Wss工法在富水砂层盾构端头加固中的应用
【专利摘要】提供一种WSS工法在富水砂层盾构换刀加固中的应用，WSS工法注浆工艺采用坑道钻机进行深孔注浆加固，先用由A液、B液组成的溶液型浆液后退式注浆进行土体排水，提高土体的抗渗性；当整个加固体采用由A液、B液组成的溶液型浆液后退式注浆施工完成后，再用由A液、C液组成的悬浊型浆液前进式注浆进行土体固结，改变原土体物理性质并提高土体的抗压强度，最终使软弱的土层(主要为砂质、砾质粘性土和砂层)成为抗渗性高、抗压强度高和稳定性高的土体，以便于开仓检查、更换刀具。
【专利说明】
WSS工法在富水砂层盾构端头加固中的应用
技术领域
[0001]本发明涉及盾构技术，尤其涉及一种WSS工法在富水砂层盾构端头加固中的应用。
【背景技术】
[0002]传统的盾构端头加固方法有搅拌粧法、旋喷粧法、搅拌+旋喷粧法、SMff粧法、袖阀管注浆法、人工挖孔粧法等，较为常用的加固方法有搅拌粧法、旋喷粧法、搅拌+旋喷粧法。对于富水砂层，最常用的是旋喷粧法。
[0003]在我公司承建的深圳地铁7号线7301-1标的盾构区间龙井站施工中，原设计方案为采用单排二重管旋喷粧0 6000450加固，加固范围及入土深度如图1和图2所示，盾构横向加固范围为隧道外3m，竖向加固范围为隧道顶3m和隧道底2m，纵向加固长度为9m(沿隧道方向)。加固主要地层为素填土、淤泥质粘土、中粗砂、砂质粘土及全风化花岗岩。
[0004]现有技术的缺点主要体现在以下四个方面:
1.高压旋喷粧属于传统施工工艺，广泛应用于淤泥质土、粉土、粘土地层，但是对于地下水丰富地区、含砂量较高地区适应性较差。龙井站西端头地下水位稳定在4?8m，地层中富含中粗砂和砂质黏性土，且粉质粘土中也含少量砂，因此分析判断在该地层中采用高压旋喷粧加固，将达不到理想的效果。
[0005]2.该方案施工期间，需要大量出碴(含泥水泥浆)，车辆运输期间稀碴洒落路面，污染道路环境。
[0006]3.从目前深圳地铁7号线盾构出洞情况看，采用高压旋喷粧加固会出现大量涌水涌泥，风险较高。
[0007]4.造价偏高，粧机的垂直度偏差控制较难，粧间止水控制较差，对于上软下硬地层不适应。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种WSS工法(无收缩双液注浆改良土体工法)在富水砂层盾构端头加固中的应用。WSS工法注浆工艺适用于复杂的复合地层，能够将不同情况的地层填充密实，改变原土体的物理性质，增加土体的密度，提高其抗压强度和抗渗性能。
[0009]WSS工法注浆工艺采用坑道钻机进行深孔注浆加固，先用由A液、B液组成的溶液型浆液后退式注浆进行土体排水，提高土体的抗渗性；当整个加固体采用由A液、B液组成的溶液型浆液后退式注浆施工完成后，再用由A液、C液组成的悬浊型浆液前进式注浆进行土体固结，改变原土体物理性质并提高土体的抗压强度，最终使软弱的土层(主要为砂质、石乐质粘性土和砂层)成为抗渗性高、抗压强度高和稳定性高的土体，以便于开仓检查、更换刀具。
[0010]优选的，所述A液为水玻璃，所述B液为磷酸，所述C液为水泥浆。
[0011]优选的，在加固方式方面:所述坑道钻机先采用化学浆液进行前进式注浆，后采用双液浆进行后退式注浆加固。
[0012]优选的，在加固体范围方面:所述加固体范围为地面下6m至中微风化花岗岩，隧道掘进方向长5m，宽9m。
[0013]优选的，在注浆孔位布置方面:沿所述隧道掘进方向布置6排注浆孔，共计66孔，四周密排布孔位，间距0.85 m?0.9m，中心部分孔位布置原则上间距lm，梅花形布置。
[0014]优选的，在加固深度方面:在所述6排注浆孔中，第1、2、3排注浆孔位于盾构机上方，深度为10.5m?16.0m (沿盾构机轮廓变化);第4排注浆孔位于盾构机刀盘前方约lm，深度为14.0m ;第5排注浆孔位于盾构机刀盘前方约2m，深度为14.0m ;第6排注浆孔位于盾构机刀盘前方约3m，深度为16.0m。
[0015]与现有技术相比，本发明具有明显的有益效果，主要体现在以下四个方面:
1.本发明方案施工工艺具有广泛的地层适应性，尤其针对富水含砂层和富水含砂量较大的地层有其特殊的土体固结效果。
[0016]2.根据本发明注浆工艺在龙珠区间换刀点加固施工中的应用，其效果是十分明显的，可以将富水砂层有效的进行土体固结，也可以将地下水堵在加固区之外。
[0017]3.本发明实施方案所用材料和人工成本与原方案持平，但无需破除路面，也无需出碴，减少了碴土外运量，减轻地面环境污染。
[0018]4.本发明实施方案与其它加固方法相比，具有体积小、时间短、点地面积少，加固深度大，加固范围小，加固质量好、经济效益显著等优点，而且机械设备简单，不需要采用国外进口设备，易操作。
[0019]
【附图说明】
[0020]图1是现有技术中盾构到达端头加固平面示意图；
图2是现有技术中盾构到达端头加固竖向范围示意图；
图3是本发明中盾构出洞端头加固平面示意图；
图4是本发明中盾构出洞端头加固竖向范围示意图。
[0021]附图标记说明
图1中:100-盾构进洞地层加固区；101-围护结构；102-后浇环梁；103-旋喷粧；
图2中:200-地层加固范围；201-盾构进洞地层加固区；202_后浇环梁；203_基坑围护结构；
图3中:300-深孔注浆加固范围；301-龙井站围护结构；302_龙井站结构侧墙；303-龙井站西侧端墙；
图4中:400-旋喷粧加固范围；401-盾构到达地层加固区；402_龙井站结构顶板；403-龙井站西侧端墙；404_龙井站结构中板；405_龙井站结构底板；406_车站围护结构
【具体实施方式】
[0022]为方便本领域普通技术人员更好地理解本发明的实质，下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。
[0023]提供一种WSS工法(无收缩双液注浆改良土体工法)在富水砂层盾构端头加固中的应用。
[0024]WSS工法注浆工艺采用坑道钻机进行深孔注浆加固，先用由A液、B液组成的溶液型浆液后退式注浆进行土体排水；当整个加固体采用由A液、B液组成的溶液型浆液后退式注浆施工完成后，再用由A液、C液组成的悬浊型浆液前进式注浆进行土体固结。
[0025]所述A液为水玻璃，所述B液为磷酸，所述C液为水泥浆。
[0026]所述坑道钻机先采用化学浆液进行前进式注浆，后采用双液浆进行后退式注浆加固。
[0027]所述加固体范围为地面下6m至中微风化花岗岩，隧道掘进方向长5m，宽9m。
[0028]沿所述隧道掘进方向布置6排注浆孔，共计66孔，四周密排布孔位，间距0.85 m?
0.9m，中心部分孔位布置原则上间距lm，梅花形布置。
[0029]在所述6排注浆孔中，第1、2、3排注浆孔位于盾构机上方，深度为10.5m?16.0m(沿盾构机轮廓变化)；第4排注浆孔位于盾构机刀盘前方约lm，深度为14.0m ;第5排注浆孔位于盾构机刀盘前方约2m，深度为14.0m ;第6排注浆孔位于盾构机刀盘前方约3m，深度为 16.0m0
[0030]需要强调的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种WSS工法在富水砂层盾构端头加固中的应用，其特征在于，WSS工法注浆工艺采用坑道钻机进行深孔注浆加固，先用由A液、B液组成的溶液型浆液后退式注浆进行土体排水；当整个加固体采用由A液、B液组成的溶液型浆液后退式注浆施工完成后，再用由A液、C液组成的悬浊型浆液前进式注浆进行土体固结。2.根据权利要求1所述的WSS工法在富水砂层盾构端头加固中的应用，其特征在于，所述A液为水玻璃，所述B液为磷酸，所述C液为水泥浆。3.根据权利要求1或2所述的WSS工法在富水砂层盾构端头加固中的应用，其特征在于，所述坑道钻机先采用化学浆液进行前进式注浆，后采用双液浆进行后退式注浆加固。4.根据权利要求3所述的WSS工法在富水砂层盾构端头加固中的应用，其特征在于，所述加固体范围为地面下6m至中微风化花岗岩，隧道掘进方向长5m，宽9m。5.根据权利要求4所述的WSS工法在富水砂层盾构端头加固中的应用，其特征在于，沿所述隧道掘进方向布置6排注浆孔，共计66孔，四周密排布孔位，间距0.85 m?0.9m，中心部分孔位布置原则上间距lm，梅花形布置。6.根据权利要求5所述的WSS工法在富水砂层盾构端头加固中的应用，其特征在于，在所述6排注浆孔中，第1、2、3排注浆孔位于盾构机上方，深度为10.5m?16.0m，深度沿盾构机轮廓变化；第4排注浆孔位于盾构机刀盘前方约lm，深度为14.0m ;第5排注浆孔位于盾构机刀盘前方约2m，深度为14.0m ;第6排注浆孔位于盾构机刀盘前方约3m，深度为16.0m。
【文档编号】E21D11/10GK105971637SQ201510108087
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年3月12日
【发明人】顾连强, 钟敏, 黄昱, 王友枞
【申请人】中铁隆工程集团有限公司