西安改性水玻璃在地层加固中的应用(一)

 
1.工程概况及地质条件
      西安地铁二号线一期工程从国际会展中心到西安北客站，全长20.5km，其中永宁门至南稍门区间、南稍门至体育场区间、体育场至小寨区间均采用暗挖法施工。地下水埋深介于4.20—11.20m，地表分布有厚薄不等的全新统人工填土、新黄土、古土壤、老黄土、粉质黏土、砂土等。区间主要不良地质有饱和黄土、砂层、地裂缝等。区间多处穿越砂层，属Ⅵ级围岩，稳定性低，开挖中易发生坍塌，无法形成自然应力拱。为保证施工安全、工程质量和施工工期要求，经理论论证和施工中试验调整，总结出采用改性水玻璃注浆加固地层的一套工艺。
 
2.注浆浆液施工配合比选定
2.1配合比设计理论依据
      水玻璃（Na2SiO3·2H2O）溶液与稀硫酸溶液混合后，生成含有H2SiO3·2H2O和Na2SO4的混合液，化学反应式为：Na2SiO3·2H2O+H2SO4（稀）=H2SiO3·2H2O+Na2SO4。浆液在压力作用下并依靠自身扩散性渗透到超前小导管周围的地层中，水分挥发后形成H2SiO3·2H2O胶体和Na2SO4晶体，将注浆扩散范围内松散的砂土颗粒胶结在一起。对隧道拱部打设的小导管注浆后，在隧道拱顶开挖轮廓外形成具有一定强度的胶结层，保证了隧道开挖的安全，较好地控制了开挖轮廓。
2.2原材料选择
      硫酸：浓度98％工业硫酸
       水玻璃：40波美度工业 水玻璃      水：饮用水
      施工配合比（体积比）：水：硫酸： 水玻璃=12：1：1
2.3浆液配置
      （1）浓硫酸稀释：将浓硫酸按配合比稀释至设计浓度10％；
      （2） 水玻璃稀释：将 水玻璃按配合比稀释至设计浓度（20波美度）；
      （3）混合配置浆液：将稀释好的 水玻璃缓缓加入到硫酸中，边加边搅拌，防止因局部 水玻璃浓度过大结块。
 

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