电缆隧道淤泥质地基压密注浆施工技术

王生宜

(马钢股份有限公司特钢公司 安徽马鞍山 243003)

电缆隧道淤泥质地基压密注浆施工技术

王生宜

(马钢股份有限公司特钢公司 安徽马鞍山 243003)

某钢厂公辅系统的一段电缆隧道，因地质复杂采用压密注浆施工技术，成功解决淤泥质地基加固问题。

电缆隧道；压密注浆；施工技术

1 压密注浆的特点

1.1基本原理

压密注浆法是一种用特制的高压泵将极稠的低流动性的固化浆液注入到地基土内，以渗透、填充和挤密等方式，挤走土粒间或岩土裂隙中的水份和空气后，在形成均匀凝固胶结体(水泥土)的同时，产生可控制的位移量以置换并挤密周围松散或软弱土层，压密周围土体，经过一定时间后胶结形成一个各向同性的整体，或有控制地上抬发生沉降的构筑物的注浆技术。此法由Graf在1969年首次提出，美国称其为CPG(compaction grouting)法。又称为Displacement Grouting或SqueezeGrouting，国内称为压密注浆。

1.2影响因素

主要影响因素有：土层的性质，注浆量的多少、注浆时间的长短、浆液的配方组成、外添加剂的多少和性质等，本法的关键是要彻底弄清所在土层的性质，其次浆液的配方以及工艺操作要求等。

1.3施工特点

压密注浆法具有占地小、效率高、质量易于控制、施工方便、经济性好，无振动、无噪音，可在建筑物密集、不便大型机械出入的场地使用；浆液不污染周围土体、可适用于砂土液化预防和整治；可形成柱状注浆体(桩体)与周围土体形成复合地基；或处理深层软弱土层；可用于非均匀沉降引起结构物倾斜纠偏，可代替桩基使用；及可适用于场地窄小处建筑物基础的托换等。

2 工程概况

2.1地质条件

马钢某钢厂110t电炉建设区域线缆迁建工程电缆隧道湖北西路段位于湖北西路路北侧，为现浇钢筋混凝土箱涵，标准段埋深-5.90m，断面形式及尺寸详见图1。

本段电缆隧道全长250.27 m，其中约190m长电缆隧道范围土质条件较差，须进行地基处理，并采取支护开挖措施，注浆处理面积1174.5m2。

本段电缆隧道未进行地质勘察，由于邻近外部公辅介质供应系统管道支架工程，可参考其地质勘察资料，根据中冶集团武汉勘察研究院有限公司的《马钢股份电炉厂外部公辅介质供应系统工程场地岩土勘察报告书》(施工图设计阶段)，本段电缆隧道(Xk284.90，Yk3036.11至Xk459.028，Yk3114.877)场地开挖范围土层分布有人工填积层①1、可塑状粉质粘土层②1、流塑状粉质粘土层②4。此段电缆隧道持力层均坐落在②4土层上,该层土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；承载力特征值为fak=75kPa，标贯Nk=1.9，最大厚度约11m，属于不甚均匀的高压缩性土层，具有高含水量、高灵敏度、大孔隙比、高压缩性、低强度特性，具有触变和蠕动等不良特性，是典型的饱和软弱地基土，电缆隧道施工前应进行地基处理。

2.2方案选择

本工程为马钢高速车轮用钢110t电炉项目的配套工程，为确保电炉项目按计划投产，根据本段工程地质条件及对地基的承载力要求不高，周边障碍物较多较近、不适宜大开挖、且工期要求紧等特点，参照马钢第二机制公司类似项目的施工经验，选用单管静压注浆加固地基，注浆浆液采用纯水泥浆，注浆深度范围3.0m。具体见图2。

图1 电缆隧道断面形式及尺寸图

图2 注浆剖面图

3 注浆设计

3.1设计依据

马钢股份设计研究院有限公司《110t电炉建设区域线缆迁建工程电缆隧道施工图》，中冶集团武汉勘察研究院有限公司的《马钢股份电炉厂外部公辅介质供应系统工程场地岩土勘察报告书》(施工图设计阶段)；及相关现行建筑地基设计和处理技术规范。

3.2设计参数

(1)注浆加固土层范围

厚度：电缆隧道垫层下3m厚土层；

宽度：考虑两侧采用拉森桩支护被动土压力区的加固，电缆隧道两侧各加宽1.0m，加固宽度为B+2.0m。

(2)注浆孔距：孔距取750，排距取700。具体见图3。

图3 注浆孔平面布置图

(3)浆液配合比设计

采用纯水泥浆。

水灰比：第一轮至第三轮注浆水灰比分别为1.0、0.9和0.8。

(4)注浆量

水泥用量按平均水灰比0.90计算。由于本工程注浆要考虑提高地基承载力，应采用高强度注浆。

根据地质勘察报告，②4土层的天然含水率ω=42.2%，塑限ωp=22.1%，土粒比重dg=2.74，孔隙比e0=1.189。

参考《岩土注浆理论与工程实例》，根据土的含水率计算注浆量，则:

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

注浆量Qv=vλ=525×25.1%=131.8L/m

取注浆损失系数为1.15，则

水泥用量t=131.8×0.818×1.15=124kg/m

Qv-每米注浆量(L)；

v-加固土体积(m3);

每米孔深水泥注入量设计取值为124kg/m。

(5)注浆压力

本工程注浆依控制注浆量为主。注浆压力以水泥浆液能顺利注入为原则，注浆压力可按0.3MPa-0.5MPa控制，以减小地面不必要的冒浆。

4 工艺设备

4.1具体做法

(1)注浆施工应间隔跳打，以免造成串浆，起管时应交叉起管高度，以保证压浆的均匀扩散和挤压。

(2)每次拔管高度应控制在50cm左右，深部取最大值，浅部取最小值。

(3)为使注浆浆液均匀、稳定，搅拌时应快速搅拌，进入贮浆桶时，并不断慢速搅拌。

4.2主要设备

表1 施工机械设备的配置表

5 施工要点

采用帷幕法施工。施工时先放线定位，小片区注浆试验后再大面积注浆。即先压外围，再压内排以形成帷幕，隔花注浆、防止串孔和浆液流失的原则。

6 施工小结

本工程注浆完成28天后的地基承载力特征值：达到150kPa以上，完全达到设计要求。

压密注浆最适宜对粉(细)砂层、砂壤土、或半淤泥性松散土层及对承载力要求不很高工程地基加固，对软弱淤泥质土的施工，因其渗透系数较小，排水缓慢，注浆困难；应注意采用降低地下水位，提高注浆量的措施。

[1] 梁炯军.锚固与注浆技术手册[M].北京:中国电力出版社,1999.

[2] 叶观宝.地基加固新技术[M].北京:机械工业出版社,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，马钢股份公司特钢公司设备保障部，工程师。研究方向：冶金建筑施工与管理。

TU472.3

B

1672-9994(2014)04-0026-03