zhì)黏土地層暗挖隧道超前支護(hù)技術(shù)規(guī)程TechnicalRegulationforAdvancedSupportofTunnelsinSiltyClayDB2301/T130-2023主編部門:哈爾濱地鐵集團(tuán)有限公司批準(zhǔn)部門:哈爾濱市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局哈爾濱市市場監(jiān)督管理局實(shí)施日期:2023年12月28日2023哈爾濱黑龍江省地方標(biāo)準(zhǔn)粉質(zhì)黏土地層暗挖隧道超前支護(hù)技術(shù)規(guī)程TechnicalRegulationforAdvancedSupportofTunnelsinSiltyClayDB2301/T130—2023前言根據(jù)《2022〔2022163際需要。哈爾濱市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局組織哈爾濱地鐵集團(tuán)有限公司等單位共同編制本技術(shù)規(guī)程。編制單位對國內(nèi)類似地質(zhì)結(jié)構(gòu)的各類隧道工程進(jìn)行了深入的調(diào)查研究,結(jié)合哈爾濱市巖土地質(zhì)特點(diǎn)、在認(rèn)真總結(jié)了哈爾濱市地鐵隧道超前支護(hù)施工的經(jīng)驗(yàn),并在廣泛征求意見的基礎(chǔ)上,經(jīng)反復(fù)研究制訂本規(guī)程。68和符號;3456本規(guī)程由哈爾濱市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局負(fù)責(zé)管理,由哈爾濱地鐵集團(tuán)有限公司負(fù)責(zé)具體技術(shù)內(nèi)容解釋。請各單位在執(zhí)行本規(guī)程過程中,積累資料,總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),提出意見和建議,請寄送哈爾濱地(357cxd_hit@163.com),以供今后修訂時(shí)參考。本規(guī)程主編單位:哈爾濱地鐵集團(tuán)有限公司本規(guī)程參編單位:山東大學(xué)中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司上海市隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院中交第一航務(wù)工程局中交天津港灣工程研究院本規(guī)程主要參編人:龔英杰丁萬濤商春輝李振宇阮航劉宇婷李德超唐志國馬耀宗張海靜劉洪丹徐天婧王忠?guī)X陳洪強(qiáng)張琦蔣憲張學(xué)軍胡云峰楊為民王慶禮杜有超王大永隗東琪張福森李長春陳東亮陳峰王紅飛王慶海劉玉輝本規(guī)程主要審查人:王衛(wèi)東王海云王鳳來丁延生張?jiān)朴⑼跤窳质粤帜看慰倓t 1術(shù)語和符號 22.1 術(shù)語 22.2 符號 3基本規(guī)定 5超前小導(dǎo)管支護(hù) 84.1 一般規(guī)定 84.2 設(shè)計(jì) 94.3 施工 124.4 檢測 15管棚支護(hù) 195.1 一般規(guī)定 195.2 設(shè)計(jì) 195.3 施工 225.4 檢測 26全斷面深孔注漿 286.1 一般規(guī)定 286.2 設(shè)計(jì) 286.3 施工 306.4 檢測 34附錄A 單液水泥漿現(xiàn)場配置表(1m3漿液) 36附錄B 水玻璃稀釋表 37附錄C 超前小導(dǎo)管施工記錄表 38附錄D 鉆孔記錄表 39附錄E 注漿記錄表 40附錄F 注漿效果統(tǒng)計(jì)表 41附錄G 超前小導(dǎo)管注漿施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 42附錄H 管棚施工記錄表 43本標(biāo)準(zhǔn)用詞說明 45引用標(biāo)準(zhǔn)名錄 46附:條文說明 47ContentsGeneralprovisions 1andsymbols 22.1 22.2 Symbols 3Basicrequirements 5Advancedsmallpipesupport 84.1 Generalrequirements 84.2 Design 94.3 Construction 124 Detection 15Shed-pipesupport 191 Generalrequirements 195.2 Design 195.3 Construction 224 Detection 26Full-facedeepholegrouting 281 Generalrequirements 286.2 Design 286.3 Construction 306.4 Detection 34AppendixA Siteconfigurationtableofsingle-fluidcementslurry(1m3slurry) 36AppendixB glassdilutiontable 37AppendixC Constructionrecordofadvancesmallconduit 38AppendixD Boreholelog 39AppendixE Groutingrecord 40AppendixF Statisticaltableofgroutingeffect 41AppendixG Constructionqualityofstandardforadvancesmallductgrouting 42AppendixH Shed-pipeconstructionrecord 43Wordingdescriptionofthisstandard 45Listofreferencestandards 46Addition:Explanationofprovisions 471 總則1.0.1為保證哈爾濱地區(qū)粉質(zhì)黏土地層暗挖隧道超前支護(hù)設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量,促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步,做到經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、保護(hù)環(huán)境,特制定本規(guī)程。10.2 本規(guī)程適用于哈爾濱地區(qū)粉質(zhì)黏土地層中開挖跨度不大于6m03程外,尚應(yīng)符合國家、行業(yè)和本地區(qū)現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程的規(guī)定。12 術(shù)語和符號1 術(shù)語21.1 粉質(zhì)黏土Siltyclay按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007)的規(guī)定,塑性指數(shù)介于10~17之間的黏性土。21.2 超前小導(dǎo)管支護(hù)Advancedsmallpipeprotection一種沿隧道周邊按一定角度和縱橫向間距打入導(dǎo)管,通過注漿加固地層,從而穩(wěn)定開挖工作面的輔助施工方法。21.3 步長Step-length上臺階開挖面相對下臺階開挖面超前開挖長度。214 單液水泥漿Singlecementslurry由普通硅酸鹽水泥,外摻劑和水?dāng)嚢瓒傻臐{液。215 水泥-水玻璃雙液漿Concrete-waterglasstwo-shotgrouting水泥漿和水玻璃漿,用雙液注漿泵壓注,在孔口混合的漿液。21.6 管棚支護(hù)Pipe-roofprotection一種沿隧道周邊按一定外插角插入帶孔鋼管,壓注水泥漿或水泥砂漿,并將鋼管尾部與鋼架焊接為一體形支護(hù)體系的輔助施工方法。21.7 全斷面深孔注漿Deepholegrouting在開挖面較大、地層不穩(wěn)定的區(qū)域,對深度較大的注漿孔注入漿液以穩(wěn)定掌子面前方土體的一項(xiàng)工程技術(shù)措施。218 無收縮定向旋噴工法WuShouSuoWSS)一種定向、定量和定壓注漿,使巖土層的空隙或孔隙間充滿漿液并固化,改變巖土層性狀的加固方法。21.9 灰色關(guān)聯(lián)度分析Greyrelevanceanalysis2一種以各因素的樣本數(shù)據(jù)為依據(jù)用灰色聯(lián)度描述因素間關(guān)系的強(qiáng)弱、大小和次序的多因素統(tǒng)計(jì)分析方法。1.10 K-均值聚類算法K-meansclusteringalgorithmK各個(gè)子聚類中心之間的距離,把每個(gè)對象分配給距離它最近的聚類中心的統(tǒng)計(jì)分析方法。2 符號H——注漿段長度;L——小導(dǎo)管長度;Q——單孔注漿量,m3;R——漿液擴(kuò)散半徑;V——注漿加固體體積;E0——變形模量;Es——壓縮模量;Gs——土體比重;IL——液性指數(shù);IP——塑性指數(shù);L0——開挖步長;Qa——注漿總量;Qs——注漿穩(wěn)定流量;c——粘聚力;e——孔隙比;l——試驗(yàn)段長;n——r——鉆孔半徑;s——水位差;kg——注漿后地層滲透系數(shù);3l0——小導(dǎo)管間距;l1——小導(dǎo)管水平投影搭接長度;lb——小導(dǎo)管尾部長度;la——小導(dǎo)管注漿段長度;m檢——注漿結(jié)束后檢查孔單位長度單位時(shí)間內(nèi)的涌水量;m探——注漿開始前探孔單位長度單位時(shí)間內(nèi)的涌水量。ψ——漿液填充率;α——有效注漿系數(shù);β——漿液損失系數(shù);γ——重力密度(重度μ——泊松比;ω——含水量,含水率;φ——內(nèi)摩擦角;θ——小導(dǎo)管外插角;ρ——質(zhì)量密度(密度);η——注漿施工前后堵水率;σ3——圍壓;ωL——液限;ωP——塑限;ˉ——ˉ——43 基本規(guī)定01 3.01。表3.0.1 不同亞級粉質(zhì)黏土定性描述圍巖級別粉質(zhì)黏土狀態(tài)定性描述主級亞級Ⅴ—堅(jiān)硬粉質(zhì)黏土、硬塑粉質(zhì)黏土土塊堅(jiān)硬,掰開棱角明顯按壓無指?、觫?一般硬塑、可塑粉質(zhì)黏土或似橡皮按壓有指?、?一般可塑、軟塑粉質(zhì)黏土土體很軟,掰開似橡皮或者能夠自行變形30.2 302表3.0.2 粉質(zhì)黏土狀態(tài)液性指數(shù)IL狀態(tài)IL≤0堅(jiān)硬0<IL≤0.25硬塑0.25<IL≤0.75可塑0.75<IL≤1軟塑30.3 3.03。5表3.0.3 粉質(zhì)黏土圍巖參數(shù)建議值圍巖等級塑性指數(shù)Ip含水率ω(%)重度γ(kN/m3)孔隙比e變形模量E0(MPa)內(nèi)摩擦角φ(°)粘聚力c(kPa)泊松比μV10<Ip≤15.40~18.4019.50~21.000.4~0.54526420.33~Ⅵ118.40~23.4019.00~19.500.5~0.7182217120.35Ⅵ223.40~27.4018.50~19.000.7~0.812187V12<Ip≤17.40~22.9019.25~19.500.5~0.63924500.35~Ⅵ122.90~28.9019.00~19.250.6~0.9152018150.38Ⅵ228.90~32.4018.50~19.000.9~1.010168V15<Ip≤18.90~24.1519.00~19.500.6~0.73322680.38~Ⅵ124.15~30.4018.50~19.000.7~0.9131831170.43Ⅵ230.40~35.4017.50~18.500.9~1.09141915.40~18.4015.4≤ω<18.4,其余指標(biāo)采用相同的原則進(jìn)行范圍判定。塑性指數(shù)、含水率、重度為判定指標(biāo),其余指標(biāo)為參考值。3043.0.4的要求。表3.0.4 不同亞級粉質(zhì)黏土基本支護(hù)形式圍巖等級支護(hù)類型備注鋼拱架超前小導(dǎo)管管棚全斷面深孔注漿V○×××—6續(xù)表3.0.4圍巖等級支護(hù)類型備注鋼拱架超前小導(dǎo)管管棚全斷面深孔注漿Ⅵ1○○○×土質(zhì)打設(shè)超前小導(dǎo)管與管棚困難時(shí)可不采用。滿足注漿條件應(yīng)進(jìn)行注漿Ⅵ2○○○○超前小導(dǎo)管應(yīng)注漿加固;管棚應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)情況判斷是否注漿注:本表為不同亞級粉質(zhì)黏土支護(hù)形式基本規(guī)定,“○”為宜采用,“×”為不建議采用,具體支護(hù)形式應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行判定,應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。30.5 性質(zhì)進(jìn)行初步亞級劃分,結(jié)合室內(nèi)實(shí)驗(yàn)測定判斷指標(biāo),進(jìn)行詳細(xì)亞級劃分。3.0.6超前小導(dǎo)管、管棚支護(hù)施工時(shí)產(chǎn)生的廢渣及廢棄物應(yīng)使用專門車輛運(yùn)輸并專業(yè)處置,需輔助注漿措施的超前小導(dǎo)管、管棚支護(hù)段嚴(yán)禁使用有毒性污染的化學(xué)漿液。3.0.7超前支護(hù)所用鋼管應(yīng)進(jìn)行力學(xué)性能和工藝性能抽查檢測。30.8 應(yīng)降水后進(jìn)行施工。注漿結(jié)束后,需對輔助注漿措施的超前小導(dǎo)管30.9 “管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺,強(qiáng)支護(hù),快封閉,勤量測”的施工原則。0.10 檢驗(yàn)批質(zhì)量驗(yàn)收合格應(yīng)符合下列規(guī)定:主控項(xiàng)目的質(zhì)量經(jīng)抽樣檢驗(yàn)應(yīng)全部合格;780%以上,且不合格點(diǎn)的最大偏差值不應(yīng)大于1.51.2倍;應(yīng)具有完整的施工操作依據(jù)、質(zhì)量驗(yàn)收記錄。超前小導(dǎo)管支護(hù)1 一般規(guī)定41.1 超前小導(dǎo)管支護(hù)適用于隧道拱部自穩(wěn)能力較差的粉質(zhì)黏土地層。12 不同亞級粉質(zhì)黏土超前小導(dǎo)管支護(hù)應(yīng)符合下列規(guī)定:圖4.1.2超前小導(dǎo)管環(huán)向布置示意圖V0.50m~0.75m的基礎(chǔ)上0.75m~1.00m。對于Ⅵ1級粉質(zhì)黏土地層拱頂超前小導(dǎo)管沿開挖輪廓線布設(shè)83m300mm~400mm。對于Ⅵ2級粉質(zhì)黏土地層,隧道施工時(shí)超前小導(dǎo)管沿隧道拱150°1m,3m300mm~400mm,超前小導(dǎo)管4.1.2所示。41.3 42 設(shè)計(jì)21 超前小導(dǎo)管支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求:圖4.2.1超前小導(dǎo)管縱向布置示意圖超前小導(dǎo)管應(yīng)和鋼拱架配合使用,從鋼拱架斷面腹部穿過,且小導(dǎo)管尾部焊接在鋼拱架上,管口應(yīng)設(shè)置止?jié){閥;25mm~50mm,3.25mm9超前小導(dǎo)管沿隧道周邊布設(shè),每榀或兩榀鋼拱架施作一環(huán),0750m1應(yīng)不小于100m,外插角θ5°~15°L05000mm~6000mm4.2.1;小導(dǎo)管前部注漿孔的孔徑宜為6mm~8mm,間距宜為100mm~200mm,呈梅花形布置,尾部長度不小于300mm;22超前小導(dǎo)管注漿設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求:0.5a1Pa0.5m50L/min~100L/min,并應(yīng)由現(xiàn)場試驗(yàn)確定;23超前小導(dǎo)管注漿材料應(yīng)滿足下列要求:地段應(yīng)選用水泥漿或超細(xì)水泥漿,富水地帶應(yīng)選用水泥—水玻璃漿液,對于前期及后期強(qiáng)度要求很高的地層,可選擇硫鋁酸鹽類水泥漿(TGRM水泥漿特種灌漿料,HSC水泥基特種注漿料);采用單液漿應(yīng)滿足下列要求:注漿原材料水泥:新鮮的普通硅酸鹽水泥,強(qiáng)度等級不低于32.5MPa;0.5%(占水泥比重);三乙醇0.05%(占水泥比重);或水玻璃,40°Bé以上,3%~5%。配合比根據(jù)地鐵暗挖隧道地質(zhì)條件及注漿目的,單液水泥漿水灰比宜為(0.8~2.0):1,摻加0.5%氯化鈉和0.05%三乙醇胺復(fù)合促凝劑或3%~5%的水玻璃。采用水泥—水玻璃雙液漿應(yīng)滿足下列要求:10注漿原材料水泥:新鮮的普通硅酸鹽水泥,強(qiáng)度等級不低于32.5MPa;水玻璃:模數(shù)2.2~2.8,濃度不低于40°Bé;緩凝劑:磷酸氫二鈉,工業(yè)品。配合比(1.0~1.5):1(質(zhì)量比根據(jù)凝膠時(shí)間而定);水玻璃漿:35°Bé;雙液漿配合比:水泥漿:水玻璃漿=1:(1.0~0.6);具體配比應(yīng)根據(jù)膠凝時(shí)間和現(xiàn)場注漿試驗(yàn)確定。采用硫鋁酸鹽類水泥漿應(yīng)滿足下列要求:1)注漿原材料TGRM水泥漿特種灌漿料,HSC水泥基特種注漿料,按照要求的凝結(jié)時(shí)間配制。2)配合比:水灰比宜為(0.8~1.2):1。24超前小導(dǎo)管注漿漿液配制應(yīng)滿足下列要求:的同時(shí),將促凝劑、氯化鈉和三乙醇胺一并加入并攪拌,待水加至1min3min。單液水A;水泥—水玻璃漿液的配制水泥—水玻璃雙液注漿材料應(yīng)按漿液配比進(jìn)行計(jì)量,且水泥0.5的水泥漿,且輸1.4m/s~2.0m/s。注漿前應(yīng)根據(jù)水泥—水玻璃雙液注漿漿液設(shè)計(jì)配比對集中制備的水泥漿的水灰比進(jìn)行調(diào)配;1120°Bé~50°Bé備用,并應(yīng)確保B:水泥—水玻璃雙液注漿漿液在使用前應(yīng)過濾,漿液從制備至2h;水泥—水玻璃雙液注漿漿液應(yīng)保持在5℃~40℃攪拌制備水泥—水玻璃雙液注漿漿液時(shí),拌合水的溫度不應(yīng)超過40℃;1h應(yīng)重新對漿液凝膠時(shí)間等指標(biāo)進(jìn)行測定。43 施工31超前小導(dǎo)管安設(shè)應(yīng)滿足下列要求:C。超前小導(dǎo)管安設(shè)步驟如下:小導(dǎo)管打設(shè)前,應(yīng)對孔位進(jìn)行定位、標(biāo)記;宜采用風(fēng)鉆或煤電鉆引孔,或用吹管將碎屑吹出,開孔孔徑50mm,孔深視超前小導(dǎo)管長度確定;插入超前小導(dǎo)管,若插入困難,可用帶沖擊錘的風(fēng)鉆頂入;檢查小導(dǎo)管內(nèi)有無充填物,若導(dǎo)管內(nèi)有充填物,應(yīng)用吹管將充填物吹出或掏勾勾出充填物;導(dǎo)管周圍縫隙用塑膠泥封堵,并用棉紗將孔口堵塞;安裝注漿管路;對于不向地層中注漿的小導(dǎo)管,應(yīng)采用較小的壓力使管內(nèi)充滿漿液,增加導(dǎo)管剛度,減小變形和沉降,同時(shí)充滿管與孔壁之間的縫隙。12行噴射混凝土封閉。噴射厚度視地質(zhì)情況以50mm~80mm為宜;尺寸、布設(shè)角度、間距及根數(shù)、注漿類型、數(shù)量等應(yīng)進(jìn)行記錄,并D的規(guī)定填寫。32超前小導(dǎo)管注漿施工作業(yè)應(yīng)滿足下列要求:4.3.2-1所示。單液注漿時(shí)可撤掉一條管路;圖4.3.2-1雙液漿注漿管路連接示意圖和地層的吸漿情況,壓水試驗(yàn)的壓力不得小于設(shè)計(jì)終壓,時(shí)間不應(yīng)5min;135min或變更漿液配比時(shí),應(yīng)在孔口測量漿液凝膠時(shí)間;5min詳細(xì)記錄壓力、流量、凝膠時(shí)間等,并記錄注漿過程中的情況;為防止串漿情況發(fā)生,注漿施作宜采用二序跳孔間隔進(jìn)行;孔口管結(jié)構(gòu)、埋設(shè)質(zhì)量應(yīng)符合下列規(guī)定:孔口管結(jié)構(gòu)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求;孔口管埋設(shè)應(yīng)牢固;孔口應(yīng)不跑漿。當(dāng)滿足下列條件時(shí)可結(jié)束單孔注漿:注漿過程中壓力逐漸上升,注漿流量逐漸減少,當(dāng)注漿壓力80%以上時(shí),可結(jié)束該孔注漿;注漿壓力未達(dá)到設(shè)計(jì)終止注漿壓力,注漿量已達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量,且無漏漿現(xiàn)象時(shí),亦可結(jié)束該孔注漿;80%根據(jù)相鄰小導(dǎo)管注漿量大小,判斷是否可以終止單孔注漿,必要時(shí)應(yīng)補(bǔ)孔注漿;80%33超前小導(dǎo)管打設(shè)設(shè)備與打設(shè)效果應(yīng)滿足下列要求:3m壓(0.6MPa)吹管或煤電鉆;宜采用煤電鉆引孔后頂入;頂管設(shè)備可根據(jù)地質(zhì)情況選用鐵錘或鉆機(jī);所有儀器設(shè)備均應(yīng)有產(chǎn)品合格證及檢定單位檢定合格證。34 超前小導(dǎo)管注漿設(shè)備應(yīng)滿足下列要求:14(或兩臺單液注漿泵50L/min,并可連續(xù)注漿;400L;攪拌水泥—水玻璃漿液的設(shè)備應(yīng)選用高速機(jī)械式攪拌機(jī);PH計(jì)、波美計(jì)等;證。44 檢測41 主控項(xiàng)目包含以下項(xiàng)目:超前小導(dǎo)管所用鋼材的品種、級別、規(guī)格和數(shù)量;超前小導(dǎo)管注漿量、注漿壓力、配合比。一般項(xiàng)目包含以下項(xiàng)目:超前小導(dǎo)管縱向搭接長度、與支撐結(jié)構(gòu)的連接;超前小導(dǎo)管施工偏差。44.2 檢驗(yàn)數(shù)量:全部檢查。檢驗(yàn)方法:查驗(yàn)材料檢驗(yàn)報(bào)告及合格證,現(xiàn)場觀察,鋼尺量測。1544.3 檢驗(yàn)方法:檢查注漿施工記錄及漿液配比單,觀察檢查。44有支撐結(jié)構(gòu)連接緊密,各項(xiàng)參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。超前小導(dǎo)管縱向搭接長度、與支撐結(jié)構(gòu)的連接主要通過觀察或尺量進(jìn)行效果檢查,施工偏差主要通過儀器測量和尺量進(jìn)行效果檢查。32°;孔口距允許偏差±50mm深允許偏差±50mm。45主控項(xiàng)目包含以下項(xiàng)目:注漿材料;漿液配合比。一般項(xiàng)目包含以下項(xiàng)目:注漿效果;注漿孔的數(shù)量、間距、孔深。44.6 檢驗(yàn)數(shù)量:全部檢查。檢驗(yàn)方法:檢查出廠質(zhì)量證明或試驗(yàn)報(bào)告。44.7 檢驗(yàn)數(shù)量:全部檢查。檢驗(yàn)方法:檢查配合比試驗(yàn)報(bào)告、施工記錄和觀察檢查。44.8 注漿加固終凝后應(yīng)進(jìn)行注漿效果檢查。檢驗(yàn)數(shù)量:每一加固段不少于一處。16檢驗(yàn)方法:開挖觀察檢查,取芯檢驗(yàn)。44.9 注漿孔的數(shù)量、間距、孔深應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件要求。20%。檢驗(yàn)方法:現(xiàn)場觀察,鋼尺量測。4.10 超前小導(dǎo)管制作應(yīng)滿足下列要求:300mm長的圓錐狀,100mm6mm的加勁箍筋;L應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,lb100~200mm,梅花形布設(shè)直徑6mm~8mm的溢漿孔,尾部la可取1m長的止?jié){段;小導(dǎo)管制作完成后,應(yīng)清除鐵屑并將注漿孔毛刺磨平;4.4.10;預(yù)留止?jié){段
φ8注漿孔 錐頭la lbL圖4.4.10小導(dǎo)管管身構(gòu)造圖不需要采取注漿措施的超前小導(dǎo)管支護(hù)段可不設(shè)置溢漿孔;當(dāng)采用管內(nèi)注漿填充導(dǎo)管與孔壁之間的空隙時(shí),應(yīng)適當(dāng)設(shè)置一定數(shù)量的溢漿孔。4超前小導(dǎo)管質(zhì)量檢查應(yīng)滿足下列要求:取試件進(jìn)行屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長率等力學(xué)性能及冷彎等工藝性能試驗(yàn),其性能和質(zhì)量應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,并應(yīng)有各項(xiàng)性能的質(zhì)量證明書或檢驗(yàn)報(bào)告;17相關(guān)主要性能指標(biāo)如下:鋼管應(yīng)有良好的焊接性和合格的沖擊韌性;Q235B的碳素結(jié)構(gòu)鋼。4.4.12 工程質(zhì)量驗(yàn)收的組織應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50300)的規(guī)定。4.13 檢驗(yàn)批驗(yàn)收應(yīng)包括下列內(nèi)容:對工程實(shí)體和原材料、構(gòu)配件和設(shè)備的實(shí)物檢驗(yàn);工程實(shí)體和原材料、構(gòu)配件和設(shè)備的資料檢查。4.14 檢驗(yàn)批質(zhì)量驗(yàn)收合格應(yīng)符合下列規(guī)定:主控項(xiàng)目的質(zhì)量經(jīng)抽樣檢驗(yàn)應(yīng)全部合格;80%以上,且不合格點(diǎn)的最大偏差值不應(yīng)1.51.2倍;應(yīng)具有完整的施工操作依據(jù)、質(zhì)量驗(yàn)收記錄。185 管棚支護(hù)1 一般規(guī)定5.1.1采用管棚支護(hù)圍巖施工時(shí),應(yīng)評價(jià)管棚施工的難易程度,指出施工應(yīng)注意的問題,確定相應(yīng)施工工藝,采取措施控制管棚施工引起的地層變形。5.1.2開挖斷面尺寸較大、周邊環(huán)境對變形要求嚴(yán)格,隧道拱部處于自穩(wěn)能力差的粉質(zhì)黏土層等情況可采用管棚注漿加固。5.1.3管棚注漿可作為超前支護(hù)措施單獨(dú)使用,也可與超前小導(dǎo)管注漿和全斷面深孔注漿等措施組合使用。5.1.4管棚注漿宜僅作為加固隧道拱頂前方地層使用,注漿加固厚度不宜大于500mm,不宜用于止水。5.1.5管棚注漿參數(shù)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,注漿完成后,應(yīng)在注漿體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后再進(jìn)行開挖。51.6 52 設(shè)計(jì)21管棚支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求:管棚的形狀和布置方式應(yīng)根據(jù)隧道開挖面的形狀選擇;管棚環(huán)向間距應(yīng)根據(jù)地層性質(zhì)、地層壓力、導(dǎo)管設(shè)置部位、3m;10m~45m1°~3°4m~6m。溢漿孔直徑宜為φ6mm~φ12mm2m范圍內(nèi)不應(yīng)設(shè)溢漿19孔;間距宜為150mm~200mm,呈梅花形布置;150險(xiǎn)源等特殊情況可延伸到隧道邊墻或不對稱單邊布設(shè),相鄰管棚縱250mm1°~3°;當(dāng)需增加管棚鋼架支護(hù)的剛度時(shí),可在管內(nèi)注入水泥砂漿,漿液中宜加入膨化劑。22管棚注漿設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求:0.5~1.0;1MPa;2MPa;250mm,50L/min;23 管棚注漿材料應(yīng)滿足下列要求:地段應(yīng)選用水泥漿或超細(xì)水泥漿,富水地帶應(yīng)選用水泥—水玻璃漿液,對于前期及后期強(qiáng)度要求很高的地層,可選擇硫鋁酸鹽類水泥漿(TGRM水泥漿特種灌漿料,HSC水泥基特種注漿料);采用單液漿應(yīng)滿足下列要求:注漿原材料水泥:新鮮的普通硅酸鹽水泥,強(qiáng)度等級不低于32.5MPa;0.5%(占水泥比重);三乙醇0.05%(占水泥比重);或水玻璃,40°Bé以上,3%~5%。配合比根據(jù)地鐵暗挖隧道地質(zhì)條件及注漿目的,單液水泥漿水灰比宜20為(0.8~2.0):1,摻加0.5%氯化鈉和0.05%三乙醇胺復(fù)合促凝劑或3%~5%的水玻璃。采用水泥—水玻璃雙液漿應(yīng)滿足下列要求:注漿原材料水泥:新鮮的普通硅酸鹽水泥,強(qiáng)度等級不低于32.5MPa;水玻璃:模數(shù)2.2~2.8,濃度不低于40°Bé;緩凝劑:磷酸氫二鈉,工業(yè)品;配合比(1.0~1.5):1(質(zhì)量比根據(jù)凝膠時(shí)間而定);水玻璃漿:35°Bé;雙液漿配合比:水泥漿:水玻璃漿=1:(1.0~0.6);具體配比應(yīng)根據(jù)膠凝時(shí)間和現(xiàn)場注漿試驗(yàn)確定。采用硫鋁酸鹽類水泥漿應(yīng)滿足下列要求:1)注漿原材料TGRM水泥漿特種灌漿料,HSC水泥基特種注漿料,按照要求的凝結(jié)時(shí)間配制。2)配合比:水灰比宜為(0.8~1.2):1。24管棚注漿漿液配制應(yīng)滿足下列要求:的同時(shí),將促凝劑、氯化鈉和三乙醇胺一并加入并攪拌,待水加至1min3min。單液水B;水泥—水玻璃漿液的配制水泥—水玻璃雙液注漿材料應(yīng)按漿液配比進(jìn)行計(jì)量,且水泥210.5的水泥漿,且輸1.4m/s~2.0m/s。注漿前應(yīng)根據(jù)水泥—水玻璃雙液注漿漿液設(shè)計(jì)配比對集中制備的水泥漿的水灰比進(jìn)行調(diào)配;20°Bé~50°Bé備用,并應(yīng)確保C;水泥—水玻璃雙液注漿漿液在使用前應(yīng)過濾,漿液從制備至2h;水泥—水玻璃雙液注漿漿液應(yīng)保持在5℃~40℃攪拌制備水泥—水玻璃雙液注漿漿液時(shí),拌合水的溫度不應(yīng)超過40℃。1h應(yīng)重新對漿液凝膠時(shí)間等指標(biāo)進(jìn)行測定。53 施工31 管棚安設(shè)應(yīng)滿足下列要求:管棚支護(hù)的長度和鋼管外徑、壁厚應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求;H的規(guī)定填寫施工記錄;管棚應(yīng)靠近拱頂布置,管棚鋼管與襯砌的距離宜不小于400mm;(引孔頂入法),不易成孔時(shí),可采用跟管鉆進(jìn)工藝;22(吹90%;機(jī)要求確定但不宜小于2m600mm,兩300mm榀用工字鋼組拼的管棚導(dǎo)向拱架,導(dǎo)向拱架內(nèi)設(shè)置孔口管作為長管棚的導(dǎo)向管,鉆機(jī)作業(yè)過程中導(dǎo)向拱架不應(yīng)有變形和移位;開始鉆孔時(shí)應(yīng)低速低壓,卡鉆時(shí)應(yīng)用鈑鉗松動拔出,不可敲打鉆桿;宜采用干鉆成孔,并采用早強(qiáng)材料錨固,宜注水泥砂漿;管棚施工應(yīng)符合下列規(guī)定:5‰。鉆孔應(yīng)由高孔位向低孔位進(jìn)行。30~40mm。長鉆坍孔時(shí)應(yīng)注漿后重鉆。鉆孔合格后應(yīng)及時(shí)安裝鋼管,其接長時(shí)連接必須牢固。50mm;管棚鉆孔應(yīng)跳孔實(shí)施,先實(shí)施的管棚注漿凝固后,方可進(jìn)行其相鄰管棚的鉆孔施工;當(dāng)洞內(nèi)采用超前管棚時(shí),管棚工作室參數(shù)應(yīng)根據(jù)機(jī)具設(shè)備尺寸和設(shè)計(jì)管棚外傾角等因素設(shè)置;管棚超前支護(hù)參數(shù)的選擇應(yīng)符合下列規(guī)定:管棚應(yīng)采用熱軋無縫鋼管制作,必要時(shí)鋼管內(nèi)安裝鋼筋籠;23鋼管直徑應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)無要求時(shí)直徑宜為70mm~180mm,鋼管中心間距宜為管徑的2~3倍;10m~40m;0°~3°(不包括路線縱坡);管棚不得侵入隧道開挖線內(nèi),相鄰的鋼管不得相撞和立交。鉆孔外插角允許偏差l°,孔距允許偏差±150mm,孔深允許偏差±50mm,管棚徑向誤差不大于200mm。32管棚注漿施工作業(yè)應(yīng)滿足下列要求:漿液配置或存放過程中應(yīng)設(shè)專人管理;中間段應(yīng)設(shè)置加高斷面作為管棚施工施工室,工作室空間尺寸應(yīng)滿足管棚打設(shè)要求;管棚注漿施作宜采用二序跳孔間隔進(jìn)行;管棚注漿應(yīng)符合下列規(guī)定:0.5~1,1:(0.5~3);注漿漿液必須充滿鋼管及周圍的空隙并確保密實(shí),其注漿量和壓力應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定;管棚內(nèi)的注漿材料、注漿量、配合比及注漿壓力應(yīng)符合設(shè)計(jì)24文件要求。當(dāng)滿足下列條件時(shí)可結(jié)束單孔注漿:80%以上,可結(jié)束單孔注漿;1.5倍,且無漏漿現(xiàn)象,可結(jié)束單孔注漿;80%時(shí),應(yīng)根據(jù)相鄰管棚注漿量大小,判斷是否可以終止單孔注漿,必要時(shí)應(yīng)采用補(bǔ)孔注漿;90%管棚孔達(dá)到注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn),且無漏注現(xiàn)象時(shí),單環(huán)管棚注漿完成。33管棚打設(shè)設(shè)備與打設(shè)效果應(yīng)滿足下列要求:管棚鉆機(jī)的選擇應(yīng)符合下列規(guī)定:應(yīng)具備可鉆深孔的大扭矩和破碎地層中堅(jiān)硬孤石的高沖擊力;應(yīng)能準(zhǔn)確定位,可多方位鉆孔,深孔鉆進(jìn)精確度高;輕便,移動靈活方便。身、螺栓、卡套、彈簧和支架是否正常完好,管子接頭是否牢固,有無漏風(fēng);鉆桿有無不直、帶傷以及鉆孔堵塞現(xiàn)象;管棚鉆孔不應(yīng)侵入開挖范圍,鉆孔機(jī)械應(yīng)具有糾偏功能。34管棚注漿設(shè)備應(yīng)滿足下列要求:1.5設(shè)計(jì)流量要求;2.0~3.00.5倍;注漿設(shè)備可實(shí)現(xiàn)單液注漿、雙液注漿,并配備泄壓閥;宜采用體積小、重量輕、適用施工條件;25超過允許壓力時(shí),溢流閥會自動開啟,油缸和工作缸停止工作;注漿設(shè)備要充分的考慮設(shè)備的回轉(zhuǎn)性能并適當(dāng)?shù)牧粲杏嗟亍?.4 檢測41 管棚應(yīng)按主控項(xiàng)目和一般項(xiàng)目進(jìn)行檢查,具體分類如下:主控項(xiàng)目包含以下項(xiàng)目:管棚所用鋼材的品種、級別、規(guī)格和數(shù)量;管棚注漿量、注漿壓力、配合比。一般項(xiàng)目包含以下項(xiàng)目:管棚仰角、搭接長度及與受力拱架的連接;管棚施工偏差。54.2 檢驗(yàn)數(shù)量:全部檢查。檢驗(yàn)方法:觀察檢查,鋼尺量測。54.3 檢驗(yàn)數(shù)量:全部檢查。檢驗(yàn)方法:檢查注漿材料、注漿量施工記錄及漿液配比單,觀察檢查。表5.4.4 暗挖隧道管棚施工允許偏差檢查項(xiàng)目允許偏差檢驗(yàn)數(shù)量范圍根數(shù)管棚鉆孔外插角1°每10根3根孔間距±30mm孔深±50mm26檢驗(yàn)方法:儀器測量,鋼尺量測。54.4 5.44的規(guī)定。54.5 檢驗(yàn)數(shù)量:全部檢查。檢驗(yàn)方法:觀察檢查,鋼尺量測。5464.45~449。47管棚制作應(yīng)滿足下列要求:管棚尺寸符合設(shè)計(jì)要求;管棚制作完成后,應(yīng)清除鐵屑并將注漿孔毛刺磨平。48 管棚質(zhì)量檢查應(yīng)滿足下列要求:取試件進(jìn)行屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長率等力學(xué)性能及冷彎等工藝性能試驗(yàn),其性能和質(zhì)量應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,并應(yīng)有各項(xiàng)性能的質(zhì)量證明書或檢驗(yàn)報(bào)告;相關(guān)主要性能指標(biāo)如下:鋼管應(yīng)有良好的焊接性和合格的沖擊韌性;Q235B的碳素結(jié)構(gòu)鋼。54.9 44.12~4414。276 全斷面深孔注漿1 一般規(guī)定6.1.1隧道近距離穿越Ⅵ2級粉質(zhì)粘土地層或拱部處于較大范圍穩(wěn)定性差的地層中時(shí),或隧道穿越重大環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源時(shí),或隧道洞身存在止水需求時(shí),宜采用深孔注漿加固地層。6.1.2深孔注漿可采用全孔一次性、分段前進(jìn)式、鉆桿后退式和袖閥管后退式等工藝。6.1.3深孔注漿施工前應(yīng)通過試驗(yàn)驗(yàn)證注漿工藝及參數(shù),現(xiàn)場試驗(yàn)應(yīng)選擇在具有代表性的地段進(jìn)行。深孔注漿工程應(yīng)編制專項(xiàng)方案,并做好技術(shù)、人員、機(jī)具、材料等方面的準(zhǔn)備工作。6.1.4鉆孔過程中應(yīng)做好鉆探詳細(xì)記錄,包括鉆進(jìn)進(jìn)尺、起止深度、土層性質(zhì)、地下水情況等。6.1.5注漿過程應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控量測與分析,并應(yīng)根據(jù)監(jiān)測結(jié)果優(yōu)化注漿方案,同時(shí)應(yīng)有施工記錄。6.1.6深孔注漿參數(shù)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,注漿完成后,應(yīng)在注漿體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后再進(jìn)行開挖。62 設(shè)計(jì)21200~400mm在不同地層界面處,漿液擴(kuò)散半徑宜取低值。22布孔設(shè)計(jì)包括下列內(nèi)容:28孔位布設(shè)于開挖面的上臺階,可采用無收縮定向旋噴工法(WSS)0.5m~1m,成孔深度可500mm0.50m~0.75m6.2.2-1;圖6.2.2-1深孔超前注漿全斷面止水布孔示意圖體注漿加固成整體為依據(jù),相鄰循環(huán)注漿管水平投影搭接長度不小ABAC0.5MPa~1MPa二次噴射材料宜采用低粘性且凝膠時(shí)間長的浸透性漿材;施工從鉆孔到噴漿完畢,可連續(xù)進(jìn)行。62.3注漿量控制應(yīng)符合下列規(guī)定:依據(jù)《建筑工程水泥-水玻璃雙液注漿技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T211-2010)b6.2.3bQ e1e
R2l(1)
(6.2.3)29式中:Q——單孔注漿量,m3;e——土體孔隙比,按勘察報(bào)告取值;R——漿液擴(kuò)散半徑;lb——注漿段長度;α——β——漿液損失系數(shù)。62.4 62.5 C20500mm。6.2.6 10m20m2m~5m。62.7 1.5m~4m。62.8 2倍,但壓力不宜過大。29 注漿材料宜采用以下液體:A液水玻璃:水;最終配比應(yīng)現(xiàn)場試驗(yàn)確定;B液磷酸:增強(qiáng)劑:稀釋劑:水;最終配比應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)確定;C液水泥:稀釋劑:水;最終配比應(yīng)現(xiàn)場試驗(yàn)確定;A+BA+C6.2.10 注漿時(shí),應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整配合比,增加可灌性和堵水性能,提高止水效果。63 施工306.3.1全斷面深孔注漿施工應(yīng)先進(jìn)行測量放線,鉆機(jī)定位后成孔,成孔滿足設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行注漿,注漿不滿足設(shè)計(jì)要求應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)漿,達(dá)到注漿標(biāo)準(zhǔn)后終止注漿。32前期準(zhǔn)備包括下列內(nèi)容:掌子面封閉宜采用C20噴射混凝土,混凝土噴射厚度為500mm,中間鋪設(shè)一層鋼筋網(wǎng)片(6@150×150),錨桿的長度及間距應(yīng)根據(jù)地層、斷面大小、注漿壓力等確定,并應(yīng)避開注漿孔,見6.3.2-1;圖6.3.2-1止?jié){墻斷面示意圖搭設(shè)腳手架,嚴(yán)格按照《施工腳手架通用規(guī)范》(GB55023)進(jìn)行;應(yīng)熟悉技術(shù)交底所交的相關(guān)內(nèi)容。63.3 34 成孔應(yīng)遵循下列原則:31注漿孔施工:先進(jìn)行機(jī)械鉆孔,再按照工藝流程進(jìn)行施工;35 注漿施工應(yīng)滿足下列要求:注漿施工應(yīng)符合下列規(guī)定:應(yīng)設(shè)立防護(hù)措施,保持場地清潔,注漿效果檢査孔應(yīng)封填密實(shí);應(yīng)經(jīng)常觀察泵壓和流量的變化,防止出現(xiàn)工作面漏漿、跑漿及串漿等情況;注漿前應(yīng)分析地下水流動軌跡,并測試水壓;地層內(nèi)有地下水流動時(shí),注漿順序應(yīng)從上游到下游注漿;注漿應(yīng)從外圈向內(nèi)圈的順序作業(yè);雙液漿注漿結(jié)束時(shí)應(yīng)先停水玻璃泵,后停水泥漿泵,及時(shí)清洗管路;隧道開挖前,應(yīng)進(jìn)行注漿效果檢查;隧道開挖后,應(yīng)對注漿效果進(jìn)行觀測與分析,對于薄弱帶應(yīng)進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)充注漿;注漿強(qiáng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求,注漿壓力、漿液的膠凝時(shí)間應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)確定;注漿孔孔口應(yīng)設(shè)止?jié){塞,止?jié){塞應(yīng)能承受注漿終壓的要求;注漿前應(yīng)檢查注漿設(shè)備,并試運(yùn)轉(zhuǎn)正常;注漿施工過程中,無關(guān)人員應(yīng)撤離現(xiàn)場;322管回抽由鉆機(jī)完成。鉆桿端頭應(yīng)裝有管內(nèi)混合器,應(yīng)按水平方向?qū)嵭袊娚?;注漿過程中出現(xiàn)管路堵塞、跑(竄)漿等問題時(shí),應(yīng)分析原因并及時(shí)處理;深孔注漿應(yīng)在注漿部位標(biāo)識出孔位,鉆孔孔位偏差不宜大于200mm,成孔偏斜率不宜大于1%;行試壓。注漿開始前應(yīng)檢查高壓管路連接是否牢固,過程中應(yīng)控制好注漿壓力。接好后,注漿前先進(jìn)行壓水試驗(yàn),檢驗(yàn)管路是否暢通,然后開動注漿泵,通過鉆桿壓入土層;0.1~0.3MPa。50L/小時(shí)~110L/36注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合下列規(guī)定:當(dāng)深孔注漿滿足下列條件時(shí)可結(jié)束單孔注漿:注漿孔達(dá)到設(shè)計(jì)孔深,注漿過程中壓力逐漸上升,流量逐漸減少,當(dāng)壓力達(dá)到注漿終壓,可結(jié)束單孔注漿;注漿孔達(dá)到設(shè)計(jì)孔深,注漿壓力未能達(dá)到設(shè)計(jì)終壓,注漿量2.0倍,可結(jié)束單孔注漿。37 注漿孔封堵應(yīng)遵循下列原則:清理注漿孔內(nèi)泥漿,清理后孔內(nèi)應(yīng)干凈無浮塵;3364 檢測6.4.1全斷面深孔注漿質(zhì)量控制應(yīng)符合現(xiàn)行《建筑地基處理規(guī)范》(JGJ79)、《既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范》(JGJ123)、《建筑工程水泥-水玻璃雙液注漿技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T211)的相關(guān)規(guī)定。42全斷面深孔注漿質(zhì)量管理措施應(yīng)符合下列規(guī)定:(50mm內(nèi),200mm1%);施工前對操作工人進(jìn)行交底培訓(xùn)確保施工質(zhì)量;施工前標(biāo)定壓力表;在標(biāo)準(zhǔn)暗挖斷面先做好試驗(yàn)段,檢測土壤加固效果;做好鉆孔注漿施工記錄和質(zhì)量驗(yàn)收記錄。64.3 64.4 64.4執(zhí)行。表6.4.4 注漿效果檢查方法與標(biāo)準(zhǔn)評定方法標(biāo)準(zhǔn)宏觀類P-q-t曲線法應(yīng)根據(jù)所記錄的注漿壓力(P)、注漿速度(q)、注漿時(shí)間(t)三者之間的關(guān)系,繪制的P-q-t曲線圖進(jìn)行分析。滿足合格標(biāo)準(zhǔn)的注漿孔數(shù)量宜大于80%。涌水量對比法加固目的注漿工程堵水率宜大于80%,或止水目的注漿工程宜大于90%。填充率反算法加固目的注漿工程漿液填充率宜大于80%,或止水目的注漿工程宜大于90%。34續(xù)表6.4.4評定方法標(biāo)準(zhǔn)檢查孔類取芯孔法3%~6%0.3MPa以上,設(shè)計(jì)的要求。檢查孔類檢查孔法3%~6%完整,無涌砂、涌泥現(xiàn)象,出水量小于注漿專項(xiàng)設(shè)計(jì)要求,且能保持1h以上。滲透系數(shù)測試法測試孔數(shù)量按注漿孔數(shù)的1%-3%布設(shè)。注漿后地層的滲透系數(shù)應(yīng)降低一個(gè)數(shù)量級,且止水目的深孔注漿宜小于10-2m/d。過程類直接觀察法且滿足安全要求,或徑向注漿、填充注漿后隧道周圍滲漏水明顯減少、變形得到明顯控制。監(jiān)測數(shù)據(jù)判定法通過監(jiān)測反饋的結(jié)果,判斷注漿加固效果是否達(dá)到工程要求。物探類雷達(dá)物探法6.4.5以加固為目的的深孔注漿效果檢查,宜以取芯孔法為主,并可輔以其他1~2種方法。6.4.6以止水為目的的深孔注漿效果檢查,宜以滲透系數(shù)測試法為主,輔以其他1~2種方法。對于不適合注入清水的地層,可用稀水泥漿代替清水,但漿液水灰比應(yīng)不小于1.2:1。47檢查孔施作結(jié)束后應(yīng)對其進(jìn)行注漿封堵。35附錄A 單液水泥漿現(xiàn)場配置表(1m3漿液)01 單液水泥漿現(xiàn)場配制表如附表A。附表A單液水泥漿現(xiàn)場配置表(1m3漿液)水灰比0.6:10.8:11:11.5:12.0:1—186L373L200L400L200L400L183L366L水泥(袋)483.573624水120240140280150300150300NaCl(kg)1.02.00.881.760.7三乙醇胺(kg)90.180.070.150.050.136附錄B 水玻璃稀釋表01 水玻璃稀釋表如附表B。附表B水玻璃稀釋表原水?!鉈é404244454850原水玻璃d1.3811.4081.4361.4501.4951.526預(yù)配水玻璃WSWSWSWSWSWS°BédLLLLLLLLLLLL151.115639361718718736264744256768232782218201.160580420608608633367644356677323696304251.208454546490490523477538462580420605395301.261315685360360401599420580473527504496351.318165835221221271729293707358642395605401.3810100066934126874153847230770276724備注:原計(jì)算式為原
d配
,V水=V配-V原配d原-1配1m3水玻璃加原水玻璃及水量,根據(jù)配量可內(nèi)插。37附錄C 超前小導(dǎo)管施工記錄表01 超前小導(dǎo)管施工記錄表如附表C。附表C超前小導(dǎo)管施工記錄表小導(dǎo)管施工記錄編號工程名稱施工單位工程部位鋼管規(guī)格施工日期年月日序號樁號位置長度(m)直徑(mm)角度(°)間距(m)根數(shù)壓力(Mpa)注漿量(L)施工班次草圖:技術(shù)負(fù)責(zé)人質(zhì)檢員記錄人注:該表由施工單位填寫并保留38附錄D 鉆孔記錄表01 鉆孔記錄表如附表D。
附表D鉆孔記錄表起止時(shí)間:年月日時(shí)分— 年月日時(shí)鉆機(jī)種類及型號:孔號孔深起止時(shí)間下管深度地層情況描述備注填表說明:注:鉆孔,下管時(shí)異常情況記錄
記錄人:工地負(fù)責(zé)人:年 月 日39附錄E 注漿記錄表01 注漿記錄表如附表E。附表E注漿記錄表工作面里程: 孔號: 孔深:注漿泵型號: 注漿開始時(shí)間: 年月日時(shí)分時(shí)間漿液種類配合比凝膠時(shí)間分秒壓力(MPa)流 量L/min備注總注漿量:材料消耗:填表說明:備注欄填漏漿,串漿情況;改性水玻璃(SS)Ph值;C-S漿填凝膠時(shí)間,其他不填。記錄人:工地負(fù)責(zé)人:年 月 日40附錄F 注漿效果統(tǒng)計(jì)表01 注漿效果統(tǒng)計(jì)表如附表F。附表F注漿效果統(tǒng)計(jì)表注漿時(shí)間: 年月日時(shí)— 年月日注漿里程:(工作面里程)K + — K +注漿形式:設(shè)計(jì)孔號孔深(m)漿液種類終壓(Pa)注漿管(m)注漿量(m3)備 注填表說明:2格以上,并有注漿量小計(jì);備注欄填注漿情況,有無漏漿,串漿等;統(tǒng)計(jì)表后應(yīng)附注漿記錄。整理人:復(fù)核人:年 月 日41附錄G 超前小導(dǎo)管注漿施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)01 超前小導(dǎo)管注漿施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如附表G。附表G超前小導(dǎo)管注漿施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)序號項(xiàng) 目規(guī)定值或允許誤差檢查方法和頻率1長度不小于設(shè)計(jì)值尺量:檢查10%2孔位(mm)±50尺量:檢查10%3鉆孔深度(mm)±50尺量:檢查10%4孔徑符合設(shè)計(jì)要求尺量:檢查10%5注漿壓力符合設(shè)計(jì)要求壓力表:全部檢查42附錄H 管棚施工記錄表01 管棚施工記錄表如附表H。附表H管棚施工記錄表管棚施工記錄編 號工程名稱施工單位工程部位鋼管規(guī)格起止樁號工程部位樁孔數(shù)鉆孔角度鉆孔深度鉆孔間距總進(jìn)尺開鉆時(shí)間結(jié)束時(shí)間鉆孔口徑鉆機(jī)型號標(biāo)號長度(m)情況43標(biāo)號長度(m)情況草圖:監(jiān)理(建設(shè))單位施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人施工員質(zhì)檢員注:該表由施工單位填寫并保留44本標(biāo)準(zhǔn)用詞說明表示很嚴(yán)格,非這樣做不可的:正面詞采用“必須”,反面詞采用“嚴(yán)禁”;表示嚴(yán)格,在正常情況下均應(yīng)這樣做的:正面詞采用“應(yīng)”,反面詞采用“不應(yīng)”或“不得”;表示允許稍有選擇,在條件許可時(shí)首先應(yīng)這樣做的:正面詞采用“宜”,反面詞采用“不宜”;表示有選擇,在一定條件下可以這樣做的,采用“可”。條文中指明應(yīng)按其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的寫法為:“應(yīng)符合……的規(guī)定”或“應(yīng)按……執(zhí)行”。45引用標(biāo)準(zhǔn)名錄《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007)《巖土錨桿與噴射混凝土支護(hù)工程技術(shù)規(guī)范》(GB50086)《城市軌道交通巖土工程勘察規(guī)范》(GB50307)《建筑地基處理規(guī)范》(JGJ79)《既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范》(JGJ123)《建筑工程水泥水玻璃注漿技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T211)《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JTGC20)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD70)《公路隧道設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG/TD70)《地鐵暗挖隧道注漿施工技術(shù)規(guī)程》(DBJ01-96)《地下鐵道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50299)《城市軌道交通隧道工程注漿技術(shù)規(guī)程》(DB11/1444-2017)46附條文說明黑龍江省哈爾濱市地方標(biāo)準(zhǔn)粉質(zhì)黏土地層暗挖隧道超前支護(hù)技術(shù)規(guī)程DB2301/TXXXX-2023條文說明47前言《粉質(zhì)黏土地層暗挖隧道超前支護(hù)技術(shù)規(guī)程》DB2301/TXXXX-202203XXXX本規(guī)范的主編單位是哈爾濱地鐵集團(tuán)有限公司,參編單位是山東大學(xué)、中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司、上海市隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院、中交第一航務(wù)工程局、中交天津港灣工程研究院。上述單位分別在哈爾濱地區(qū)粉質(zhì)黏土地層暗挖隧道的建設(shè)、科研、設(shè)計(jì)、施工、檢測等方面積累了較豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對粉質(zhì)黏土地層暗挖隧道超前支護(hù)的選型、制作安裝和檢測等有比較深刻的認(rèn)識。為便于廣大設(shè)計(jì)、施工、科研、學(xué)校等單位有關(guān)人員在使用本規(guī)程時(shí)能正確理解和執(zhí)行條文規(guī)定,《粉質(zhì)黏土地層暗挖隧道超前支護(hù)技術(shù)規(guī)程》編制組按章、節(jié)、條順序編制了本規(guī)程的條文說明,供使用者參考。在使用中如發(fā)現(xiàn)本條文說明有不妥之處,請將意見函寄哈爾濱地鐵集團(tuán)有限公司。48目次1 總則 51基本規(guī)定 53超前小導(dǎo)管支護(hù) 701 一般規(guī)定 704.2 設(shè)計(jì) 724.3 施工 734.4 檢測 74管棚支護(hù) 761 一般規(guī)定 765.2 設(shè)計(jì) 765.3 施工 775.4 檢測 78全斷面深孔注漿 801 一般規(guī)定 806.2 設(shè)計(jì) 806.3 施工 816.4 檢測 8449501 總則10.1 其中洞柱法、礦山法等暗挖工法在城市中心區(qū)、主要道路下方等區(qū)域的地下工程建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。但隨著近些年哈爾濱地鐵建設(shè)的大規(guī)模發(fā)展和人們對安全質(zhì)量的更高要求,也暴露出一些工程方案不夠經(jīng)濟(jì)合理,與實(shí)際建設(shè)條件不相符,存在施工安全隱患的問題。哈爾濱地鐵暗挖隧道所處地層多為崗阜狀平原區(qū)粉質(zhì)黏土地層,地層物理力學(xué)性質(zhì)受到含水率、黏粒含量和地下水補(bǔ)給方式的影響較大,變化幅度很大。含水率低的粉質(zhì)黏土地層土性較好,自穩(wěn)能力較強(qiáng),但一旦受到地下水浸泡或鄰近含水砂層等情況,土性急劇降低,失去自穩(wěn)能力。正是由于哈爾濱粉質(zhì)黏土地層具有上述特點(diǎn),在以往地鐵暗挖隧道超前支護(hù)中存在干硬地層小導(dǎo)管施打困難、注漿加固不良,濕因此根據(jù)哈爾濱地鐵的工程實(shí)踐,制定了本規(guī)程。目的是在保證安全的情況下經(jīng)濟(jì)、快速施工,促進(jìn)哈爾濱暗挖施工工藝的發(fā)展。暗挖隧道拱頂以上一倍開挖洞徑寬度及洞體上部1/3開挖高度范圍內(nèi)的土體為粉質(zhì)黏土?xí)r,可定為粉質(zhì)黏土地層中暗挖隧道。哈爾濱地區(qū)粉質(zhì)黏土地層不完全均勻,沿隧道縱向分布厚度不均,局部缺失或局部存在砂夾層。當(dāng)暗挖主要影響范圍內(nèi)地層不全部是粉質(zhì)黏土層時(shí),本規(guī)程所做規(guī)定失去了前提條件,不再適用于指導(dǎo)工程建設(shè)。為了體現(xiàn)粉質(zhì)黏土地層中暗挖工藝特點(diǎn),按照拱頂上方和洞體開挖范圍內(nèi)主要影響土層分布厚度的一般經(jīng)驗(yàn),定義了本規(guī)程適用的暗挖斷面范圍。隨著后續(xù)工程經(jīng)驗(yàn)的進(jìn)一步積累和理論的發(fā)展,適用的粉質(zhì)黏土分布范圍可優(yōu)化調(diào)整。5110.2 本規(guī)程做出的規(guī)定主要是依據(jù)哈爾濱地鐵單洞單線暗挖區(qū)間隧道標(biāo)準(zhǔn)開挖斷面的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)試驗(yàn)做出的。地鐵單洞6m,因此提出本規(guī)程的適用開挖跨度范圍。暗挖區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道、車站暗挖出入口、風(fēng)道6m523 基本規(guī)定0.1~3.0.3 編制本規(guī)程的根本目的就是為了解決哈爾濱地區(qū)粉質(zhì)黏土地層暗挖隧道超前支護(hù)選型的困難,通過對不同性狀的粉質(zhì)黏土進(jìn)一步細(xì)分亞級類別,相應(yīng)的選取暗挖隧道超前支護(hù)的不同組合方案。在條件好的隧道段實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)合理,在條件差的隧道段實(shí)現(xiàn)安全可靠。粉質(zhì)黏土的性狀主要由黏粒含量、黏粒與粉粒含量的比Ip和天然含水率ωIp大的粉質(zhì)黏土粘聚力高,自穩(wěn)性強(qiáng),可適當(dāng)降低超前支護(hù)剛度,減少注漿或不注漿。塑性指Ip小的粉質(zhì)黏土,黏粒與粉粒含量的比值低,偏于砂土,土層結(jié)構(gòu)相對松散,要提高超前支護(hù)剛度,并輔以地層注漿加固。同樣塑Ip的情況下,含水率低的粉質(zhì)黏土抗剪強(qiáng)度高,土性相對較強(qiáng),可適當(dāng)降低超前支護(hù)剛度,減少注漿或不注漿。含水率高的粉質(zhì)黏土抗剪強(qiáng)度低,土性軟弱,要提高超前支護(hù)剛度,并輔以地層注漿加固。通過上述的工程經(jīng)驗(yàn)來看,粉質(zhì)黏土分級及超前支護(hù)的選型可Ip和天然含水率ω等三項(xiàng)指標(biāo)來判別,且三項(xiàng)指標(biāo)存在互相耦合的現(xiàn)象。為了取得哈爾濱地區(qū)粉質(zhì)黏土地層的第一手資料,本規(guī)程編制期間采集了暗挖隧道掌子面的土樣,開展室內(nèi)土工試驗(yàn),篩選粉質(zhì)黏土物理力學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)。通過對參數(shù)數(shù)據(jù)的歸納、分析和比對,進(jìn)行了粉質(zhì)黏土層的亞層定級和定性、定量描述,并提供了圍巖參數(shù)建議值供后續(xù)工程實(shí)踐中的勘察、設(shè)計(jì)參考。一、采集粉質(zhì)黏土亞級劃分所需參數(shù)通過開展室內(nèi)土工試驗(yàn),并結(jié)合哈爾濱地鐵1號線三期及3號線二期工程地質(zhì)勘察報(bào)告,篩選提取粉質(zhì)黏土物理力學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)。53土樣采集室內(nèi)試驗(yàn)采用原狀土,原狀土取自暗挖隧道掌子面截面上6個(gè)16個(gè)位置土樣室內(nèi)試驗(yàn)測試結(jié)果的平均值。為了最大限度的減少擾動,減少水分的2和3。圖1掌子面取土位置示意圖圖2掌子面取土 圖3掌子面土樣土樣含水率所取土樣共分為93組,一組土樣包括掌子面6個(gè)位置所取的原狀土。每組土樣的含水率等于6個(gè)不同位置處原狀土含水率測試結(jié)果的平均值,各區(qū)間分組情況及含水率測定結(jié)果見表1。541含水率測定結(jié)果表所屬區(qū)間試驗(yàn)組數(shù)含水率范圍ω(%)同~哈區(qū)間1818.22~26.9923.10鏡~瓦區(qū)間1421.06~26.6723.22旭~松區(qū)間1520.24~26.1624.13松~進(jìn)區(qū)間1525.02~26.8125.93汽~油區(qū)間1626.59~28.1227.29湘~會區(qū)間1526.47~30.2028.72118%~30%。3.土樣密度和重度采用環(huán)刀法對所獲取土樣進(jìn)行密度測定,得到哈爾濱地鐵粉質(zhì)122。2土樣密度與重度測定結(jié)果所屬區(qū)間試樣編號含水率ω(%)土體密度ρ(g/cm3)土體重度γ(kN/m3)平均重度ˉ(kN/m3)同~哈區(qū)間122.191.9819.4019.26223.311.9519.11鏡~瓦區(qū)間320.921.9419.0119.11420.041.9619.20旭~松區(qū)間523.61.9218.8118.76624.11.9118.71松~進(jìn)區(qū)間725.081.9719.3119.36825.661.9819.401227.961.9819.4055續(xù)表2所屬區(qū)間試樣編號含水率ω(%)土體密度ρ(g/cm3)土體重度γ(kN/m3)平均重度ˉ(kN/m3)汽~油區(qū)間927.042.0319.8919.841027.772.0219.79湘~會區(qū)間1128.151.9619.2019.301227.961.9819.408.719.4之間。土樣顆粒分析采用密度計(jì)法對土樣進(jìn)行顆粒級配分析,得到哈爾濱地鐵土體的粒徑組成,根據(jù)計(jì)算得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制半對數(shù)坐標(biāo)累積曲線,103。表3顆粒級配分析試驗(yàn)結(jié)果記錄表試樣編號所屬區(qū)間粉粒粘粒0.075~0.059(mm)0.05~0.005(mm)0.005~0.001(mm)1汽~油區(qū)間31.6942.1526.162汽~油區(qū)間29.4542.4628.093汽~油區(qū)間39.8835.0725.054松~進(jìn)區(qū)間33.4542.9823.565松~進(jìn)區(qū)間23.2053.2023.606松~進(jìn)區(qū)間21.0452.5626.407湘~會區(qū)間35.5942.9721.448湘~會區(qū)間37.3542.5820.079湘~會區(qū)間70.2120.189.6110湘~會區(qū)間43.3036.6620.0456半對數(shù)累積曲線見圖4。圖4部分區(qū)間土樣顆粒級配曲線含水率與界限含水率根據(jù)含水率和界限含水率的測定情況,分別進(jìn)行不同液性指數(shù)情況下的三軸試驗(yàn),具體三軸試驗(yàn)的含水率、界限含水率、液性指數(shù)以及圍壓情況見表4。表4三軸試驗(yàn)情況液性指數(shù)IL土樣液塑性含水率ω(%)圍壓(kPa)0.1塑限20,液限30.521.051002004000.2塑限23,液限3525.401002004000.4塑限20,液限30.524.2010020040057續(xù)表4液性指數(shù)IL土樣液塑性含水率ω(%)圍壓(kPa)0.6塑限23,液限3530.201002004000.85塑限20,液限30.528.93100200400土樣的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)不同液性指數(shù)土體的摩擦角φ和粘聚力c,見表5。5不同液性指數(shù)下的摩擦角和粘聚力液性指數(shù)摩擦角φ(°)粘聚力c(kPa)0.12074.780.21866.720.41761.910.61655.70土樣變形模量E0與一般彈性理論中的彈性模量在定義上相同,E0隨應(yīng)力水平E0不叫彈性模量而6。6不同液性指數(shù)不同圍壓下的變形模量液性指數(shù)IL含水率ω(%)圍壓σ3(kPa)0.121.05(天然)10024.0920021.9440032.5158續(xù)表6液性指數(shù)IL含水率ω(%)圍壓σ3(kPa)0.225.40(天然)10021.3420024.0440023.460.424.20(調(diào)制)10018.6020021.7940022.450.630.20(調(diào)制)10020.3220022.2740022.770.8528.93(調(diào)制)10019.8920021.7340022.61土樣綜合物理力學(xué)參數(shù)綜合三軸試驗(yàn)結(jié)果可得不同液性指數(shù)下粉質(zhì)黏土的物理力學(xué)參數(shù),見表7。表7不同液性指數(shù)下的物理力學(xué)參數(shù)液性指數(shù)液塑限(%)含水率ω(%)摩擦角φ(°)cPa)變形模量E0(MPa)0.120.030.521.052074.7821.94~32.510.223.035.025.401866.7221.34~24.040.420.030.524.201761.9118.60~22.450.623.035.030.201655.7020.32~22.770.8塑限:20.0液限:30.528.931648.7319.89~22.6159二、粉質(zhì)黏土亞級劃分思路對粉質(zhì)黏土隧道圍巖亞級劃分應(yīng)當(dāng)按照以下步驟進(jìn)行:確定分級所需要的參數(shù)體系,制定室內(nèi)試驗(yàn)方案隧道勘察及設(shè)計(jì)階段所能獲取的粉質(zhì)黏土物理參數(shù):天然含水率ωeGsωpωLIPILc、變形模量E0Es,這些參數(shù)共同構(gòu)成亞級劃分的參數(shù)體系。土的強(qiáng)度主要表現(xiàn)為粘聚力和內(nèi)摩擦角,三軸試驗(yàn)和直剪試驗(yàn)均可獲得這兩項(xiàng)指標(biāo),但采用不同的試驗(yàn)方法,或是排水條件的不同,測得的土體參數(shù)往往存在很大的差異,因此結(jié)合實(shí)際工程條件,選擇合適的試驗(yàn)方法尤為必要。直剪試驗(yàn)操作簡單,但試驗(yàn)條件和真實(shí)土體受力狀態(tài)存在較大偏差,三軸試驗(yàn)相比于直剪試驗(yàn)試驗(yàn)操作較為復(fù)雜,所需周期較長,但是能夠較好地模擬土體的真實(shí)受力狀態(tài),試驗(yàn)數(shù)據(jù)更為真實(shí)可靠,鑒于此本研究選用三軸試驗(yàn)獲取土體力學(xué)參數(shù)。對于粉質(zhì)黏土隧道,粉質(zhì)黏土具有低滲透性的特點(diǎn),同時(shí)在施工中土方開挖完成后迅速施作初期支護(hù),因此按照不固結(jié)不排水條件開展三軸試驗(yàn)。參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)及地勘報(bào)告,選取數(shù)據(jù)作為抽樣總體。對已得到的物理參數(shù),進(jìn)行相關(guān)性分析、系統(tǒng)聚類分析和可靠性分析將參數(shù)分類,再用灰色關(guān)聯(lián)度理論,找出對圍巖強(qiáng)度指標(biāo)和變形指標(biāo)關(guān)聯(lián)度最高的參數(shù)。K-均值聚類分析,得到聚類中心、級數(shù)等指標(biāo),得到每個(gè)亞級土體定量指標(biāo)分布范圍。三、確定粉質(zhì)黏土亞級劃分指標(biāo)物理參數(shù)相關(guān)分析60由于土體物理參數(shù)較多,此時(shí)需要借助偏相關(guān)分析,即在控制其他參數(shù)影響的同時(shí),進(jìn)行兩個(gè)參數(shù)之間的相關(guān)性分析。假設(shè)有k(k>2)個(gè)參數(shù)X1,X2…Xk,則任意兩個(gè)參數(shù)Xi和Xj的g階樣本偏相關(guān)系數(shù)公式為:lll lllrjllll1r2il1r2ilgl1l2lg11r2jlgl1l2lg112g
12gg12gg12g
(3-1)式中,l1,l2…lg1kij之外的不同組合,等式右g-1階的偏相關(guān)系數(shù)。kgkg21r2tr
tkg
(3-2)式中,r為偏相關(guān)系數(shù),k為樣本數(shù),g為階數(shù)。100且置信度α=0.01時(shí),T分布的臨界相關(guān)系r0=0.320.32SPSS366個(gè)粉質(zhì)黏土物8所示。8粉質(zhì)黏土物理參數(shù)間相關(guān)性分析表相關(guān)性重度孔隙比液限塑限塑性指數(shù)液性指數(shù)比重飽和度天然含水率重度1.000孔隙比-0.2741.000液限-0.0480.3791.00061續(xù)表8相關(guān)性重度孔隙比液限塑限塑性指數(shù)液性指數(shù)比重飽和度天然含水率塑限-0.1490.3280.8771.000塑性指數(shù)0.0690.3330.8670.5211.000液性指數(shù)-0.2230.609-0.122-0.180-0.0301.000相關(guān)性重度孔隙比液限塑限塑性指數(shù)液性指數(shù)比重飽和度天然含水率比重0.0080.2110.2960.1970.3210.0121.000飽和度0.3730.0740.067-0.0360.1560.2040.1891.000天然含水率-0.4090.7610.3860.3150.3590.8610.1500.4991.000結(jié)合SPSS軟件對粉質(zhì)黏土物理參數(shù)之間的偏相關(guān)分析可知:0.609,表現(xiàn)出顯著的相關(guān)性,可分為一組。0.521,表現(xiàn)出較好的相關(guān)性,可分為一組。重度和飽和度及天然含水率之間相關(guān)系數(shù)絕對值的最小值為0.373,表現(xiàn)出較好的相關(guān)性,可初步分為一組。62因是哈爾濱地區(qū)不同狀態(tài)粉質(zhì)黏土比重分布范圍為2.71~2.73,差距很小,選擇為亞級劃分指標(biāo)的意義不大。物理參數(shù)降維分析對于圍巖質(zhì)量的評價(jià)體系包含了多個(gè)參數(shù),為掌握圍巖的性質(zhì)提供了豐富的信息,但是也導(dǎo)致了信息的交叉與重疊,使得圍巖亞級劃分變得復(fù)雜化。通過降維分析將存在相關(guān)關(guān)系的多個(gè)物理參數(shù)轉(zhuǎn)換成少量彼此不相關(guān)的綜合指標(biāo),可以顯著簡化數(shù)據(jù)分析難度,對于圍巖亞級劃分指導(dǎo)意義顯著。因子分析是降維分析主要采用的方法,因子分析的模型為:11111221kk1ZaFaFaF2 211 222 2kk 2Zpap11ap22apkkp
(3-3)式中,Z1、Z2…Zp為原始變量,F(xiàn)1、F2…Fp為公共因子,aij為因子載荷,為特殊因子,表示原始變量不能被因子解釋的部分,其均值為0,模型表示為矩陣形式為:式中,A
ZAF
(3-4)SPSS8項(xiàng)物理指標(biāo)進(jìn)行因9、10所示。表9變量共同度表公因子方差初始提取天然含水率1.0000.950重度1.0000.68963續(xù)表9公因子方差初始提取孔隙比1.0000.732液限1.0000.996塑限1.0000.819塑性指數(shù)1.0000.785液性指數(shù)1.0000.950飽和度1.0000.778提取方法:主成分分析法10因子貢獻(xiàn)率表總方差解釋成分初始特征值提取載荷平方和旋轉(zhuǎn)載荷平方和總計(jì)方差百分比累積%總計(jì)方差百分比累積%總計(jì)方差百分比累積%13.32141.50841.5083.32141.50841.5082.74034.24534.24522.13926.74268.2492.13926.74268.2492.71733.95968.20431.23817.47585.7251.23817.47585.7251.24217.52085.72540.6025.52891.25350.4225.28096.53360.2753.43299.96570.0030.035100.000648-1.041E-17-1.301E-16100.000提取方法:主成分分析法98個(gè)初始變量共同度的結(jié)果,初始列表示每個(gè)變量可以被所有因素解釋的方差,右側(cè)表示變量的共同度。從提取列可以得到因子分析的變量共同度較高(68%),表明變量中的絕大部分信息可被因子解釋,說明因子分析的結(jié)果是可靠的。103個(gè)因子的累計(jì)方差貢獻(xiàn)85.725%3個(gè)因子基本包含了全部3個(gè)因子作為主因子即可。因子載荷矩陣見表11。11旋轉(zhuǎn)前因子載荷矩陣因子矩陣原始變量因子123天然含水率0.856-0.4620.062重度-0.3720.3990.626孔隙比0.794-0.319-0.008液限0.7810.620-0.022塑限0.6680.569-0.222塑性指數(shù)0.6970.5130.189液性指數(shù)0.495-0.8290.133飽和度0.178-0.0820.860由表11可知,多數(shù)因子解釋性較好,但是仍有極個(gè)別指標(biāo)解釋性較差,如液性指數(shù)和塑限,在前兩個(gè)因子的載荷系數(shù)差別不明顯。65為使因子載荷系數(shù)向0和1兩極分化,進(jìn)行因子旋轉(zhuǎn)使結(jié)果更具有解釋性,見表12。12旋轉(zhuǎn)后因子載荷矩陣因子矩陣原始變量因子123天然含水率0.2860.9310.033重度-0.014-0.5160.650孔隙比0.3440.783-0.029液限0.9920.1040.017塑限0.8840.052-0.186塑性指數(shù)0.8480.1310.220原始變量因子123液性指數(shù)-0.2310.9430.080飽和度0.0320.2220.853第一個(gè)因子中液限、塑限及塑性指數(shù)系數(shù)明顯大于其他指標(biāo),可分為一組;第二個(gè)因子中天然含水率、孔隙比、液性指數(shù)系數(shù)明顯大于其他指標(biāo),可分為一組;第三個(gè)因子中重度、飽和度系數(shù)明顯大于其他指標(biāo),可分為一組。綜合粉質(zhì)黏土物理參數(shù)間的偏相關(guān)分析和因子分析結(jié)果可發(fā)現(xiàn),兩種分析方法對物理指標(biāo)的分組結(jié)果一致。說明據(jù)此進(jìn)行物理指標(biāo)的分組是合理可靠的。分組結(jié)果如下:液限、塑限及塑性指數(shù)天然含水率、孔隙比、液性指數(shù)66重度、飽和度物理力學(xué)參數(shù)灰色關(guān)聯(lián)度分析粉質(zhì)黏土亞級劃分主要依據(jù)圍巖穩(wěn)定性,通過粉質(zhì)黏土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)和變形指標(biāo)評價(jià)圍巖的穩(wěn)定性,而粉質(zhì)黏土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)和變形指標(biāo)又受到物理參數(shù)的影響,因此,可通過粉質(zhì)黏土物理參數(shù)和力學(xué)參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)度,找出決定力學(xué)參數(shù)的關(guān)鍵物理參數(shù),進(jìn)而進(jìn)行亞級劃分?;疑P(guān)聯(lián)度分析通過參數(shù)之間演變規(guī)律的異同來評價(jià)參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)程度。通過物理力學(xué)參數(shù)間關(guān)聯(lián)程度的強(qiáng)弱,找出影響圍巖穩(wěn)定性的決定性因素,進(jìn)而進(jìn)行亞級劃分。灰色關(guān)聯(lián)度分析主要步驟如下:計(jì)算絕對關(guān)聯(lián)度確定母序列及子序列c、摩擦角φ和壓縮模量EsXc(p)Xφ(p)XEs(p)8X1(p)、X2(p)…X8(p)表示;p=1、2、3…p組數(shù)據(jù)。計(jì)算始點(diǎn)零化像始點(diǎn)零化像的目的是數(shù)據(jù)更具有可比性,通過公式進(jìn)行始點(diǎn)零化像,其中,i=c,φ,Es,1,2,3,4,5,6,7,8。SiS0SiS0|Si|為每條子序列曲線與坐標(biāo)軸橫軸所圍面積的絕對值,|Si|為每|SS01n110 0SiXip2
p Xi2
n
(3-5)671n110 02S0X0p X0n2p2
(3-6)n1SS X0pX0p1X0nX0n
(3-7)i 0 p2
0 2 i 0式中,i=1,2,3,4,5,6,7,8。11SiS01SiS0SiS00i
(3-8)ε0i表示母序列曲線和子序列曲線在幾何形態(tài)上的相似程度,兩者之間的相似程度越大,其值越大。計(jì)算相對關(guān)聯(lián)度計(jì)算相對關(guān)聯(lián)度的步驟與絕對關(guān)聯(lián)度基本相同。唯一的區(qū)別在于相對關(guān)聯(lián)度計(jì)算始點(diǎn)零化像之前,需要對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行初值像計(jì)算,排除由于量綱不同造成差異。確定綜合關(guān)聯(lián)度綜合關(guān)聯(lián)度既能反映曲線的相似程度,又能反映出兩個(gè)序列變(3-9)計(jì)算,其中θ0.5。0i0i10i
(3-9)13灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果物理參數(shù)天然含水率孔隙比液性指數(shù)液限塑限塑性指數(shù)重度飽和度綜粘聚力0.8940.6870.7270.4030.310.4420.4620.33868合關(guān)聯(lián)度摩擦角0.8540.8240.7890.2180.3160.2820.3930.356壓縮模量0.8930.7590.7480.4010.3610.3890.5860.254綜合關(guān)聯(lián)度和2.6412.272.2641.0220.9871.1131.4410.948將綜合室內(nèi)試驗(yàn)及地質(zhì)勘察報(bào)告所得到的366組數(shù)據(jù),使用MATLAB軟件進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析,分析結(jié)果如表13所示。13c角φEs綜合關(guān)聯(lián)度最高的分別是天然含水率ω和重度γ,因此粉質(zhì)黏土亞級劃分指標(biāo)為:ω、Ip和γ。304Ip和天然含水率ω等三項(xiàng)指標(biāo)劃分亞層后,可相應(yīng)確定圍巖等級。再根據(jù)不同的圍巖等級確Ⅵ1關(guān)規(guī)范中的一般地段的黏性土地層條件相近,為可塑狀態(tài),支護(hù)方案一般為鋼拱架組合超前小導(dǎo)管輔以地層注漿加固措施。V級圍巖偏于干硬粉質(zhì)黏土地層,可根據(jù)實(shí)際情況酌情減少超前支護(hù)措施;Ⅵ2取深孔注漿。05粉質(zhì)黏土土體性質(zhì),因此基于地勘報(bào)告確定現(xiàn)場土體性質(zhì)后可根據(jù)粉質(zhì)黏土亞級劃分定性判斷表初步進(jìn)行粉質(zhì)黏土的亞級劃分。條文3.0.3Ip和694 超前小導(dǎo)管支護(hù)1 一般規(guī)定11 超前小導(dǎo)管以靠近掌子面的鋼支撐和前方未開挖的部分巖“棚架5(a)、(b)。成拱作用 (b)棚架作用圖5超前小導(dǎo)管支護(hù)機(jī)理示意圖針對超前導(dǎo)管支護(hù)以及超前注漿加固對隧道開挖掌子面穩(wěn)定性的作用,構(gòu)建了超前小導(dǎo)管的棚架模型以及注漿加固的拱模型。將單根導(dǎo)管支護(hù)看成是施加在初襯與掌子面前方擾動土體之間的彈性地基梁,依據(jù)導(dǎo)管的軸力計(jì)算撓度,從而計(jì)算出導(dǎo)管承載的地基荷載,以及最終施加在掌子面前方的荷載。70位于開挖面附近的超前導(dǎo)管軸應(yīng)力最大,將導(dǎo)管的單根鋼管作6所示。A端看做具有一定豎向位移ω0和轉(zhuǎn)角θ0的彈性ABq(x)全部由導(dǎo)BCq(x),p(x)。原理推導(dǎo)如下:6地基反力采用雙參數(shù)模型中的Pasternak模型進(jìn)行計(jì)算,即2(x)p(x)=
dx2
(4-1)則在BC段彈性地基梁的撓曲控制微分方程為4(x) 2(x)EI G(4-2)dx4 p dx2又根據(jù)梁彎曲的幾何方程,可以推導(dǎo)出鋼管內(nèi)壁縱向應(yīng)變計(jì)算公式 D 2(x)(x)= 2 2
x2
(4-3)1 1 (x)=(x)D2s
x2cx
(4-4)71由于隧道開挖的影響范圍有限,所以當(dāng)超前導(dǎo)管剛剛施加后掌子面剛剛開挖后,認(rèn)為導(dǎo)管插入土體的端頭沒有發(fā)生位移及轉(zhuǎn)動,即邊界條件為:Cxl0Cxl代入式(4-4)
(4-5)c=6(x)1c2=
Dx)D
(4-6)BC段的撓曲方程ω(x)q(x)的數(shù)據(jù),可合理確定小導(dǎo)管與圍巖壓力、地基抗力的邊界條件,進(jìn)而能夠確定小導(dǎo)管的型號、間距、打入長度等設(shè)計(jì)參數(shù)。1.2 本條是對“管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺,強(qiáng)支護(hù),快封閉,勤量測”的淺埋暗挖基本方針的發(fā)展,突破了土質(zhì)隧道中常規(guī)采取超前黏粒含量高的物理力學(xué)性質(zhì)良好的粉質(zhì)黏土亞層中礦山法暗挖可不設(shè)置超前小導(dǎo)管支護(hù),也可不注漿。解決了哈爾濱良好粉質(zhì)黏土地層中暗挖支護(hù)方案一直以來的設(shè)計(jì)優(yōu)化沒有依據(jù)、施工非常困難、措施效果不明顯的問題。設(shè)計(jì)42.1 “小管棚”72化較多,超前小導(dǎo)管也可根據(jù)不同地質(zhì)特點(diǎn),采用注漿或不注漿方案;土性特別好時(shí),甚至可不采用超前小導(dǎo)管。422注漿加固效果受到地層條件、注漿管性能、漿液調(diào)制、漿液配合比、凝結(jié)時(shí)間、注漿壓力以及注漿管設(shè)置位置、止?jié){墻等多種因素影響。這些都要采用工程類比法、理論計(jì)算法和現(xiàn)場實(shí)測法等方式、方法進(jìn)行擬定,并根據(jù)實(shí)際情況來最終確定。本條文依據(jù)哈爾濱地鐵暗挖設(shè)計(jì)、施工取得的經(jīng)驗(yàn)提供了注漿壓力、擴(kuò)散半徑等基本注漿參數(shù),可供設(shè)計(jì)、施工參照使用。但更具體的注漿設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)巖土詳細(xì)勘察資料中的地層含水率、抗剪強(qiáng)度、地下水性質(zhì)和水量、周邊環(huán)境條件等針對性的確定。423、424本條文中的注漿材料類型、配比等適用于一般環(huán)境地段粉質(zhì)黏土地層中的注漿工藝,按照注漿目的和工程水文地質(zhì)條件可選用水泥漿、水泥砂漿、雙液漿等,應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際條件具體確定。近年來國內(nèi)地下工程建設(shè)水平取得了長足發(fā)展,施工工藝、設(shè)備等日新月異,本條文未注明的注漿方案不是不可采用,在證明具有可靠效果時(shí),可采用本條文規(guī)定之外的注漿方案。施工43.1超前小導(dǎo)管是圍巖狀態(tài)一般地段土質(zhì)隧道超前支護(hù)的關(guān)鍵措43.2 超前小導(dǎo)管注漿施工作業(yè)應(yīng)滿足下列要求:4以上能是管路阻塞,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。當(dāng)滿足下列條件時(shí)可結(jié)束單孔注漿:73由于地下地質(zhì)條件復(fù)雜,有時(shí)不可能每個(gè)注漿孔都能達(dá)到本10否可以終止單孔注漿,施工時(shí)通常當(dāng)相鄰各孔注漿量較大時(shí),可以終止單孔注漿,當(dāng)相鄰各孔注漿量也較小時(shí),應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)孔注漿。80%10433小導(dǎo)管需要與圍巖緊密接觸才能起到支托圍巖的作用,因此必須選用適合的設(shè)備,且需保證良好的打設(shè)效果,并實(shí)行信息化施工。小導(dǎo)管與圍巖、注漿體、鋼架等應(yīng)密貼,當(dāng)出現(xiàn)間隙時(shí),需用噴射混凝土或補(bǔ)漿填實(shí)。開挖后相鄰導(dǎo)管之間有掉塊或位移不收斂時(shí),應(yīng)查明原因,及時(shí)采取補(bǔ)強(qiáng)措施。若因管間距過大,需增加支護(hù)密度。43.4 檢測44.2 44.3 需要觀察檢查達(dá)到設(shè)計(jì)文件給定的注漿壓力前,前方土體注漿部位及周圍是否有碎裂、鼓包、掉塊等現(xiàn)象,以及是否有注漿液溢出,以判斷漿液是否注滿。4.4.4對影
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