厦门翔安海底隧道富水砂层注浆试验(2)

海底隧道,施工,防水,地下工程,风险

3712 岩石力学与工程学报 2007年

计方案采用三孔形式修建，两侧为行车主洞(按三车道设计，开挖断面面积为160.3～170.1 m2)，中间孔为服务隧道(开挖断面面积为40.0～46.6 m2)，三洞中心距均为26 m。隧道穿越F1，F4风化槽(囊)，洞身通过总长度主线隧道为132 m，服务隧道为122 m。

根据中铁大桥局2006年1月份提供的地质资料，厦门东通道(翔安隧道)工程翔安端服务隧道NK11+780.00～NK12+096.44段下穿砂层。该段砂层底面高程－12.44～－21.45 m，顶面高程为－11.29～

－16.75 m，砂层厚度为

0.00～6.12 m，砂层底面距

服务隧道拱顶开挖线4.02～8.96 m。该砂层富水性强，渗透性好，且与海水连通，受潮汐影响。

注浆是隧道穿越富水砂层的主要手段，已有学者[1

～5]

对富水砂层的注浆技术、机制和材料进行了

探讨，这些研究无疑丰富了注浆在富水砂层中加固、堵水方面的技术和工艺，特别是我国圆梁山隧道的施工在高压富水砂层中的注浆，在注浆工艺、设备、材料等多方面都取得研究成果，但是针对富含海水砂层注浆的研究还是空白。为确保施工安全，并为风化层注浆试验提供经验，在NK12+066～NK12+038段进行了现场注浆试验。表1为服务隧道A围堰下方砂层分布情况。

表1 服务隧道A围堰下方砂层分布情况 Table 1 Distribution of sand layer below the coffer A of

service tunnel m

里程桩号 拱顶开砂层底砂层顶砂层拱顶与砂层挖高程

面高程

面高程 厚度 底面距离 NK12+056.2 －20.8 －16.3 －13.0 3.2 4.6

NK12+036.1 －20.8 －16.8 －12.7

4.1 4.0

NK12+016.1

－21.4

－16.6

－12.3 4.1

4.7

该试验段范围内地层主要有：上覆第四系人工填筑层(Q4me

)，冲洪积(Q4

al+pl

)黏土、砂，全风化花

岗岩。部分海相沉积淤泥由于人工填筑土的挤压，已混入填筑土中。现将其工程地质特征分述如下：

(1) 填筑土：为隧道洞口开挖的弃土，成分主要为砂质黏性土、全～强风化黑云母花岗岩，棕黄色，褐红色，稍湿，松散，厚薄不均，底部含较多淤泥。

(2) 黏土：以白色为主，局部为棕黄杂灰白色，可塑～硬塑，含较多的砂粒，局部夹有较细腻的黏土层。

(3) 粗砂：黄色为主，局部为白色，饱和，密实，成分以石英、长石为主，含少量黏粒，局部为砾砂。

(4) 全风化花岗岩：一般呈棕黄～灰白色，硬塑，含25%～30%石英颗粒，为花岗岩风化而成。

表2给出了土层力学特性。

表2 土层力学特性

Table 2 Mechanical characteristics of soil layers

地层

岩性

工程 渗透 内摩 内摩 压缩

代号

特性 系数 擦角 擦力 承载力

模量

/(cm·s－1

)/(°

) /kPa /kPa/MPaQ疏密不匀，工程4me 填筑土

特性相差悬殊

10.5 21.0 淤泥黏土1×10－6

7.0 10.0 703.0Q低强度，高压缩4al+pl泥炭质土

性，灵敏度高

4×10－5

8.0 12.0 904.0亚黏土 2×10－6

9.0 23.0 140

6.0黏性土 1×10－6

18.5 36.0 200

7.0

Q3al+pl黏土质砂

中等压缩性，承载力较高

3×10－3

30.0 2.0

300粗砂 2×10－

2

23.0 30.0 200

7.0W中等压缩性，承4

全风化带

载力较高

1×10－4

22.0 24.0 220

9.0

2 注浆试验

2.1 注浆材料及注浆参数的初步选择

本试验段为富水砂层，以堵水为主，按低压渗透注浆设计，选用注浆材料的种类及配比见表3。本次试验采用32.5R普通硅酸盐水泥。

表3 注浆材料性能

Table 3 Performance of grouting material

名称m水∶m水泥

v水泥浆∶v水玻璃 凝结时间/s

结石体强度/MPa3 d

28 d

双液浆

1∶1 1∶1 60 1.5 4.0

注：表中的水为淡水。

注浆机械采用KBY80/7.0–11型液压注浆泵。NK12+066地面高程为+7.00 m，按注浆孔深入砂层下部全风化花岗岩计算：注浆管深度为26～31 m，外露地表1.0～1.5 m高，便于注浆操作。

(1) 钻孔：采用XY–100型地质钻机引孔，孔径为90 mm，然后下φ 42.0 mm×3.5 mm×26.0 m和

φ 42.0 mm×3.5 mm×31.0 m的TSS型注浆管，钻孔、

下管时按照2 m×2 m梅花形间隔作业，以免串浆，1序孔深25 m，2序孔深30 m。