开挖取样法

如题所述

开挖取样法是在隧道开挖过程中,通过观察注浆加固效果、对注浆机理进行分析、测试固结体力学指标,从而对注浆效果进行有效评定,同时,开挖取样法也为下一阶段注浆设计与施工提供重要的参考。开挖取样法有加固效果观察法、注浆机理分析法和力学指标测试法三种评定方法。

(1)加固效果观察法

加固效果观察法是通过对开挖面进行观察,宏观评定注浆加固效果。同时,当发现掌子面注浆效果不好,有渗流水、掉块时,应立即决策封闭,进入下一循环注浆。

【工程实例】 加固效果观察法在圆梁山隧道平导PDK354+255~+275溶洞注浆效果检查评定中的应用

①工程概况:见上文。

图8-11 现场注水试验照片

②施工方案:见上文。

③注浆效果评定:加固效果观察法。

注浆结束后进行开挖施工,对掌子面注浆加固效果进行观察,如图8-12。

图8-12 淤泥质地层劈裂注浆加固效果照片

由开挖后观察到的注浆效果图片来看:注浆后,掌子面淤泥质粘土被有效劈裂注浆加固,无水,开挖过程中,掌子面自稳性好,无任何坍塌。

(2)注浆机理分析法

通过对掌子面注浆效果观察,分析注浆机理,定性判定注浆效果。

【工程实例】 注浆机理分析法在圆梁山隧道平导PDK354+255~+275溶洞注浆效果检查评定中的应用

①工程概况:见上文。

②施工方案:见上文。

③注浆效果评定:注浆机理分析法。

在开挖过程中,观察浆液对地层的加固状况,如图8-13。

由注浆效果来看:浆液加固溶洞地层,主要表现为填充挤压和剪切劈裂两种方式。填充挤压方式主要是当地层孔隙(洞)较大时,浆液直接填充空隙(洞),以达到固结目的,该加固方式主要发生在破碎围岩和粘土的交界面,以及由于涌泥造成的部分空隙率较大的部位。剪切劈裂方式主要是在未扰动的粘土地层,浆液在较高压力条件下形成劈裂脉,以脉状扩散方式形成网状加固结构,以达到固泥堵水的目的。

(3)性能指标测试法

对掌子面进行取样,对试件进行性能指标测试,通过分析性能指标,确定注浆效果。一般而言,加固后固结体抗压强度应达到0.2MPa以上,含水率应低于30%,否则很难保证安全施工。

图8-13 注浆加固机理图

【工程实例】 力学指标测试法在圆梁山隧道平导PDK354+255~+275溶洞注浆效果检查评定中的应用

①工程概况:见上文。

②施工方案:见上文。

③注浆效果评定:性能指标测试法

在开挖过程中对固结体现场取样,测试其性能指标,如表8-2。

表8-2 性能指标对照表

由测试结果来看:

a.浆液的强度较高,但由于浆液的固结机理主要表现为挤压填充和剪切劈裂作用,因而浆液加固固结体测试抗压强度时,首先固结体内的粘土体被破坏,而此时浆液仍表现为固结强度,经多次取样测试,其单轴抗压强度均在0.2MPa左右,这是固结体内压密粘土的抗压强度反映。注浆前地层为软塑状粘土,不能自稳,注浆后地层抗压强度得到了改善,达到了固泥目的。

b.注浆前地层含水量为120.3%,地层空隙率为82.8%,注浆后地层含水量降低到15.7%~29.1%,地层空隙率降低到18.3%~44.2%。注浆后地层的含水量和空隙率均较注浆前有较大幅度降低,这主要是浆液通过填充、挤压、劈裂作用,挤走地层中的一部分游离水分,取而代之,使地层的结构产生了变化,达到了固泥堵水目的。

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