電纜隧道淤泥質地基壓密注漿施工技術

王生宜

(馬鋼股份有限公司特鋼公司 安徽馬鞍山 243003)

電纜隧道淤泥質地基壓密注漿施工技術

王生宜

(馬鋼股份有限公司特鋼公司 安徽馬鞍山 243003)

某鋼廠公輔系統的一段電纜隧道，因地質復雜采用壓密注漿施工技術，成功解決淤泥質地基加固問題。

電纜隧道；壓密注漿；施工技術

1 壓密注漿的特點

1.1基本原理

壓密注漿法是一種用特制的高壓泵將極稠的低流動性的固化漿液注入到地基土內，以滲透、填充和擠密等方式，擠走土粒間或巖土裂隙中的水份和空氣后，在形成均勻凝固膠結體(水泥土)的同時，產生可控制的位移量以置換并擠密周圍松散或軟弱土層，壓密周圍土體，經過一定時間后膠結形成一個各向同性的整體，或有控制地上抬發生沉降的構筑物的注漿技術。此法由Graf在1969年首次提出，美國稱其為CPG(compaction grouting)法。又稱為Displacement Grouting或SqueezeGrouting，國內稱為壓密注漿。

1.2影響因素

主要影響因素有：土層的性質，注漿量的多少、注漿時間的長短、漿液的配方組成、外添加劑的多少和性質等，本法的關鍵是要徹底弄清所在土層的性質，其次漿液的配方以及工藝操作要求等。

1.3施工特點

壓密注漿法具有占地小、效率高、質量易于控制、施工方便、經濟性好，無振動、無噪音，可在建筑物密集、不便大型機械出入的場地使用；漿液不污染周圍土體、可適用于砂土液化預防和整治；可形成柱狀注漿體(樁體)與周圍土體形成復合地基；或處理深層軟弱土層；可用于非均勻沉降引起結構物傾斜糾偏，可代替樁基使用；及可適用于場地窄小處建筑物基礎的托換等。

2 工程概況

2.1地質條件

馬鋼某鋼廠110t電爐建設區域線纜遷建工程電纜隧道湖北西路段位于湖北西路路北側，為現澆鋼筋混凝土箱涵，標準段埋深-5.90m，斷面形式及尺寸詳見圖1。

本段電纜隧道全長250.27 m，其中約190m長電纜隧道范圍土質條件較差，須進行地基處理，并采取支護開挖措施，注漿處理面積1174.5m2。

本段電纜隧道未進行地質勘察，由于鄰近外部公輔介質供應系統管道支架工程，可參考其地質勘察資料，根據中冶集團武漢勘察研究院有限公司的《馬鋼股份電爐廠外部公輔介質供應系統工程場地巖土勘察報告書》(施工圖設計階段)，本段電纜隧道(Xk284.90，Yk3036.11至Xk459.028，Yk3114.877)場地開挖范圍土層分布有人工填積層①1、可塑狀粉質粘土層②1、流塑狀粉質粘土層②4。此段電纜隧道持力層均坐落在②4土層上,該層土w=42.2%，r=17.5kN/m3，e0=1.189，Il=1.14，a1-2=0.81kPa-1，δ=0.516，Es1-2=3.0MPa；承載力特征值為fak=75kPa，標貫Nk=1.9，最大厚度約11m，屬于不甚均勻的高壓縮性土層，具有高含水量、高靈敏度、大孔隙比、高壓縮性、低強度特性，具有觸變和蠕動等不良特性，是典型的飽和軟弱地基土，電纜隧道施工前應進行地基處理。

2.2方案選擇

本工程為馬鋼高速車輪用鋼110t電爐項目的配套工程，為確保電爐項目按計劃投產，根據本段工程地質條件及對地基的承載力要求不高，周邊障礙物較多較近、不適宜大開挖、且工期要求緊等特點，參照馬鋼第二機制公司類似項目的施工經驗，選用單管靜壓注漿加固地基，注漿漿液采用純水泥漿，注漿深度范圍3.0m。具體見圖2。

圖1 電纜隧道斷面形式及尺寸圖

圖2 注漿剖面圖

3 注漿設計

3.1設計依據

馬鋼股份設計研究院有限公司《110t電爐建設區域線纜遷建工程電纜隧道施工圖》，中冶集團武漢勘察研究院有限公司的《馬鋼股份電爐廠外部公輔介質供應系統工程場地巖土勘察報告書》(施工圖設計階段)；及相關現行建筑地基設計和處理技術規范。

3.2設計參數

(1)注漿加固土層范圍

厚度：電纜隧道墊層下3m厚土層；

寬度：考慮兩側采用拉森樁支護被動土壓力區的加固，電纜隧道兩側各加寬1.0m，加固寬度為B+2.0m。

(2)注漿孔距：孔距取750，排距取700。具體見圖3。

圖3 注漿孔平面布置圖

(3)漿液配合比設計

采用純水泥漿。

水灰比：第一輪至第三輪注漿水灰比分別為1.0、0.9和0.8。

(4)注漿量

水泥用量按平均水灰比0.90計算。由于本工程注漿要考慮提高地基承載力，應采用高強度注漿。

根據地質勘察報告，②4土層的天然含水率ω=42.2%，塑限ωp=22.1%，土粒比重dg=2.74，孔隙比e0=1.189。

參考《巖土注漿理論與工程實例》，根據土的含水率計算注漿量，則:

注漿率λ=dg/(1+e0) ×(ω-ωp) =2.74/(1+1.189)×(0.422-0.221) =25.1%

注漿量Qv=vλ=525×25.1%=131.8L/m

取注漿損失系數為1.15，則

水泥用量t=131.8×0.818×1.15=124kg/m

Qv-每米注漿量(L)；

v-加固土體積(m3);

每米孔深水泥注入量設計取值為124kg/m。

(5)注漿壓力

本工程注漿依控制注漿量為主。注漿壓力以水泥漿液能順利注入為原則，注漿壓力可按0.3MPa-0.5MPa控制，以減小地面不必要的冒漿。

4 工藝設備

4.1具體做法

(1)注漿施工應間隔跳打，以免造成串漿，起管時應交叉起管高度，以保證壓漿的均勻擴散和擠壓。

(2)每次拔管高度應控制在50cm左右，深部取最大值，淺部取最小值。

(3)為使注漿漿液均勻、穩定，攪拌時應快速攪拌，進入貯漿桶時，并不斷慢速攪拌。

4.2主要設備

表1 施工機械設備的配置表

5 施工要點

采用帷幕法施工。施工時先放線定位，小片區注漿試驗后再大面積注漿。即先壓外圍，再壓內排以形成帷幕，隔花注漿、防止串孔和漿液流失的原則。

6 施工小結

本工程注漿完成28天后的地基承載力特征值：達到150kPa以上，完全達到設計要求。

壓密注漿最適宜對粉(細)砂層、砂壤土、或半淤泥性松散土層及對承載力要求不很高工程地基加固，對軟弱淤泥質土的施工，因其滲透系數較小，排水緩慢，注漿困難；應注意采用降低地下水位，提高注漿量的措施。

[1] 梁炯軍.錨固與注漿技術手冊[M].北京:中國電力出版社,1999.

[2] 葉觀寶.地基加固新技術[M].北京:機械工業出版社,2002.

Construction Technology of Compaction Grouting in Cable Tunnel Silt Base

WANG Sheng-yi

A steel section of public secondary system cable tunnel, because complex geological compaction grouting construction technology used successfully solved the problem treating the silty foundation.

cable tunnel；compaction grouting；construction technique

2014-07-24；改回日期2014-08-23

王生宜(1963.5-)男，馬鋼股份公司特鋼公司設備保障部，工程師。研究方向：冶金建筑施工與管理。

TU472.3

B

1672-9994(2014)04-0026-03