WSS工法注浆技术及其应用

来源于网络双击自动滚屏作者：詹浩伟杨党校【字体：大中小】WSS工法注浆技术及其应用詹浩伟杨党校（中铁七局集团有限公司河南郑州450016）摘要介绍了WSS工法注浆技术的工艺、方法、特点、适用范围以及在广州地铁施工中所取得的良好的效果。关键词双液注浆堵漏加固中图分类号TU94文献标识码A注浆的目的包括堵水和加固两方面，是一种常见地基处理方法。目前国内常采用的加固施工方法多为静压注浆、袖阀管注浆、高压旋喷、深层搅拌等工法。经多年工程实践，这些方法都取得了成功的经验，并总结出行之有效的工艺。这些方法各有其特点和适用范围。最近几年，由于借鉴国外先进技术，出现了WSS注浆技术，为注浆加固工艺增添了新的方法，在工程实践的应用中取得了良好的效果。1WSS双液注浆技术WSS双液注浆技术起源于日本，在台湾应用比较广泛。WSS是中文无收缩双液注浆的拼音缩写。技术是采用二重管钻机钻孔至预定深度后，采用一台同步注浆机注浆。浆液有两种，即A液和B液（或C液）。两种浆液通过二重管端头的浆液混合器充分混合。注浆时采用电子监控手段实施定向。定量、定压注浆，使岩土层的空隙或孔隙间充满浆液并固化，以达到改变岩土层性状的目的。1.1WSS注浆技术的特点主要包括：①钻机采用的二重管直接作为钻杆钻孔达到预定深度或地点，同时二重管可以用来直接注浆，管头装有30cm混合器用来使双液充分混合；②注浆过程中注浆管可以旋转（正反均可），不会发生钻杆卡死及浆液溢流现象，节省了其他注浆管一次性投入的费用，另外有利于保护环境不受污染；③浆液分溶液型（A、B液组成）和悬浊型（A、C液组成）。浆液对土层有很强的渗透性，采用调节浆液配比和注浆压力的办法可使注浆范围人为控制制；凝结时间可以调节，并可以复合注入施工，满足不同的要求；④二重管端头的浆液混合器可使两种浆液在出管的时候完全混合，既能使浆液均匀，又不会出现常规方法容易出现的堵管现象；⑤平常的加固可从地面垂直注浆，对于隧道的周边亦可倾斜注浆，调整好注浆压力，亦可进行水平超前注浆；⑥从钻孔至注浆完毕，可连续作业；⑦注浆材料是水泥、水玻璃、冰醋酸、二氧化硅系胶负体等，材料来源普遍；⑧钻机体型较小，移动方便，适用较困难的施工环境；⑨该工艺适用范围广，可用于各种土层。岩层亦可适用，前提是要另外的钻机进行提前引孔。1.2WSS注浆技术的适用范围（1）隧道及地下工程。如盾构隧道、及地下工程周围土层改良盾构、隧道及地下工程掘进竖井洞口地层加固，地下管线保护、隧道通过地面建筑物基础的跟踪注浆等。（2）深基坑工程。如防止维护结构的漏水及基坑底面隆起止水帷幕。保护基坑外地下管线和建筑物的注浆加固。（3）既有建（构）筑物或拟建建（构）筑物基础加固工程。如注浆改良地基提高地基承载力，控制沉降量，沉降差和沉降速率。1.3WSS注浆技术的工艺流程和施工方法（1）工艺流程见图１。（2）施工方法。包括：①钻孔。钻孔位置及孔间距根据工程实际确定，一般为认1～1.5m；②注浆系统设置。钻孔机将钻杆（注浆管）设于预定深度后，连接好注浆系统，注入清水并从浆液混合器端部流出；③后盘调制好浆液，并保证连续供应；④注浆。施加压力注浆时，必须精心操作控制压力。在某点上的压力达到预定值时，缓缓提升钻杆（注浆管），以压力减小或30~50cm为宜。根据施工需要，每孔可以由上至下，也可以由下至上分段进行。多孔时，要分孔序，以间隔注浆为原则；⑤注浆结束注浆完毕将注浆管冲洗干净全部收回，对注浆孔进行密封，恢复原状；⑥浆液强度、硬化时间、渗透性能可根据工程实际需要调整；⑦浆液不流失、固结后不收缩、硬化剂无毒、对周围环境及地下水资源不造成污染。1.4工程质量的保证措施包括：①钻孔。一是布孔，严格按照施工设计图布孔并进行复核。二是钻机定位，定位准确，钻头点位误差≤20mm。钻杆垂直度误差≤1度。三是钻孔，密切观察钻进尺度及溢水出水情况，出现涌水时，立即停钻，先行注浆止水，再分析原因。确认止水效果后，方可继续钻孔；②配料计量工具必须经过检验合格按照设计配方配料；③注浆按照设计的注浆程序施工。进浆量必须准确，严格控制注浆压力，注浆方向并由专人操作，当压力突然上升或从孔壁、地面溢浆以及跑浆时，立即停止注浆。应采取措施解决并确保注浆量；④注浆完毕后，应采取措施保证不溢浆，不跑浆；⑤由专人负责每道工序的操作记录；⑥注浆全过程应加强施工检查和监测，防止地面出水溢浆。隆起和施工地段的地面沉降。2WSS注浆技术在工程中的应用广州地铁河沙站围护结构为钻孔桩+旋喷桩止水形式。由于河沙站地处四面环水（珠江）的大坦沙岛上，地质条件特别的差，在地面4m以下为中粗沙和粉细沙，厚度为10m多，透水能力特别强。2007年9月15日，第一段基坑土方在严格按照施工方案施工的前提下开挖到第二道支撑以下6m时，围护结构出现了意外涌水、涌沙，造成围护结构背侧地表下沉，多处地面开裂，基坑大面积受淹，在历时54h抢险处理后，涌沙基本得到控制。但整个基坑现已无法正常施工，对此重新制定加固方案。根据分析，围护结构桩缝间涌水是由于珠江潮涨潮落造成周边水系动荡，旋喷桩成桩效果不理想的原因。考虑到动水原因河沙站加固方案拟在钻孔桩桩间处，采用WSS工法施工止水桩进行防水补强。2.1材料要求A液要求:①注浆用水采用清洁自来水；②注浆用的水泥应采用普通硅酸盐水泥，水泥标号425＃。水泥的各项指标均符合国家标准。B液要求:①波美度为40°的水玻璃；②水玻璃初凝时间2～3min，凝固强度3～4MPa/2h。对上述两种A、B液进行合理配制，比重1.3～1.5。2.2机具配备包括：WSS专用钻机（功率12kW）；SGZ-100（ZL100）型注浆机1台；JB-300搅拌器1台（有效容积300L，功率3kW）。2.3施工方法（1）布孔。如图2所示，在每个桩间施工3根WSS桩，桩间中心1根，距离桩中心连线200mm；背侧加两根，距离冠梁边50mm，两桩咬合。（2）设置注浆管采用注浆机将注浆管下至预设深度，施工时保持注浆管旋转前进，并向注浆管内注入清水，使清水从端头混合器内流出，防止堵管。（3）配制浆液。①配合比：水泥浆水灰比为1：0.5；水泥浆与水玻璃的体积比为1：1，水玻璃使用前稀释至50%（见表1）；②将配制拌和好的水玻璃和水泥浆分别送入贮浆桶内备用。2.4注浆一般压力控制在0.5～1MPa，在目标点注浆一段时间后，压力上升到1MPa以上时，将注浆管提升40～50cm后，在进行注浆。以后依次循环。在抢险过程中，由于漏水点水量较大，一般注浆的浆液直接就被冲走，而此时WSS工法就显示了它的优越性，浆液在出管口的一瞬间速凝，达到止水的目的。在后序加固过程中，也避免了因动水存在冲走浆液的现象，很好的凝结土体，达到改善土体结构的目的。3结语WSS注浆技术不仅适用于软弱地层和不良地质条件下复杂土层的注浆工程，在处理一些紧急涌水、涌沙的抢险工程更显示其快速凝结以及适用各种环境便于操作的优越性。尤其对其它地基处理方法解决不了的高难度工程更显示了极大的优越性，随着地铁建设事业的进一步发展，WSS注浆技术将得到更加广泛的应用。（责任编辑高平）