地面深孔注漿方案

1、.熱力管線工程青年北路（青年北路-星火路-姚家園路-東風南路）隧道地面深孔注漿止水加固施工方案編 制：審 核：審 批：北京城建五維市政工程有限公司東南熱電廠外線工程項目部2014年7月.;.目 錄1.工程及地質(zhì)概況11.1工程概況11.2工程地質(zhì)11.3水文地質(zhì)12.本方案編制背景23.試驗段施工24.深孔注漿施工方案34.1地面深孔注漿適用范圍34.2暗挖隧道地面深孔注漿施工方法64.3深孔注漿施工流程74.4注漿材料84.5注漿材料配比84.6主要注漿參數(shù)94.7深孔注漿加固土體施工步驟95.主要的注漿設(shè)備及材料配備106.理論注漿量計算107.注漿施工過程中被加固地層變形的安全控制117

2、.1 監(jiān)控量測117.2 人工巡查128管理人員及勞動配備139. 質(zhì)量保證措施1310.安全及環(huán)境保證措施1411.進度比選15.1.工程及地質(zhì)概況1.1工程概況本工程為青年北路（姚家園路-東風南路）、東風南路（青年北路-星火路）熱力管線工程。共有青年北路段熱力工程與東風南路段熱力工程兩部分。青年路段（姚家園路東風南路）起點位于青年北路姚家園路口北側(cè)90米處，管線延青年北路向北敷設(shè)至東風公園內(nèi)14點，管線全長為1846米，其中干線管徑為DN1200，干線長度1805.8米 設(shè)小室7座。預留分支1處：在青年北路姚家園北一路路口設(shè)東、西向?qū)﹂_DN500分支，支線向西長14.3米；向東長25.9米

3、，支線總長度40.2米。暗挖隧道覆土厚度6.5-9m。東風南路段（青年北路星火路），工程起1#點為青年北路段14#點，熱力管線由設(shè)計1#點向西沿規(guī)劃東風南路中心線北側(cè)向西敷設(shè)，東風南路段熱力管線自東向西先后穿越東風公園、下穿蔣臺洼村七棵樹路、穿越京包鐵路后沿現(xiàn)狀東風南路北側(cè)向西敷設(shè)至東風南路與酒仙橋路交叉口止，終點為16#點。管線全長1448.5m，管徑DN1200，全線設(shè)計小室8座，預留分支一處：在1#點設(shè)東向DN1400分支。暗挖隧道覆土深度5.5-11m。設(shè)計暗挖隧道均采用對側(cè)墻及拱頂深孔注漿的方式，進行止水及加固地層處理。1.2工程地質(zhì)根據(jù)勘察部門所提供的初步的地勘報告，本工程場地地質(zhì)

4、概況如下：本工程場地土層情況自上而下依次為：雜填土、1粘質(zhì)粉土填土、砂質(zhì)粉土、1粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、1粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土、粘質(zhì)粉土、細砂、粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、細砂。隧道段均位于、1 、層之內(nèi)。1.3水文地質(zhì)場地水文條件：于鉆孔中觀測到三層地下水。第一層地下水靜止水位埋深1.007.60米左右，地下水類型為上層滯水；第二層地下水靜止水位埋深為高8.2010.90米左右，地下水類型潛水；第三層地下水類型為承壓水，水頭距地面距離1616.9米，含水層為中砂、細砂層。豎井開挖深度均10m以上，受上層滯水及潛水影響均較大；隧道管線埋深10m左右，受第二層潛水影響較大。2.本方案編制背景響應(yīng)業(yè)主2014年

5、10月底竣工的工期要求，結(jié)合本工程進展情況，對剩余工程量較大的施工段擬采用地面深孔注漿方式對隧道進行止水加固，保證洞內(nèi)初支連續(xù)施工不間斷，以此加快施工進度，確保工程按期完成。3.試驗段施工共選取東風南路2#西進洞55.7m-63.7m處及新4#東52.7m-60.7m處兩個試驗段，每個試驗段長8m，共長16m。2014年7月進行試驗段施工，施工時工程進展情況如下表：部位累計進尺（m）凈隧道長（m）剩余工程量（m）青年路北段（東風公園內(nèi)）新1#南2141.320.3新1#北12174.5113.8新2#南48.7新2#北43.3257.2167.9新4#南46新4#北45139.439.8新5#

6、南54.6新5#北45138.460.4東風南路東段（東風公園內(nèi)、蔣臺洼林地內(nèi)）1#南331#北308545.92#南9.12#西55.7213.35104.954#東52.74#西68.8247.6584.856#東946#南1646.330.3通過試驗段一周的施工，新2#北一周開挖了10.7m，新4#南一周開挖了7m，效果顯著，隨后在全線初支施工段開展地面注漿。4.深孔注漿施工方案4.1地面深孔注漿適用范圍適用地面深孔注漿要滿足以下三點：1、進行地面深孔注漿要求地面有可進行注漿操作的條件，并且地下無市政管線。2、重點制約工期的施工段采取地面深孔注漿的方式。3、地質(zhì)情況差，半斷面注漿無法達到

7、開挖條件的施工段。故適用地面深孔注漿的施工段如下表：部位累計進尺（m）凈隧道長（m）進行地面注漿工程量（m）青年路北段（東風公園內(nèi)）新1#北26174.586新2#南62.4新2#北61257.2136新4#南60新4#北45139.424.4新5#南70新5#北52138.438.6東風南路東段（東風公園內(nèi)、蔣臺洼林地內(nèi)）1#南47.82#西63.7213.3580.95(不含下穿七棵樹路段)4#東60.74#西75.5247.65556#東117.5適用地面深孔注漿的隧道總長合計420.95試驗段地面注漿段長度16地面深孔注漿的隧道總長共計436.95注：表內(nèi)為2014年7月23日采用地面

8、深孔注漿時各段施工進展及剩余工程量情況。采用地面注漿后，截止2014年8月6日，各初支面施工進展情況如圖1、圖2所示。圖1 青年路新1#-新6#最新施工進展圖圖2 東風南路1#-6#最新施工進展圖注漿現(xiàn)場注漿效果4.2暗挖隧道地面深孔注漿施工方法注漿段長度8m，注漿深度平均13.75m，開挖長度8m，注漿孔距1m，注漿孔直徑為40，梅花形布置。注漿壓力為0.30.5MPa。漿液配比可根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行調(diào)整。注漿施工完成，土體達到一定強度再進行隧道開挖，并按常規(guī)暗挖施工方法進行隧道施工。每8m一個施工段，開挖到6m處，采用洛陽鏟人工探測前方土質(zhì)和地下水情況。注：注漿加固厚度按設(shè)計要求取1.5m

9、-2m。(3)施工工藝(4)隧道注漿采用長管后退式分段注漿，采用一次性鉆頭、垂直套管跟進鉆進、限量排沙等技術(shù)來解決飽和動態(tài)含水沙地層鉆進成孔。(5)短管注漿是對長管注漿效果的檢查，及對薄弱環(huán)節(jié)的補充，加強初期支護能力，以保證飽和動態(tài)含水沙地層安全施工。4.3深孔注漿施工流程根據(jù)相關(guān)的設(shè)計圖紙，注漿工藝的選擇為在開挖前進行深孔注漿加固地層，具體施工流程如下：4.4注漿材料其中A、B無收縮雙液對細砂效果較好，可以生成具有強度的硬殼，同時可以防水，適用于隧道注漿施工。A、C收縮雙液對于砂卵石和土質(zhì)固化效果較好，適用于豎井注漿施工。注漿材料選擇表序號地層土質(zhì)注漿配比1有水，砂質(zhì)粉土及細砂地層雙漿液A:

10、B=1:1配比A漿液:水玻璃+水B漿液:TGRM灌漿水泥2有水，粗砂及礫石地層雙漿液A:B=1:1配比A漿液:水玻璃漿液B漿液:水泥漿液3有承壓水,粉細砂地層（涌砂地層）三液漿A:B:C=1:1:1配比A漿液:水玻璃+水B漿液:TGRM灌漿水泥C漿液:磷酸+水雙重管注漿A:B=1:1配比A漿液:水玻璃+水B漿液: 磷酸+水4.5注漿材料配比先根據(jù)地質(zhì)水文情況選擇注漿止水試驗段，以確定注漿參數(shù)和注漿量。4.6主要注漿參數(shù)（1）注漿孔直徑40mm。（2）漿液凝結(jié)時間：120s30min。（3）注漿壓力：0.30.5Mpa。（4）漿液終壓：0.5MPa。（5）單管擴散半徑：0.25m。（6）注漿范圍

11、：1.5m（沿初襯開挖輪廓外）。（7）根據(jù)現(xiàn)場實際地質(zhì)情況，注漿流失量較大，估算損失率為10%。（8）在有水的粗砂及礫石地層，應(yīng)選擇水泥-水玻璃漿雙液漿。（9）對特殊地層，可硫鋁酸鹽水泥類（TGRM,HSC）漿。（TGRM,HSC是水泥，水灰比0.8:11.2:1）。4.7深孔注漿加固土體施工步驟4.7.1 成孔在安裝孔口管的位置使用地質(zhì)鉆或者煤電鉆開孔。要求成孔規(guī)則、無嚴重塌孔，角度偏差小于±1°，鉆孔要進行分序施工。4.7.2 下管注漿管選用Ø38mm袖閥式厚壁鋼性注漿管。要求注漿管密封性好，管內(nèi)壁光滑，管內(nèi)無雜物。注漿管末端預留1m無注漿孔部分，外露10cm

12、30cm，管口用絲綿封堵。 4.7.3 制漿制漿應(yīng)使用不小于200轉(zhuǎn)/分鐘的制漿機，攪拌時間不低于5分鐘，不宜大于90分鐘。出漿孔應(yīng)設(shè)置過濾網(wǎng)。4.7.4 注漿（1）擴散注漿注漿壓力應(yīng)控制在0.30.5Mpa左右（嚴禁超過0.5Mpa），后退100cm200cm后繼續(xù)注漿，直至注漿結(jié)束。（2）劈裂注漿：注漿壓力應(yīng)控制在1.5Mpa左右（嚴禁超過2.0Mpa），達到設(shè)計標準后，停止注漿，后退80cm150cm后繼續(xù)注漿，直至注漿結(jié)束。注漿過程中如果出現(xiàn)壓力達不到設(shè)計要求，跑漿、串漿等嚴重的問題，可采取換孔作業(yè)，待漿液初凝后再補注。注漿過程中應(yīng)密切注意監(jiān)測反饋及注漿部位地面的變化情況，若發(fā)現(xiàn)地層有

13、串漿或加速形變跡象要及時停止注漿，分析原因。4.7.5 現(xiàn)場清理對注漿泵、制漿機及所有注漿管進行清洗，對現(xiàn)場施工場地進行清理，作好現(xiàn)場的文明施工。5.主要的注漿設(shè)備及材料配備主要設(shè)備及材料一覽表名稱單位數(shù) 量工作內(nèi)容地質(zhì)鉆機臺5打孔空壓機臺4動力注漿泵臺4灌漿攪拌機臺6制漿6.理論注漿量計算加固土體注漿量Q=ALn 式中：A 加固土體面積（平方米） L 加固土體長度、深度（米） n 地層孔隙率（見下表） 地層填充系數(shù)（0.8） 漿液消耗系數(shù)（1.1）土壤孔隙率參數(shù)土壤名稱孔隙率（%）沖積中、粗、礫砂3346粉砂3349洞內(nèi)帷幕注漿注漿量計算：1-1斷面：每個循環(huán)（12m）加固土體注漿量Q=AL

14、n=（35.47×12+25.74×4）×0.43×0.8×1.1=200m3每延米加固土體注漿量Q=200/12=16.67m3地面注漿注漿量計算：每延米加固土體注漿量Q=ALn/L=An=61×0.43×0.8×1.1=23.08m3每延米增加注漿量Q=23.08m3-16.67m3=6.4 m3以上理論注漿量為隧道開挖面外1.5m厚的加固量，注漿參數(shù)按試驗段注漿參數(shù)及現(xiàn)場計量為準。7.注漿施工過程中被加固地層變形的安全控制注漿施工過程中被加固地層變形的安全控制主要有兩種措施，第一種是監(jiān)控量測，第二種是人工巡查

15、。監(jiān)控量測是最主要的控制被加固地層變形的措施。該方法通過對注漿區(qū)域附近地表和洞內(nèi)的監(jiān)測，能精確的了解到注漿施工過程中地層微小的變形情況，及時預報險情，防患于未然。人工巡查就是在注漿施工過程中安排人工在地表和洞內(nèi)進行不間斷的巡視，當巡視人員發(fā)現(xiàn)突然出現(xiàn)的險情，及時通知注漿人員停止注漿，分析原因、采取措施，將險情造成的損失降至最低。這兩種措施合理安排、相互補充，構(gòu)成了一個相對比較完整的控制地層變形的安全體系。7.1 監(jiān)控量測7.1.1 監(jiān)控量測的意義施工監(jiān)控量測是新奧法修建地下工程的重要工序之一，是施工決策與管理的信息源，它對于地下工程的安全施工是極為重要和必不可少的。注漿施工中進行的監(jiān)控量測的目

16、的是掌握注漿施工所產(chǎn)生的壓力對周圍土體、地表及初期支護的影響，通過獲取變形的動態(tài)信息，以此預報可能存在的險情，通過調(diào)整注漿參數(shù)（如注漿壓力、材料選擇、孔位順序及分段長度等）消除危險隱患。7.1.2 監(jiān)測項目、監(jiān)測手段與監(jiān)測頻率暗挖隧道監(jiān)控量測項目一覽表監(jiān)測項目監(jiān)測儀器及元件測點布置應(yīng)測項目洞內(nèi)及洞外觀察地質(zhì)預探、描述，拱架支護狀態(tài)、建(構(gòu))筑物等觀察和記錄每一開挖環(huán)一個斷面地表沉降水準儀、銦鋼尺0.4L范圍內(nèi)每10米設(shè)置一組，0.6L范圍內(nèi)每10米設(shè)置一組初期支護結(jié)構(gòu)拱頂下沉水準儀、鋼卷尺每10m一個斷面初期支護結(jié)構(gòu)凈空收斂數(shù)顯式收斂計每10m一個斷面，每個斷面2條水平測線地下管線沉降水準儀、

17、銦鋼尺結(jié)合地表沉降點布設(shè)暗挖隧道監(jiān)控量測頻率一覽表序號監(jiān)測項目方法及工具量測頻率控制值1-15天16-30天30-90天1地質(zhì)及支護觀察觀察、描述每次開挖后2洞周收斂收斂計1次/天1次/2天2次/周0.005倍洞寬或15mm中的較小值3拱頂下沉水準儀、水準尺、鋼尺15mm4地面沉降水準儀、水準尺、鋼尺15mm5上水管線沉降水準儀、水準尺、鋼尺15mm沉降觀測頻率（應(yīng)與隧道內(nèi)各項變形觀測同步進行）沉降或收斂頻率施工期量測頻率>2mm/天01B12次/天0.52mm/天12B1次/天010.5mm/天25B1次/2天<0.1mm/天5B以上1次/1周基本穩(wěn)定后1次/月拱頂（部）沉降和凈

18、空收斂監(jiān)測頻率注:B為隧道其徑或厚度(m)。7.2 人工巡查7.2.1 人工巡查法的意義在注漿施工過程中，一小部分漿脈的走向具有隨機性，而我們所進行的精確的監(jiān)控量測主要在于地層變化的整體性和可預見性，但該方法在空間和時間上均存在一定的間斷，所以人工巡查法的意義在于能在局部地點和時間，及時發(fā)現(xiàn)已經(jīng)出現(xiàn)的險情，及時處理，減少損失。7.2.2 人工巡查法組織在加固注漿施工過程中，分別安排專人在地表和洞內(nèi)進行不間斷、全區(qū)域的巡視。特別是夜間作業(yè)時，地表巡查人員要配備強光燈，嚴密監(jiān)視，輪班作業(yè)，防止疲勞，確保安全。當巡查人員發(fā)現(xiàn)險情后，要立即通知作業(yè)施工的領(lǐng)班員即刻停止注漿作業(yè)，領(lǐng)班員然后通知相關(guān)領(lǐng)導，

19、根據(jù)險情的具體情況召開相關(guān)人員的技術(shù)討論會，分析險情出現(xiàn)的原因，采取相關(guān)措施消除類似的險情的重現(xiàn)。8管理人員及勞動配備管理人員5名：項目組長一名，技術(shù)負責人一名，現(xiàn)場技術(shù)員3名；技術(shù)工人30名，每班10人，其中鉆工5人，注漿工5人；安全監(jiān)控6人；共計整個項目預設(shè)41人。9. 質(zhì)量保證措施(1) 施工過程要嚴格工序控制，加大施工的技術(shù)含量，專業(yè)技術(shù)人員現(xiàn)場值班，劃分作業(yè)區(qū)域、采用“雙控”指標、兩序孔作業(yè)，根據(jù)施工和地層的變化情況，適時調(diào)整注漿壓力、分段長度和注漿材料的種類及配比，保證注漿效果。(2) 應(yīng)嚴格按照設(shè)計參數(shù)進行鉆孔。鉆孔孔位及角度偏差符合相關(guān)規(guī)范規(guī)定，若現(xiàn)場鉆孔孔位因為客觀條件限制不

20、能滿足設(shè)計要求，應(yīng)進行移位并進行計算確定參數(shù)，必要時應(yīng)進行補孔。(3) 注漿材料應(yīng)滿足設(shè)計要求，嚴禁使用過期結(jié)塊的水泥，必要時進行檢驗。(4) 漿液配比應(yīng)符合設(shè)計要求，配漿時最大誤差為：水泥、水玻璃、水±5%，外加劑±1%。(5) 漿液攪拌應(yīng)均勻，一般水泥漿、特種水泥漿攪拌時間為35分鐘，但不得超過90分鐘。未攪拌均勻或沉淀的漿液嚴禁使用。(6) 注漿過程中，時刻注意泵壓和流量的變化，若吸漿量很大或壓力突然下降，注漿壓力長時間不上升，應(yīng)查明原因，如工作面漏漿，可采取封堵措施。如跑漿可通過調(diào)換漿液、調(diào)整漿液配比，縮短漿液凝膠時間，進行大泵量、低壓力注漿，必要時采用間歇注漿，以

21、達到控域注漿目的。(7) 注漿過程中若發(fā)生串漿時，可采取兩孔同時注漿措施。(8) 注漿過程中壓力突然升高，應(yīng)及時查找原因，進行處理，確因漿液凝膠時間過短，則應(yīng)停水玻璃泵，只注水泥漿，待泵壓恢復正常后再進行雙液注漿。(9) 一臺泵發(fā)生故障時，應(yīng)立即換上備用泵繼續(xù)注漿。(10) 嚴格進行注漿效果檢查評定，符合要求時才能結(jié)束注漿作業(yè)。當未達到注漿結(jié)束標準時，應(yīng)進行補孔注漿。10.安全及環(huán)境保證措施(1)建立健全各種崗位責任制，嚴格執(zhí)行現(xiàn)場交接制度。（2）施工作業(yè)區(qū)應(yīng)設(shè)置警戒線，靠馬路一側(cè)設(shè)置交通警示標識并設(shè)安全員巡視，確保道路交通順暢及行人安全。(3)施工作業(yè)過程必須做到安全用電，加固注漿施工隊配備專門的電工，按項目安全用電的相關(guān)規(guī)則作業(yè)。注漿時不得隨意停水停電，必要時必須事先通知，待注漿完成并沖洗后方可停水停電。（4）施工前應(yīng)注意查明地下管線和地下構(gòu)筑物情況，打管時應(yīng)采取有效的保護措施，若發(fā)現(xiàn)前方有異物，應(yīng)立即停止施工，制定措施后方可繼續(xù)施工。已知青年北路西側(cè)距路牙1.1m處有一1800污水管，南北走向，埋深56m，距隧道初支結(jié)構(gòu)外皮約0.4m； (5)注漿管路及連接件必須采用耐