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北京地區(qū)電力隧道止水注漿問題的初步實(shí)踐論文

時間:2023-04-26 23:56:44 論文范文 我要投稿
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北京地區(qū)電力隧道止水注漿問題的初步實(shí)踐論文

  摘要:北京西辛110千伏變電站至倉上110千伏變電站電力隧道結(jié)構(gòu)斷面2×2.3米,初襯、二襯厚度均為0.25米,防水層厚度0.015米。結(jié)合施工現(xiàn)場注漿實(shí)際,重點(diǎn)介紹注漿加固工藝及工程量計(jì)算方法,對類似工程的注漿量控制具有借鑒意義。

北京地區(qū)電力隧道止水注漿問題的初步實(shí)踐論文

  關(guān)鍵詞:電力隧道;帷幕注漿;工藝;注漿量

  1工程概況

  西辛110千伏變電站至倉上110千伏變電站電力隧道(順義老城區(qū))一標(biāo)段為例,本工程為解決區(qū)醫(yī)院擴(kuò)建以及為結(jié)合順義老城區(qū)改造而修建的電力隧道,電力隧道主線自臥龍環(huán)島東南角現(xiàn)狀電力隧道預(yù)留口,沿中山西街道路永中以南向東穿越現(xiàn)狀京承鐵路后至中山南街折向南,至一標(biāo)設(shè)計(jì)終點(diǎn),本標(biāo)主線共分兩段,即L1線長518m,L2線長540m,總長1058m,沿線共設(shè)豎井9座,本工程全線采用2.0×2.3m暗挖電力隧道。

  2地質(zhì)、水文情況

  2.1工程地質(zhì)情況

  新建電力隧道主要穿越土層主要為第③大層,具體穿越土層分布情況自上而下分別是:②2粉砂層、③粉質(zhì)粘土重粉質(zhì)粘土層、③1砂質(zhì)粉土粘質(zhì)粉土層、④2細(xì)砂層。

  2.2水文情況

  根據(jù)地質(zhì)勘測報告,勘測期間,在鉆探深度范圍內(nèi)主要觀測到2層地下水。第一層為上層滯水,含水層為砂質(zhì)粉土粘質(zhì)粉土②層和粉砂②2層;第二層為潛水,含水層為細(xì)砂④2層。新建隧道底板高程為26.6~27.20m,埋深11.9~11.3m,拱頂位于上層滯水和潛水層以下。

  2.3漿液選擇

  根據(jù)上述各種漿液的特性及適應(yīng)條件,針對本工程現(xiàn)場土質(zhì)情況,漿液選擇如下:

  3注漿量計(jì)算及單價分析

  3.1注漿量計(jì)算

  由于漿液的擴(kuò)散半徑與砂層孔隙很難精密確定,為準(zhǔn)備注漿所需的各種材料,注漿量及各項(xiàng)參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際水文、地質(zhì)情況通過實(shí)驗(yàn)確定。

  注漿量的估算公式按下式進(jìn)行:

  Q=Anα(1+β)

  式中:

  Q——總注漿量,m3;

  A——注漿范圍體積,m3;

  n——孔隙率,%;

  α——漿液填充系數(shù)(0.7~0.9)

  β——注漿材料損耗系數(shù)

  設(shè)計(jì)中,nα(1+β)統(tǒng)稱為填充率,填充率按下表選用:

  說明:

  (1)長度、埋深取自雷達(dá)檢測報告,埋深與帷幕重合部分扣除;

 。2)覆土按照設(shè)計(jì)施工圖紙推算;

  (3)為施工單位提供,超過6米寬度按照6米計(jì);

  順義老城區(qū)隧道采用馬蹄形復(fù)合襯砌,結(jié)構(gòu)斷面2×2.3米,初襯、二襯厚度均為0.25米,防水層厚度0.015米。設(shè)計(jì)要求在初襯施工前進(jìn)行超前帷幕注漿加固土體,加固范圍初襯輪廓外1.5米,12米為一個注漿循環(huán),中間段為9米一個循環(huán),每個循環(huán)開挖時留3米止?jié){墻。依據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)斷面,按照加固厚度1.5米計(jì)算,每延米帷幕注漿量(假設(shè)100%填實(shí))=孔隙率×加固體積。詳細(xì)計(jì)算如下:

  已知設(shè)計(jì)參數(shù):R—初襯外半徑1.851m,α—外半徑對應(yīng)的中心角110°,b——弦長,h——失高,s—弧長;隧道凈寬—2m,隧道直墻凈高1.85m,隧道失高0.45m。

  計(jì)算公式:弓形面積=1/2[R(S-b)+bh)],S=απ/180×R

 。1)加固土層外緣斷面面積=直墻面積+弓形面積=23.3+9.96=33.26m2

  直墻面積=[2+2×(1.5+0.5+0.015)]×(1.85+1.5+0.5+0.015)=6.03×3.865=23.3m2

  R計(jì)算=1.851+1.5=3.351mα計(jì)算=3.015/3.351×sina-1×2=129°

  弓形面積=1/2{3.351[(129°×3.14/180×3.351)-6.03]+6.03×(0.45+1.5+0.5+0.015)}=1/2(5.06+14.863)=9.96m2

  (2)加固土層內(nèi)緣斷面面積=直墻面積+弓形面積=7.17+3.23=10.4m2

  直墻面積=(2+2×0.5+2×0.015)×(1.85+0.5+0.015)=3.03×2.365=7.17m2

  弓形面積=1/2{[1.851(110°×3.14/180×1.851)-3.03]+[3.03×(0.45+0.5+0.015)]}=1/2{3.54+2.92}=3.23m2

 。3)掌子面止?jié){墻折合每米加固量計(jì)算

  第一循環(huán)長度12m=掌子面止?jié){墻面積×3/12m=10.4×3/12=2.6m2

  中間段循環(huán)長度9m=掌子面止?jié){墻面積×3/9m=10.4×3/9=3.47m2

 。4)第一循環(huán)每延米加固土層體積=1m×(加固土層外緣斷面面積—加固土層內(nèi)緣斷面面積+掌子面止?jié){墻面積×3/12m)=1-2+3=33.26-10.4+2.6=25.46m3中間段循環(huán)每延米加固土層體積=1m×(加固土層外緣斷面面積—加固土層內(nèi)緣斷面面積+掌子面止?jié){墻面積×3/9m)=1-2+3=33.26-10.4+3.47=26.33m3

  (5)孔隙率0.39時,每延米帷幕注漿量(假設(shè)100%填實(shí))=0.39×25.46=9.9m3(中間段為9米一個注漿循環(huán),注漿量為0.39×26.33=10.3m3),填充率按80%計(jì)時,注漿量=7.9m3(中間段為9米一個注漿循環(huán),注漿量為8.2m3)

  (6)孔隙率0.35時,每延米帷幕注漿量(假設(shè)100%填實(shí))=0.35×25.46=8.9m3(中間段為9米一個注漿循環(huán),注漿量為0.35×26.33=9.2m3),填充率按80%計(jì)時,注漿量=7.1m3(中間段為9米一個注漿循環(huán),注漿量為7.4m3)

  3.2每延米注漿量造價

  注漿量一般是根據(jù)地質(zhì)情況而定的,視地質(zhì)情況的空隙率、加固厚度、深度而定,2.0米×2.3米的隧道一般注漿量是6~8m?,有特殊地段的注漿量還會增加。

  4結(jié)語

  隧道施工地質(zhì)條件千變?nèi)f化,采用注漿工藝的設(shè)計(jì)參數(shù)亦是多種多樣。具體施工中及時把握好各類注意事項(xiàng),通過注漿工藝是能達(dá)到隧道圍巖固結(jié)和止水效果,同時通過注漿量的理論推算和實(shí)際測量的比較可有效地評估實(shí)際注漿質(zhì)量和控制工程費(fèi)用。

  參考文獻(xiàn):

  [1]鄧美龍,郝本峰,張濤,劉國輝,王小華.地鐵施工中注漿止水加固技術(shù)[J].建筑技術(shù),2009(11).

  [2]全孝.不良地質(zhì)段超前帷幕注漿防水治水施工技術(shù)[J].公路與汽運(yùn),2010(02).

  [3]魏志昌.象山隧道注漿堵水施工技術(shù)[J].山西建筑,2010(07).

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