复杂环境厚卵砾漂石地层深孔注浆帷幕止水施工关键技术

复杂环境厚卵砾漂石地层地铁明挖车站

深孔注浆帷幕止水施工关键技术北京市政建设集团有限责任公司北京交通大学北京韩世联商贸限公司详细科研报告请点击一、课题研究背景及必要性

二、课题理论与试验研究

三、厚卵砾漂石地层深孔注浆帷幕止水实施及效果

四、地铁车站深基坑帷幕施工对周围环境的影响

五、主要结论及创新点

六、经济效益与社会效益分析

七、需要进一步研究的问题

八、附件

汇报内容1课题研究背景2国内外深基坑工程降水及非降水施工技术现状及存在问题3本课题研究的必要性4课题研究内容5课题研究的主要方法、技术路线和手段一、课题研究背景及必要性我国各大城市正处于大规模地铁建设高潮；明挖法修建城市地铁车站需要保证基坑干燥以便于施工；基坑深度逐渐增加，结构经常侵入承压水位；降水施工形成的降水漏斗越来越大，降水难度越来越大；繁华城区，因车站基坑周边管线众多、交通繁忙，缺乏施做降水井的条件；北京市现行规定不允许降水。需探索非降水施工的新技术、新材料、新设备和新工艺。1.1前言1课题研究背景1.2.1工程概况本课题研究依托北京地铁十四号线丰台北路站开展。车站位于丰台北路北侧跨万寿路南延线道路（万丰路），东西向布置，为三层叠落型侧式车站，与地铁九号线丰北路站呈“T”字形零距离换乘。车站建筑面积14103㎡，覆土深度3～3.34m，车站主体标准段外包尺寸274.8×13.8×23.15m。根据人工探井资料，场地存在粒径大于200mm的漂石，其分布随机性较强，漂石最大粒径不小于650mm，漂石含量为15%～45%。主体基坑深26.52m，基底标高20.08m，进入潜水2～3m，主要含水层为卵石⑦层。施工时需对地下水进行处理。特点：基底下有不透水层，含水层厚度约8m。1.2课题依托工程背景1课题研究背景1课题研究背景1.2.2车站基坑工程实施传统降水施工的难点14号线丰台北路站采用常规基坑外管井降水存在以下困难：各管线众多、间距近乎密贴，无布设基坑外降水井的位置。下部土层透水性大，而且直接受地下水充足地补给，降水漏斗不易形成，降水量大。1课题研究背景管线复杂1课题研究背景目前较成熟的深基坑无水施工方法主要有以下三大类：2国内外深基坑工程降水及非降水施工技术现状及存在问题坑外无实施降水井位置。地铁14号线丰台北路站周边环境的特点，无降水井布置位置，只能考虑截水法或帷幕+排水法等降水法进行施工；富水卵砾漂石地层，截水法施做困难，造价高；常规帷幕止水难以实施。车站场地内存在粒径大于200mm的漂石，最大直径不小于650mm，其分布随机性较强，基底标高20.08m，进入潜水2～3m；深孔注浆帷幕止水存在问题：小孔径钻孔成孔困难。当前国内采用的小孔径钻机常因功率、扭矩不足，通常无法完成孔位的正常钻设，经常因出现塌孔现象而无法顺利实施注浆堵水工作。注浆扩散不均匀。厚卵砾漂石地层中，传统注浆工艺简单，采用传统的注浆浆液注浆后浆液扩散半径不均，地层内浆液大量流失，浆液在地层中呈“糖葫芦”状扩散，无法保证注浆效果。3本课题研究的必要性需研究卵砾漂石地层深孔注浆帷幕止水新技术：成孔设备注浆设备新型注浆材料施工工艺研究研究要达到的目的：解决丰台北路站地下水处理具体工程问题；探索、积累深基坑深孔注浆帷幕止水施工技术和施工经验（推广到其他地层）；探索地下暗挖工程非降水施工技术（超前深孔注浆加固及帷幕止水）。3本课题研究的必要性4课题研究内容采用综合研究方法即达到了理论研究、实验室物性参数试验研究、模型试验和现场试验研究（现场的专题监测以及工程实践应用）等的相统一。研究工作的主要手段为：在室内试验及现场试验研究方面，首先进行了多次室内注浆材料配比试验，并制作3个大比尺模型试验箱进行注浆配比分析。为给出并分析不同地层，不同注浆材料配合比的注浆扩散半径及渗透系数，最后在现场基坑内进行了不同注浆材料配比的现场注浆试验效果检验设计。5课题研究的主要方法、技术路线和手段

1注浆机理研究2厚卵砾漂石地层注浆材料配比的试验研究

3厚卵砾漂石地层帷幕注浆设备选型研究

4厚卵砾漂石地层帷幕注浆工艺研究

5厚卵砾漂石地层帷幕注浆止水效果评价试验二、课题理论与试验研究1.1主要注浆理论渗透注浆理论压密注浆理论劈裂注浆理论动水注浆理论目前，注浆理论主要有:1注浆机理研究在饱和砂卵石地层中，以Maag扩散公式和柱形扩散公式应用最广，目前主要的渗透注浆理论有球形扩散理论和柱形扩散理论。渗透注浆示意图1注浆机理研究1.2传统浆液渗透扩散理论公式的建立传统的浆液球形扩散公式：Maag理论是土体渗透注浆理论的典型代表，浆液通过钻杆端部注入土体，认为浆体在地层中呈球形扩散，并给出注浆压力、注浆时间、扩散半径和注浆量之间的关系，具有普通的适用性。渗透注浆球形扩散示意图1注浆机理研究柱形扩散理论假设浆液从注浆管的某一段向土层呈柱状扩散渗透注浆柱形扩散示意图1注浆机理研究传统的浆液柱形扩散公式：考虑毛细力作用下渗透注浆扩散公式的建立利用渗流力学原理，考虑毛细力的影响，对饱和砂层中浆液的扩散半径、注浆压力以及注浆时间等的关系进行推导，其成果对于进一步认识渗透注浆的工作机制有积极的意义。柱形扩散公式球形扩散公式1注浆机理研究本工程采用一种新型双液浆注浆管端头混合装置，浆液在端头以球面形式均匀扩散。根据本工程注浆工艺，端部浆液均匀混合后，随着注浆管不断被上提，浆液在地层中均匀流动，以柱面形式进行扩散。2厚卵砾漂石地层注浆材料配比的试验研究2.1主要注浆材料的性能及适用范围2.2厚卵砾漂石地层注浆材料的选择2.3新型注浆材料的试验研究2.4新型注浆材料凝结时间试验研究2厚卵三砾漂三石地三层注三浆材三料配三比的三试验三研究2.三1主要三注浆三材料三的性三能及三适用三范围我们三常用三的注三浆材三料的三具体三适应三范围三为：水泥，组三成成三分颗三粒粒三径范三围小三于0.三1~三0.三08三mm，地三基的三渗透三系数三大于10-2cm三/s，适三用于三砾砂三、粗三砂以三及裂三隙宽三度大三于0.三2m三m的岩三土层三；膨润三土粘三土，组三成成三分颗三粒粒三径范三围小三于0.三05三mm，地三基的三渗透三系数三大于10-4cm三/s，适三用于三砂、三砾砂三层；超细三水泥，组三成成三分颗三粒粒三径范三围小三于0.三01三2~三0.三01三0m三m，地三基的三渗透三系数三大于10-4cm三/s，适三用于三砂、三砾砂三、多三孔砖三墙，三裂隙三宽度三大于0.三05三mm的混三凝土三、岩三石层三；化学三浆液，组三成成三分颗三粒粒三径范三围小三于0.三1~三0.三08三mm，地三基的三渗透三系数三大于10-2cm三/s，适三用于三砾砂三、粗三砂以三及裂三隙宽三度大三于0.三2m三m的岩三土层三；粗三砂以三及裂三隙宽三度大三于0.三2m三m的岩三土层三。2.三2厚卵三砾漂三石地三层注三浆材三料的三选择注浆三材料三的选三择原三则可注三性可行三性无环三境污三染经济三性工艺三实施三难易三度砂砾三石地三层由三于土体三颗粒三较粗，粒三间孔三隙尺三寸较三大，三渗透三系数三也较三大，三通常三采用水泥三浆作为三注浆三的主三要材三料。当砾三石地三层中细颗三粒的三含量三较多时，三细粒三对整三个砂三砾石三地层三的渗三透性三起控三制作三用：三这种三地层三很难三用粒三状材三料浆三液进三行灌三注，三而必三须采三用化学三注浆的方三法。而施三工实三践中三还发三现，传统三水泥-水玻三璃双三液浆三用于三帷幕三注浆三在砂三卵石三中，凝三结时三间快三，难三以保三证帷三幕的三范围三（厚三度）三，耐久三性差。开发三新型三浆液三材料三：改三性水三泥－三水玻三璃浆三液、三化学三浆液三。2厚卵三砾漂三石地三层注三浆材三料配三比的三试验三研究2.三3新型三注浆三材料三的试三验研三究：改性三水泥三－水三玻璃三浆液1）厚三卵砾三漂石三地层三普通水泥-水玻三璃浆液三存在三问题可注三性差三、扩三散半三径不三均匀水泥-水玻三璃浆三液，三几十三秒凝三结，三堵塞三注浆三通道三，难三以注三入后三续浆三液。三而加三入缓三凝剂三，结三石体三的强三度下三降，三且缓三凝剂三磷酸三氢二三钠溶三解困三难，三不便三精确三控制三加入三剂量三。结晶三体耐三久性三差，三后期三强度三增长三乏力水玻三璃会三大大三加速三硅酸三盐水三泥的三凝结三硬化三，使三凝结三时间三大幅三度缩三短，三因为三化学三促凝三剂使三水泥三水化三过快三，水三化产三物的三结晶三形成三太快三，质三量有三所降三低，三导致三后期三强度三增长三乏力三。2厚卵三砾漂三石地三层注三浆材三料配三比的三试验三研究2）新三型注三浆材三料优三化试三验研三究水泥三浆液三中添三加高三效分三散剂三以增三加可三注性三及浆三液扩三散半三径水泥三浆液三中添三加适三量的高效三分散三剂和三无收三缩灌三浆剂，聚三羧酸三钠盐三型分三散剂三是利三用分三散剂三可以三吸附三于固三体颗三粒的三表面三，使三凝聚三的固三体颗三粒表三面易三于湿三润的三机理三；添三加无三收缩三灌浆三剂使三浆液三强度三更高三、不三使浆三液凝三结后三不收三缩、三不变三形。2厚卵三砾漂三石地三层注三浆材三料配三比的三试验三研究水玻三璃浆三液中三添加三适量三的添三加剂三以提三高结三晶体三长期三强度三，防三止崩三解添加三的硫酸三铜与水三玻璃三发生三的双水三解反三应：Si三O2-+三Cu2++2三H2O三=三Cu三(O三H)2↓+三H2Si三O3↓添加三的明矾与水三玻璃三发生三的反三应：2K三Al三(S三O)2+6三Na三OH三=2三Al三(O三H)3↓+3三Na2SO4实现三水玻三璃对三水泥三的水三化作三用减三小为三原理三，将三制成三改性三水泥-水玻三璃浆三液。2厚卵三砾漂三石地三层注三浆材三料配三比的三试验三研究3）新三型注三浆材三料优三化试三验内三容（1）试三验仪三器和三材料烧杯三、量三筒、三电子三秤、三滴管三、卷三尺、三一次三性纸三杯、三搅拌三棒，三小型三模型三箱，三现场三取土水、三普通三硅酸三盐P.三04三25水泥三、高三效分三散剂三——三海川50三40、普三通减三水剂三、42三Be三`水玻三璃、三明矾三、硫三酸铜（2）试三验配三比A液—三—水三：水三泥：三高效三分散三剂=1：1.三3：0.三06三5：0.三06三5B液—三—水三：水三玻璃三：明三矾：三硫酸三铜=1：1：0.三03：0.三032厚卵三砾漂三石地三层注三浆材三料配三比的三试验三研究（3）试三验过三程①材三料称三量试验三材料三的配三比均三采用三质量三比，三按比三例称三取试三验材三料。②浆三液拌三制分别三取一三份水三、水三泥、三减水三剂拌三合，三作为A液；三分别三取一三份水三、水三玻璃三、明三矾、三硫酸三铜拌三合，三作为B液。2厚卵三砾漂三石地三层注三浆材三料配三比的三试验三研究（4）试三验结三果1）扩三散半三径的三测定三试验2厚卵三砾漂三石地三层注三浆材三料配三比的三试验三研究2）浆三液可三注性三及混三合率三测定三试验试验三时，三分别三在两三个10三00三ml的量三筒中三盛等三量的三水，三分别三倒入三等量三的上三述两三种双三液浆三，待浆三液沉三淀完三成后三比较三浆液三混合三的体三积。图三中给三出了三典型三的混三合试三验结三果。由混三合浆三液可三以看三出，三未加三减水三剂的三浆液三第一三层体三积为三54三0m三l，第三二层三约为51三0m三l；加三高效三分散三剂——海川50三40的浆三液第三一层三为72三0m三l，第三二层三约为37三0m三l。另三外，三加减三水剂三的浆三液分三层更三明显三。加分三散剂加分三散剂2厚卵三砾漂三石地三层注三浆材三料配三比的三试验三研究（5）试三验结三果分三析①三加三入高三效分三散剂三浆液三扩散三半径三比加三普通三减水三剂的三扩散三半径三增加5.三5%，比三未加三减水三剂的三浆液三扩散三半径三增加19三.0三%。高三效分三散剂三可以明显三增加三浆液三扩散三半径。②三从三每组三试验三浆液三扩散三的直三径记三录可三以看三出，三加高三效分三散剂三的浆三液较三未加三减水三剂的浆液三扩散三半径三更均三匀。③三加三入高三效分三散剂三的浆三液混三合率三比未三加减三水剂三的增三加约三为33三%和3.三8%，可三见高三效分三散剂三对浆液三混合三率有三明显三的提三高。2厚卵三砾漂三石地三层注三浆材三料配三比的三试验三研究2.三4新型三注浆三材料三凝结三时间三试验三研究（改三性水三泥－三水玻三璃浆三液、三化学三浆液三）1）试三验材三料A液：三水：三水泥三：减三水剂三：无三收缩三灌浆三剂等B液：三水玻三璃：三明矾三：硫三酸铜三等C液：三速凝三剂（三磷酸三）试验三一：A液、B液，三确定水灰三比对改性三水泥三－水三玻璃三浆液凝结三时间三的影三响试验三二：B液、C液，三确定速凝三剂浓三度对化学三浆液凝结三时间三的影三响2厚卵三砾漂三石地三层注三浆材三料配三比的三试验三研究2）试三验原三理（1）水三泥-水玻三璃浆三液固三化机三理水玻三璃是三一种三粘稠三液体三，水三解后三呈碱三性，三他能三加快三水泥三的水三化作三用，三其主三要原三理在三于：三水玻三璃能三与水三泥浆三中的三氢氧三化钙三反应三，生三成具三有一三定强三度的三胶凝三体—三—水三化硅三酸钙三。反三应机三理为Na2O·nS三iO2+三Ca三(O三H)2+三mH2O→2N三aO三H+三C三a·nS三iO2·mH2O三↓水泥三中的三水化三产物三氢氧三化钙三在水三中的三溶解三度不三高，三很快三就达三到了三饱和三，从三而限三制以三后水三泥中三硅酸三三钙三与硅三酸二三钙的三水化三。加三入水三玻璃三后，三水玻三璃与三浆液三体系三中的三氢氧三化钙三反应三，从三而加三快了三硅酸三二钙三与硅三酸三三钙的三水化三作用三，宏三观上三表现三出水三泥浆三液初三凝时三间加三快，三结石三体早三期强三度增三长。2厚卵三砾漂三石地三层注三浆材三料配三比的三试验三研究磷酸三为弱三酸，三与水三玻璃三反应三，生三成酸三性更三弱的三硅酸三，而三硅酸三是一三种溶三胶，三可以三迅速三的填三充到三土体三的空三隙当三中，三而达三到防三水堵三水的三效果三。反三应机三理为三：Na2O·nS三iO2+2三H3PO4+三mH2O→2N三aH2PO4+n三H2Si三O3（溶三胶）2厚卵三砾漂三石地三层注三浆材三料配三比的三试验三研究（2）磷三酸-水玻三璃浆三液固三化机三理1、浆三液配三制2、浆三液混三合3、浆三液凝三固3）试三验过三程2厚卵三砾漂三石地三层注三浆材三料配三比的三试验三研究4）试三验记三录不同水灰三比与水三玻璃三反应三的凝三结试三验2厚卵三砾漂三石地三层注三浆材三料配三比的三试验三研究5）数三据处三理与三结论根据三实际三工程三，改三性水三泥-水玻三璃浆三液要三求的三凝固三时间三为30三s～90三s，再三无添三加剂三的情三况下三，水三灰比三从0.三5:三1到1.三5:三1都是三符合三要求三的，三本着三节约三材料三和保三证注三浆质三量并三重的三原则三，最合三适的三水灰三比选三择是1.三3:三1。2厚卵三砾漂三石地三层注三浆材三料配三比的三试验三研究4）试三验记三录不同磷酸三浓度与水三玻璃三的凝三结试三验2厚卵三砾漂三石地三层注三浆材三料配三比的三试验三研究5）数三据处三理与三结论磷酸三浓度三小于4%时，三凝固三时间三变化三很大三，从7s到几三小时三；磷酸三浓度三为4%到8%之间三时，三得到三的凝三固时三间变三化相三对较三小，三并且三约为6%时凝三固时三间最三小为4s；磷酸三浓度三大于8%时，三凝固三时间三增加三变快三。4%三~8三%的磷三酸浓三度为三最优三。2厚卵三砾漂三石地三层注三浆材三料配三比的三试验三研究新型三浆液三主要三参数A、B浆液三（改三性水三泥－三水玻三璃浆三液）三：初凝三时间三：30三s～90三s水灰三比：1.三3:三1B、C浆液三（化三学浆三液）三：初凝三结时三间：2s～10三s磷酸三浓度三：4%三~8三%3厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆设三备选三型研三究3.三1注浆三设备三的应三用现三状3.三2厚卵三砾漂三石地三层注三浆设三备的三选型3厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆设三备选三型研三究3.三1注浆三设备三的应三用现三状钻机钻具注浆三泵搅拌三机注浆三管线止浆三塞混合三器注浆三设备厚卵三砾漂三石地三层成三孔困三难、三成孔三效率三低；定位三不够三准确三；深孔三小孔三径孔三口成三孔困三难；对于三注浆三压力三和流三量的三控制三不够三精确三；不能三实现三注浆三压力三与流三量的三协调三双控三；注浆三流量三和压三力不三可视三；浆液三不能三充分三混合三均匀三；泥沙三石容三易进三入内三管造三成堵三管；浆液三扩散三不均三匀；钻孔三设备注浆三设备3.三2厚卵三砾漂三石地三层注三浆设三备的三选型1）钻三孔设三备采用三旋转三冲击三式地三质钻三机成三孔。现场三施工三选用三进口三设备三，所三用钻三孔设三备为三日本RP三D-三13三0C钻机三和韩三国SH三50三00、SH三60三00、SH三80三00钻机三；特点三：大三小适三中、三作业三扭矩三大，三成孔三效率三高，三定位三准确三快捷三，且三适用三于双三液浆三。本工三程采三用φ89钻杆三钻孔三，钻三孔直三径同三钻杆三。履带三式全三液压三钻机3厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆设三备选三型研三究2）注三浆设三备进口三多功三能注三浆机同步三注浆三拔管三系统特点三：1）注三浆机三配备进口三流量三计，可三以实三现压三力和三流量三的双控，实时三显示各注三浆的三流量三与压三力；2）根三据对三注浆三压力三的控三制，三一方三面可三以保三证地三层注浆三的充三分，另三一方三面可三以实三时监三控不会三过量三跑浆三漏浆，造三成不三必要三的浪三费。进口三多功三能注三浆机双重三管注三浆同三步拔三管系三统3厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆设三备选三型研三究施工三中研三发了三一种三双液三浆注三浆管三端头三混合三装置三。3厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆设三备选三型研三究3）混三合器通过三加设三浆液三混合三器、三反浆三器、三注入三喷射三器以三及均三匀的三出浆三孔等三，实三现双三液浆三的充三分混三合，三浆液三的均三匀扩三散，三阻止三泥沙三、石三块儿三等进三入内三管造三成卡三管。4厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆工三艺研三究4.三1当前三主要三注浆三方法三及工三艺现三状4.三2厚卵三砾漂三石地三层注三浆方三法及三工艺三选择4厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆工三艺研三究4.三1当前三主要三注浆三方法三及工三艺现三状4厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆工三艺研三究4厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆工三艺研三究分段三前进三式注三浆分段三后退三式注三浆全段三注浆4厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆工三艺研三究注浆三方式三分类三主要三有：4.三2厚卵三砾漂三石地三层注三浆方三法及三工艺三选择地处三卵砾三漂石三地层三，地三层的三孔隙三率较三大地质三复杂三不均三匀，三并且三注浆三范围三长达14米选用三分段三式注三浆砂石三、卵三石粒三径大三且比三例高三，成三孔难三度大前进三式注三浆是三钻进三与注三浆交三替进三行，三又再三增大三了钻三进的三工作三量选用三分段三后退三式注三浆4厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆工三艺研三究1）分三段后三退式三注浆三方法三的对三比4厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆工三艺研三究双重三管后三退式三注浆三施工三工艺三流程三图4厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆工三艺研三究为保三证注三浆止三水帷三幕满三足止三水要三求，三采用垂直三双排三孔，注三浆孔三孔位三分布三在围三护桩三中间三及外三边，三共两三排。三孔间三距90三0m三m，两三排间三距60三0m三m梅花三型交三错布三设，三注浆三土体三可以三相互三咬合三密实三，围三护桩三与注三浆土三体形三成一三体的三止水三帷幕三墙。4厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆工三艺研三究2）孔三位布三置2）注三浆压三力最终三确定三注浆三终压三为1.三5～2.三0M三Pa。根三据注三浆压三力的三变化三，可三以观三察地三层的三孔隙三率，三通过三调节三注浆三时间三来控三制注三浆效三果。双重三管注三浆时三，注三浆压三力达三到1.三5～2.三0M三Pa时，三止浆三塞往三上提0.三15～0.三2m后，三继续三注浆三。4厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆工三艺研三究3）浆三液选三择桩间三注浆三孔以三速凝三的化三学浆三磷酸-水玻三璃浆三液为三主，三桩后三一排三由改三性水三泥-水玻三璃浆三液为三主（三内外三双排三）压力三大时三，改三性水三泥-水玻三璃双三液浆三（A液和B液）三；压三力小三时，三速凝三的化三学浆三（上三下分三层）4厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆工三艺研三究4）注三浆结三束标三准流量三计实三时观三察注三浆压三力和三流量采用三定量三注浆三，以三压力三情况三来控三制双三重管三提升三速度注浆三压力三达到1.三5～2.三0M三Pa或者达到三分段三注浆三标准三注浆三量时三，双三重管三往上三提0.三15～0.三20三m整体三注浆三压力三变化三判断三选择三注化三学浆三液或三改性三水泥-水玻三璃浆三液。4厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆工三艺研三究5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验5.三1注浆三模型三试验5.三2现场三原位三注浆三试验三研究5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验5.三1注浆三模型三试验试验三目的：研究三减水三剂在三注浆三中对三凝固三时间三的影三响，三以及三对浆三液耐三久性三的改三善作三用。试验三设备：模型三箱三三个，1.三5×1.三5×2m铁皮三试验三箱，三侧面三和底三面分三别钻三孔透三水，三以控三制土三层水三压；注浆三泵1台，三最大三输出三压力三为2M三Pa；压三力表1个，三最大三量程三为0~三4M三Pa；HJ三-2三00立式三水泥三搅拌三机1台，三搅浆三能力三为16三7~三25三0L三/m三in；流三量计三两个三；注三浆钢三管6根；试验三材料三：A液：水三泥浆三采用三普通三硅酸三盐水泥三，配三合比三为水三：水三泥：三高效三分散三剂：三无收三缩灌三浆剂=1：1.三3：0.三06三5：0.三06三5。B液：水三玻璃三采用三浓度42三Be三’，配三合比三为水三：水三玻璃三：明三矾：三硫酸三铜=1：1：0.三03：0.三03。C液：速三凝剂三，配三合比三为水三：磷三酸=1：0.三15。供压三设备储浆三设备5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验试验三分组三：模型三箱①三、②三、③三分别三注不三同的三浆液①A液（三有分三散剂三）+B液②A液（三无分三散剂三）+B液③B液+C液123透水三孔5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验试验三过程——固定三注浆三管、三注水三、填三土，三模拟三现场三图层注浆三管注水三管先注三水，三常水三头降三水试三验，三计算三算土三体渗三透性三。注浆三同时三注水三，模三拟地三层注三浆时三水的三流动三性5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验试验三过程——先注三水，三然后三注浆三，同三时注三水（1）试三验目三的取得三对试三验箱三内注三浆所三需要三的主三要参三数—三—土三体渗三透系三数。（2）注三水试三验工三作内三容试验三结构三简图三右图三；土层三高度三即为三地下三水位三；采用三常水三头注三水试三验。5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验注水三试验——三渗透三系数三的量三测对比三三组三试验三中出三水时三间、三出浆三时间三以及三浆液三凝固三时间三。以三检验三减水三剂对三浆液三凝固三时间三的改三善作三用5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验试验三过程——透水三孔出三水、三出浆三、自三动堵三孔注水三管注浆三管两次三注水三试验三：注三浆完三成两三天后三、注三浆完三成两三个月三后；一次三是检三验注三浆后三土体三的渗三透性三，第三二次三是验三证减三水剂三对于三浆液三耐久三性的三改善三作用三。5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验试验三过程——注浆三完成三后，三注水三测定三渗透三系数注浆三过程三中，三记录三了各三模型三箱各三出水三孔从三开始三试验三到出三水孔三出水三、出三浆再三到堵三孔的三时间三，如下表所示三，这三是各三模型三箱完三整完三成三三步过三程的三第一三个出三水孔三的耗三时记三录。5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验试验三结果三及分三析——注浆三时间三的分三析模型三箱①三较②三在第三一、三第二三个过三程中三用时三较少三，说三明①三浆液三在模三拟土三层中三扩散三更容三易、三更快三，可三以预三测加入三高效三分散三剂的三浆液三在相三同条三件下三浆液三扩散三半径三会更三大；两种三浆液三的凝三结时三间基三本相三同。5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验试验三结果三及分三析——注浆三时间三的分三析对比三模型三箱①三、③三，模三型箱三③更三迅速三的出三水，三这说三明化三学浆三液在三浆液三中的三扩散三更快三，这三是因三为化学三浆液三本身三的的三粒径三尺寸三更小三，更三容易三扩散；对比三模型三箱①三、②三、③三，化学三浆液三凝结三最快，出三浆后三可以三迅速三的堵三孔，三因此三，在三大孔三隙、三动水三的条三件下三，水三泥浆三液可三能会三因为三来不三及凝三结而三流失三，这三时凝三结时三间只三有几三秒至三十几三秒的三化学三浆液三就是三必要三的选三择。5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验试验三结果三及分三析——注浆三时间三的分三析注浆三前，三模型三箱①三、②三、③三的土三层渗三透系三数接三近，三分别三为9.三4×10-2、9.三8×10-2、10三.5×10-2，属三于同三一数三量级三，这三与施三工现三场注三浆土三层的三渗透三系数三相近三。5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验试验三结果三及分三析——渗透三系数三结果三及分三析①改三性C-三S浆液②普三通C-三S浆液③酸三性水三玻璃三浆液注浆三后，三土层三渗透三系数三模型三箱①三最三小为1.三06×10-7，其三次为三③的3.三45×10-7，最三大的三是②三的7.三46×10-7；对比三模型三箱①三、②三，①三浆液三凝结三体的三渗透三系数三明显三减小三，说三明水三泥浆三中添三加海三川50三40使浆三液分三布均三匀、三不沉三淀、三浆液三凝结三后更三加密三实；由③三对比三①、三②，三③的三凝结三体渗三透系三数要三比①三、②三小，三其抗三渗性三能更三好，三忽略三其结三石体三强度三低的三因素三，它三是一三种合三格的三止水三材料三。5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验试验三结果三及分三析——渗透三系数三结果三及分三析①改三性C-三S浆液②普三通C-三S浆液③酸三性水三玻璃三浆液注浆三两个三月后三，模三型箱三①的三土层三渗透三系数增大三了60三.6倍，②增大三了14三0.三8倍，③增大4.三1×105倍。显三而易三见，三模型三箱①三的浆三液凝三结体三渗透三系数三变化三最小三，模三型箱三②次三之，三模型三箱③三变化三最大三；由①三、②三的对三比可三以发三现水三泥浆三中添三加高三效分三散剂三可以三明显三增加三水泥-水玻三璃浆三液的三耐久三性，三使浆三液可三以持三久的三保持三止水三功效三；由③三对比三①、三②可三知，三化学三浆液三较其三他两三种浆三液最三初的三防水三效果三是最三好的三，但三在耐三久性三上明三显很三差，三在对三耐久三性有三要求三的注三浆止三水项三目中三不能三单纯三采用三磷酸-水玻三璃这三一种三浆液三。5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验①改三性C-三S浆液②普三通C-三S浆液③酸三性水三玻璃三浆液试验三结果三及分三析——渗透三系数三结果三及分三析试验三方案——注浆三范围注浆三时，三试验三位置三水位三高程三为22三.9三5m，水三位深23三.7三0m。基三坑开三挖到三注浆三位置三时，三试验三位置三的水三位已三经稳三定，三水位三高程20三.7三2m，水三位深25三.8三3m。本次三现场三试验三孔深26三.7三m，注三浆范三围为三水位三线以三上2m，水三位以三下3m共5米范三围内三。5.三2现场三原位三注浆三试验三研究5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验试验三方案——试验三范围在5米的三注浆三范围三内共三分三三层进三行对三比试三验，三随着三基坑三开挖三，分三三次三做试三验。5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验试验三方案——注浆三参数本次三注浆三试验三采取三两种三浆液三对比三：即三添加三了高三效分三散剂三——三海川50三40的C-三S浆液三与普三通C-三S浆液三：浆液三一：A液：三水泥三浆采三用普三通硅三酸盐水泥三，配三合比三为水三：水三泥：三高效三分散三剂（三海川50三40）：三无收三缩灌三浆剂=1：1.三3：0.三06三5：0.三06三5。B液：三水玻三璃采三用浓三度42三Be三’，配三合比三为水三：水三玻璃三：明三矾：三硫酸三铜=1：1：0.三03：0.三03。浆液三二：A液：三水泥三浆采三用普三通硅三酸盐水泥三，配三合比三为水三：水三泥：三无收三缩灌三浆剂=1：1.三3：0.三06三5。B液：三水玻三璃采三用浓三度42三Be三’，配三合比三为水三：水三玻璃三：明三矾：三硫酸三铜=1：1：0.三03：0.三03。A液：B液=1三:1（体三积比三）。5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验B2B1B3测量三定位5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验现场三渗透三试验——试验三过程平整三场地挖掘三机整三平人工三整平5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验现场三渗透三试验——试验三过程确定三注浆三孔位三置用碱三性试三剂——酚酞确定三注浆三位置5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验现场三渗透三试验——试验三过程测量三注浆三半径5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验现场三渗透三试验——试验三过程开挖三试验三坑5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验现场三渗透三试验——试验三过程测量三试验三坑尺三寸测量三试验三坑的三长、三宽、三高5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验现场三渗透三试验——试验三过程注水三并记三录注三水水三量水位三标尺水位三标尺5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验现场三渗透三试验——试验三过程数据三处理三及分三析——扩散三半径三分析浆液三扩散三半径三记录5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验浆液三扩散三轮廓三线（mm）水泥三浆中三加入三高效三分散三剂后三，平均三扩散三半径三增大三，由55三1m三m扩大三为72三6m三m，增三大了32三%；由浆三液扩三散的三轮廓三图可三以看三出海三川50三40明显三改善三了浆三液竖三直方三向的三均匀三性，三“糖三葫芦三”状三的现三象明三显得三到改三善，三说明三了高三效分三散剂增加三了浆三液扩三散分三布的三均匀三性。5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验数据三处理三及分三析——扩散三半径三分析渗透三系数三对比其中三，试验三组A—三—水泥三浆中三加入三高效三分散三剂的三水泥-水玻三璃浆三液，三即施三工现三场实三际所三采用三的改三进浆三液；试验三组B—三—普通三的水三泥-水玻三璃浆三液。5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验数据三处理三及分三析——渗透三系数三分析由A、B与C的对三比，三注浆三后地三层渗三透系三数明三显减三小，两种三浆液三的注三浆效三果都三能满三足对三注浆三帷幕三抗渗三性能三的要三求；由A、B对比三，说三明在三相同三浆液三浓度三的情三况下三，改进三浆液三凝结三体更三加密三实，三防水三效果三更好；在三相同三浓度三情况三下，三为达三到更三好的三止水三效果三，改三进浆三液更三占优三势。针对三厚卵三砾漂三石地三层，三为了三防止三跑浆三，注三浆选三用高三浓度三浆液三。在三试验三过程三中，三普通三水泥-水玻三璃浆三液在三浓浆三注浆三时会三出现三“抱三管”三现象三，拔三管困三难，三影响三施工三进度三，而三改进三浆液三则由三于高效三分散三剂的三润滑三作用三可以三克服三拔管三的困三难，因三此，三改进三浆液三更适三合厚三卵粒三漂石三地层三的注三浆。5厚卵三砾漂三石地三层帷三幕注三浆止三水效三果评三价试三验数据三处理三及分三析——渗透三系数三分析1丰台三北路三站深三基坑三深孔三注浆三止水三帷幕三的实三施2丰台三北路三站深三基坑三深孔三注浆三止水三帷幕三实施三效果三、三厚卵三砾漂三石地三层深三孔注三浆帷三幕止三水实三施及三效果1丰台三北路三站深三基坑三深孔三注浆三止水三帷幕三的实三施1.三1注浆三止水三方案1.三2厚卵三砾漂三石地三层深三孔注三浆止三水施三工关三键技三术1.三3疏干三井排三水方三案1丰台三北路三站深三基坑三深孔三注浆三止水三帷幕三的实三施1.三1注浆三止水三方案基坑三围护三桩外三侧及三中间三注浆注浆三参数三汇总三表注浆三材料三、设三备、三工艺三如之三前所三述。1丰台三北路三站深三基坑三深孔三注浆三止水三帷幕三的实三施1.三2厚卵三砾漂三石地三层深三孔注三浆止三水施三工关三键技三术1）厚三卵砾三漂石三地层三深孔三小口三径钻三孔技三术引进三国外三先进三钻孔三设备三：日三本RP三D-三13三0C钻机三和韩三国SH三50三00、SH三60三00、SH三80三00钻机三，解三决现三场卵三石粒三径大三、强三度高三、成三孔较三为困三难的三难题三。1丰台三北路三站深三基坑三深孔三注浆三止水三帷幕三的实三施2）厚三卵砾三漂石三地层三深孔三帷幕三注浆三止水三新工三艺（1）内三外双三排复三合注三浆，三确保三注浆三止水三墙体三厚度三止水三效果三。（2）上三下分三段后三退式三双液三注浆三，确三保注三浆止三水深三度范三围内三止水三效果。（3）采三用多三管同三时注三浆及三双控三信息三化注三浆法三，确三保注三浆扩三散均三匀。（4）采三用了三新型三双液三浆注三浆管三端头三混合三装置三，确三保浆三液混三合均三匀。（5）采三用多三管同三注同三时拔三管系三统，三保证三注浆三充分三不跑三浆，三且缩三短了三工期三。流量三计的三实时三观测三压力-流量三示意三图1丰台三北路三站深三基坑三深孔三注浆三止水三帷幕三的实三施1三.3疏干三井排三水方三案排水三井及三疏干三井平三面布三置图1丰台三北路三站深三基坑三深孔三注浆三止水三帷幕三的实三施。排水三井直三径10三00三mm，使三用钻三机成三孔后三，埋三入直三径30三0m三m，厚7m三m钢管三，最三后一三节钢三管使三用厚10三mm钢板三进行三封底三，下三部设三直径5c三m透水三孔；在钢三管内三下入三水泵三，每三台水三泵连三接一三根φ1三08三mm三PP塑料三管排三水，三塑料三管从三大口三井内三向上三通过三提前三埋设三在冠三梁下三的波三纹管三引至三雨水三检查三井内三。钢套三管立三面示三意图排水三路线三示意三图1丰台三北路三站深三基坑三深孔三注浆三止水三帷幕三的实三施排水三系统三设计水泵三：每个三排水三井内三各放三一台三扬程45三m潜水三泵，三出水三量为70三m³三/h。排水三管：每眼三排水三井引三出一三根φ1三08三mm三PP塑料三管，三管道三从基三坑底三通过三提前三埋设三的Φ6三00波纹三管引三至车三站南三侧Φ1三60三0雨水三检查三井内三，φ1三08三mm三PP塑料三管采三用热三熔连三接。2丰台三北路三站深三基坑三深孔三注浆三止水三帷幕三实施三效果2.三1基坑三土方三开挖三稳定三性2.三2注浆三后土三体的三渗透三性2.三3基坑三监测三及分三析2丰台三北路三站深三基坑三深孔三注浆三止水三帷幕三实施三效果2.三1基坑三土方三开挖三稳定三性1）开三挖过三程中三的土三体稳三定性原地三下水三位以三下的三地层三，基三本可三以满三足无三水施三工的三状态三，说三明基三坑外三注浆三已经三实现三了其三止水三效果三；对于三注浆三浆液三扩散三范围三内的三基坑三侧壁三部分三土体三，其三固结三强度三明显三高于三同一三水平三位置三的基三坑内三土层三，降三低了三泥浆三护壁三施工三的难三度，三实现三了维三护桩三间土三体加三固的三效果三，注三浆后三基坑三侧壁三的开三挖面三稳定三性很三好三。桩间三土开三挖面三稳定2丰台三北路三站深三基坑三深孔三注浆三止水三帷幕三实施三效果2）钻三孔取三样观三察加三固效三果通过三钻孔三，从三注浆三体内三取出三原状三样品三，明三显可三以看三出注三浆土三体变三为整三体注浆三后的三土体三变为三整体2丰台三北路三站深三基坑三深孔三注浆三止水三帷幕三实施三效果3）着三色剂三判别三法在基三坑开三挖过三程中三，根三据注三浆浆三液中三氢离三子呈三碱性三及酚三酞试三剂遇三碱变三红的三原理三，在三基坑三侧壁三喷洒三酚酞三试剂三，可三以看三到浆三液清三楚的三显现三出来三，所三示说三明浆三液已三经扩三散到三围护三桩内三侧，三浆液三扩散三半径三已经三满足三设计三要求三。酚酞三试剂三遇浆三液显三红色2丰台三北路三站深三基坑三深孔三注浆三止水三帷幕三实施三效果2.三2注浆三后土三体的三渗透三性1）渗三透系三数对三比法为了三对比三注浆三前后三渗透三系数三的改三变，三检验三注浆三效果三，注三浆完三成后三在注三浆范三围内三随机三选择三位置三，根三据水三位高三度，三确定三钻孔三深度三，进三行注三水试三验，三试验三分三三组进三行。注浆三后土三体渗三透性三系数三分别三为4.三63三×1三0-7cm三/s三ec、1.三10三×1三0-6cm三/s三ec和6.三55三×1三0-7cm三/s三ec，对三比注三浆前三地层三大于10-1cm三/s三ec的渗三透系三数，三地层三的渗透三性有了三明显三的改三善，三满足三了渗三透系三数小三于10-6cm三/s三ec的施三工效三果要三求，三说明三注浆三止水三效果三良好三。2丰台三北路三站深三基坑三深孔三注浆三止水三帷幕三实施三效果2）水三位变三化对三比法北京三地铁14号线三丰台三北路三站主三体基三坑地三下水三位监三测报三表分三别记三录了三基坑三外水三位侧三点：三西外SW三-0三1和基三坑内三水位三测点三：西三内SW三-0三1-三1、东三内SW三-0三2-三1的水三位。三由报三表数三据可三以得三到水三位监三测变三化曲三线，三如下三图所三示。2丰台三北路三站深三基坑三深孔三注浆三止水三帷幕三实施三效果2）水三位变三化对三比法从西三外SW三-0三1观测三井水三位变三化可三以看三出，三基坑三外水三位高三程在22三.5三1~三23三.6三1m的变三化范三围以三内，三水位三浮动三较为三稳定三，随三着基三坑内三排水三的增三多，三基坑三外水三位在三一定三时间三内有三所上三升。从西三内SW三-0三1-三1和东三内SW三-0三2-三1观测三井水三位变三化可三以看三出，三随着三排水三井的三排水三量增三加，三基坑三内水三位一三直呈三下降三趋势三，并三且下三降后三水位三只在三局部三会有三很小三回升三。由内三、外三观测三井水三位变三化对三比可三以看三出，三止水三帷幕三实现三了其三止水三效果三，使三基坑三内水三位下三降到三了基三底以三下，三满足三了基三坑内三无水三作业三的要三求。2丰台三北路三站深三基坑三深孔三注浆三止水三帷幕三实施三效果2.三3基坑三监测三及分三析基坑三监测三项目2丰台三北路三站深三基坑三深孔三注浆三止水三帷幕三实施三效果各监三测项三目的三最大三累计三变形由上表可知三，各三项目三的最三大累三计变三形均三小于三其控三制值三，基三坑处三于安三全可三控状三态。2丰台三北路三站深三基坑三深孔三注浆三止水三帷幕三实施三效果目前三基坑三围护三桩最三大桩三体变三形测三点为ZQ三T3三1，其三值为15三.1三mm，该三点布三设在三东侧三基坑三北侧三，南三侧与三其对三应的三是ZQ三T2三7。该三断面三变形三数据三如右三图所三示。基坑三自身三风险三监测三分析——桩体三变形2丰台三北路三站深三基坑三深孔三注浆三止水三帷幕三实施三效果9月7日东三侧基三坑ZQ三T2三7、31监测三断面三挖至18米深三时，三变形三开始三加大三，9月17日挖三至26米深三基坑三到底三，十三天内三变形三达10三mm左右三，对三第三三、四三道钢三支撑三加力三后桩三体向三基坑三外变三形约2m三m；桩顶三两米三左右三有冠三梁锁三定、三桩底三两米三有坑三内土三体锁三定变三形很三小，三最大三变形三在14三~2三4米之三间即三第三三、四三道钢三支撑三部位三；可见三，桩三体变三形与三开挖三深度三和钢三支撑三轴力三的施三加密三切相三关，三及时三架设三钢支三撑并三施加三轴力三可有三效控三制桩三体变三形，三并且三在钢三支撑三拆撑三过程三中，三补加三其余三各层三损失三