地表加固方案

1、長(zhǎng)沙市營(yíng)盤路湘江隧道工程西岸主隧道洞口段地表加固注漿施工方案中鐵隧道集團(tuán)有限公司長(zhǎng)沙市營(yíng)盤路湘江隧道工程聯(lián)合體項(xiàng)目經(jīng)理部2010年3月19日西岸主隧道洞口段地表加固注漿施工方案一、工程概況長(zhǎng)沙市營(yíng)盤路湘江隧道工程位于銀盆嶺大橋和橘子洲大橋居中偏南位置，東西走向，分別穿越瀟湘大道和湘江大道，距上游橘子洲大橋約1.3km 左右，距下游銀盆嶺大橋約2.1km 左右。隧道東端接線道路為營(yíng)盤路，隧道西端接線道路為咸嘉湖路，西岸設(shè)一進(jìn)一出兩匝道，接主線北側(cè)的瀟湘北路。二、地質(zhì)情況長(zhǎng)沙市營(yíng)盤路湘江隧道西岸工區(qū)施工重難點(diǎn)全集中在江底大跨段，安全順利的通過此段是項(xiàng)目勝利的關(guān)鍵。為確保施工安全，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)

2、順利完成工期履約，有必要在進(jìn)入江底大跨段施工前，暨里程N(yùn)K0+682NK0+991.5及SK0+579.213SK0+945，對(duì)其進(jìn)行預(yù)加固處理。地質(zhì)祥勘報(bào)告中指出在主隧道NK0+682NK0+991.5及SK0+579.213SK0+945段圍巖從上到下主要由粉質(zhì)粘土（可硬塑）、圓礫、強(qiáng)風(fēng)化板巖（散體結(jié)構(gòu)）、中風(fēng)化板巖組成（層狀結(jié)構(gòu)），中風(fēng)化板巖巖質(zhì)較硬，圍巖不能自穩(wěn)，變形破壞較嚴(yán)重，預(yù)估地下水呈滴水、線狀涌出，需超前支護(hù)。2010年1月西岸地質(zhì)補(bǔ)勘報(bào)告對(duì)本段圍巖描述為從上到下主要由雜填土、圓礫（粗粒徑、大堤段還包括回填塊石）、粗砂、中砂、全風(fēng)化板巖（散體結(jié)構(gòu)）和強(qiáng)風(fēng)化板巖。圍巖自穩(wěn)能力差，

3、透水性強(qiáng)，且圓礫層和砂層直通江底，對(duì)隧道施工，特別是大跨段施工帶來了較大的風(fēng)險(xiǎn)，建議在隧道施工前對(duì)其進(jìn)行預(yù)加固處理。 三、施工方案由于本區(qū)域內(nèi)隧道圍巖自穩(wěn)能力極差且透水性強(qiáng)，出于施工安全和工期壓力等因素考慮，在隧道開挖前對(duì)NK0+682NK0+991.5及SK0+579.213SK0+945段，單線長(zhǎng)度354m，加固面積17839m2進(jìn)行地表袖閥管注漿預(yù)加固。3.1設(shè)計(jì)概況3.1.1加固范圍平面位置上大跨及大跨聯(lián)拱段地表袖閥管對(duì)隧道開挖輪廓線外8米的范圍進(jìn)行注漿加固，小凈距段為開挖輪廓線外6米，縱向位置上加固范圍是從地表到進(jìn)入強(qiáng)或中風(fēng)化板巖2m。詳見附圖1西岸地表注漿施工平面圖及附圖2西岸地表

4、加固斷面圖。3.1.2袖閥管施工參數(shù)（1）布孔形式注漿孔采用梅花形、等腰三角形布孔形式，中對(duì)中間距1.5m，排距1.5m，詳見圖1地表袖閥管加固大樣圖。（2）注漿參數(shù)在正式施工前，在施工地段施做23根試驗(yàn)樁，以校對(duì)注漿建議參數(shù)，并進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。注漿建議參數(shù)見表1。表1 注漿參數(shù) 參 數(shù) 名 稱參 數(shù) 值備注漿液擴(kuò)散半徑（m）0.75，1淤泥地層擴(kuò)散半徑0.75m，其余1.5m注漿孔間距（m）1.5漿液凝膠時(shí)間（min-sec）45sec1min30sec注漿速度（l/min）2030注漿壓力（MPa）11.5管線周邊注漿壓力控制在0.10.5MPa注漿分段長(zhǎng)（m）0.40.5單孔單段注漿量（L

5、）淤泥質(zhì)100150粉質(zhì)粘土120200圓礫200300注漿材料單液水泥漿（P·042.5R）W:C=0.8:11:1加固范圍內(nèi)及管線附近注漿孔采用雙液水泥漿W:C=0.8:11:1C:S=1:1水玻璃濃度：3335 Be'（稀釋后）。加固范圍周邊3排采用3.2施工方案3.2.1施工工藝流程袖閥管施工工藝流程見圖2袖閥管工藝流程圖。3.2.2施工工藝鉆孔鉆孔至設(shè)計(jì)深度注入套殼料安裝袖套管安裝注漿芯管及第一段注漿配置漿液鉆孔檢查注漿效果是否合格配置漿液否施工準(zhǔn)備及場(chǎng)地平整測(cè)量放線、鉆孔標(biāo)注注漿設(shè)備就位是第n段注漿鉆孔檢查注漿效果是否合格配置漿液否是第二段注漿結(jié)束注漿、封孔圖2

6、袖閥管注漿施工工藝流程圖 （1）施工準(zhǔn)備及場(chǎng)地平整場(chǎng)地平整后，在作業(yè)區(qū)內(nèi)做好臨時(shí)排水排漿系統(tǒng)，并與場(chǎng)區(qū)內(nèi)排水系統(tǒng)相連。（2）鉆孔鉆孔采用地質(zhì)鉆機(jī)間隔鉆孔，垂直偏差不大于1%。隧道方向每30m范圍內(nèi)的首個(gè)鉆孔做好詳細(xì)的地質(zhì)鉆孔記錄。（3）注漿管的安設(shè)鉆孔至設(shè)計(jì)深度后，拔出鉆桿用清水清洗，然后利用鉆桿向孔內(nèi)注入封殼料，直至孔口流出封殼料為止。再插入袖套管至孔底，地面預(yù)留長(zhǎng)度不小于10cm。封殼料的配合比由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)定，根據(jù)不同的地質(zhì)情況靈活調(diào)整。建議配合比（質(zhì)量比）為：水泥：膨潤(rùn)土：水=1：（23）：2。配制時(shí)，先將稱好的水泥和膨潤(rùn)土分別置于水槽中制成漿液且攪拌均勻，然后將攪拌均勻的膨潤(rùn)土漿摻入水泥

7、漿中制成封殼料。封殼料澆筑時(shí)的粘度（s）為2030，析水率為6%10%，7d抗壓強(qiáng)度不小于0.4MPa。（4）注漿注漿采用跳孔式注漿，待封殼料強(qiáng)度起來（約24h）后，在袖套管內(nèi)安設(shè)雙向密封注漿芯管，進(jìn)行跳孔分序分次注漿。每段注漿完畢后，應(yīng)用清水沖洗袖套管內(nèi)的殘留漿液。整孔注漿完成后，應(yīng)封閉孔口。（5）效果檢查注漿結(jié)束后，通過注漿效果分析法和鉆孔取芯法對(duì)注漿效果進(jìn)行檢查評(píng)價(jià)，從而確定注漿質(zhì)量。（1）注漿效果分析法通過整理分析注漿記錄資料，分析注漿施工過程中的P-Q-t曲線，定性地評(píng)價(jià)注漿效果；注漿結(jié)束后，匯總注漿量，通過對(duì)地層填充率的反算分析，確定地層中漿液的填充情況，定量地確定注漿效果。（2）

8、注水試驗(yàn)根據(jù)采用水泥-水玻璃雙液漿固結(jié)體強(qiáng)度不高的特點(diǎn)，測(cè)試注漿后地層滲透系數(shù)的方法，采用注水試驗(yàn)進(jìn)行，滲透系數(shù)圓礫及砂土小于1x10-5cm/s，淤泥質(zhì)土和粘土小于1x10-6cm/s。（3）鉆孔取芯法鉆孔取芯是注漿工程中較為普遍的一種效果檢驗(yàn)方式，具有直觀性強(qiáng)、簡(jiǎn)單易操作等優(yōu)點(diǎn)，但其對(duì)砂質(zhì)、粘土類地層較為有效，而對(duì)于礫石含量較高地層取芯完整率較低，僅能通過觀察進(jìn)行定性地評(píng)價(jià)。鉆孔取芯是指注漿完成后在注漿區(qū)域通過地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，盡可能完整地從地層內(nèi)取出巖芯，再根據(jù)取芯率、漿液分布及充填狀況等指標(biāo)對(duì)注漿效果進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。取芯強(qiáng)度應(yīng)不小于1.0MPa，滲透系數(shù)圓礫及砂土小于1x10-5cm/s，淤

9、泥質(zhì)土和粘土小于1x10-6cm/s。3.3 袖閥管加固施工注意事項(xiàng)（1）地面鉆孔施做前，應(yīng)對(duì)鉆孔范圍內(nèi)管線調(diào)查清楚，待管線查清后，方可進(jìn)行布孔施鉆。（2）為確保注漿質(zhì)量，防止串漿的發(fā)生，當(dāng)采取鉆孔、注漿施工平行作業(yè)時(shí)，鉆孔和注漿孔間隔距離應(yīng)在6m以上。（3）地面鉆孔施做前，應(yīng)對(duì)鉆孔范圍內(nèi)管線調(diào)查清楚，待管線查清后，方可進(jìn)行布孔施鉆。管線調(diào)查主要按照勘測(cè)設(shè)計(jì)所提供的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行揭開路面查清。（4）鉆孔水平孔位誤差5cm，鉆孔垂直度±1°。鉆孔內(nèi)（套管內(nèi)）不得有雜物，以便有利于注漿管的安設(shè)。（5）注漿方式采用后退式分段注漿，即在注漿帶內(nèi)由孔底向上分段進(jìn)行注漿，每次注漿段長(zhǎng)為0

10、.40.5m，注完此段后，再后退注另一段，直至全孔注漿完畢。每段注漿由止?jié){塞控制，漿液在止?jié){塞控制下，只能在該段向地層擴(kuò)散。當(dāng)全孔注漿結(jié)束后，立即取出芯管清洗，以防止?jié){液在芯管中凝固。（6）注漿順序按先周邊、后中間、隔排跳孔的原則進(jìn)行。（7）在施工中若發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與祥勘存在較大差異時(shí)：對(duì)于洞身地質(zhì)變差時(shí)，加固深度應(yīng)以進(jìn)入中或強(qiáng)風(fēng)化巖2米為標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)于隧道底部地質(zhì)變差差時(shí)，加固深度應(yīng)達(dá)到隧道底部6米。四、資源配制及工期計(jì)劃4.1機(jī)械或設(shè)備配置詳見表4-1“機(jī)械或設(shè)備配置表”。表4-1 機(jī)械或設(shè)備配置表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量1地質(zhì)鉆機(jī)302多功能鉆機(jī)23注漿機(jī)104挖掘機(jī)25發(fā)電機(jī)14.2人力資源

11、配置據(jù)總體施工進(jìn)度要求和擬投入的施工機(jī)械設(shè)備，在施工擬配備管理和生產(chǎn)人員合計(jì)100人，其中管理人員6人，生產(chǎn)人員94人。具體配備如下表4-2“勞動(dòng)力配備計(jì)劃表”。表4-2 勞動(dòng)力配備計(jì)劃表序號(hào)項(xiàng) 目人 數(shù)備 注1管理人員62挖土機(jī)司機(jī)4施工高峰期3注漿施工90施工高峰期合 計(jì)1004.3施工工期（1）進(jìn)度指標(biāo)根據(jù)機(jī)械配備數(shù)量及其生產(chǎn)能力確定進(jìn)度指標(biāo)，并考慮施工過程其它因素影響，擬定引孔3個(gè)/臺(tái).天。（2）工期安排擬定于3月18日開始施工準(zhǔn)備工作，3月19日開始引孔及注漿施工，總工期約60天，計(jì)劃在5月19日結(jié)束施工，并開始恢復(fù)沿江綠化帶地表。五、質(zhì)量保證5.1質(zhì)量管理組織機(jī)構(gòu)質(zhì)量保證機(jī)構(gòu)見圖5

12、-1“質(zhì)量管理組織機(jī)構(gòu)圖”。各作業(yè)隊(duì)質(zhì)量員專職質(zhì)檢員工程部長(zhǎng)安質(zhì)部長(zhǎng)設(shè)物部長(zhǎng)辦公室主任質(zhì)檢工程師計(jì)財(cái)部長(zhǎng)項(xiàng)目經(jīng)理項(xiàng)目副經(jīng)理總工程師噴嘴質(zhì)量管理委員會(huì)注：項(xiàng)目經(jīng)理：謝仁根；項(xiàng)目總工程師：姜永濤;項(xiàng)目副經(jīng)理：彭再勇；工程部長(zhǎng)：魏祥；安質(zhì)部長(zhǎng)：王厚濤；設(shè)物部長(zhǎng)：李曉龍；辦公室主任：張建峰；質(zhì)檢工程師：王厚濤；計(jì)財(cái)部長(zhǎng)：白樹君。圖5-1質(zhì)量管理組織機(jī)構(gòu)圖5.2質(zhì)量保證措施（1）成孔質(zhì)量控制。首先應(yīng)將鉆機(jī)固定在孔位中心，要求鉆孔孔位誤差小于5cm，為保證鉆孔質(zhì)量，鉆機(jī)安置要平直、穩(wěn)固，開孔前均應(yīng)對(duì)鉆機(jī)的安裝垂直度進(jìn)行檢查，確保鉆孔垂直度小于1%。成孔后需核驗(yàn)鉆孔深度，孔深必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，鉆孔須超深約0

13、.51m。（2）澆筑封殼料時(shí)，應(yīng)使封殼料將孔內(nèi)泥漿或其他鉆進(jìn)沖洗液完全頂出孔外位置。另外，插入袖閥管時(shí)，為使封殼料的厚度均勻，應(yīng)設(shè)法使袖閥管位于鉆孔中心，并應(yīng)避免封殼料進(jìn)入袖閥管內(nèi)。（3）注漿材料質(zhì)量控制。漿液應(yīng)具有良好的流動(dòng)性和流動(dòng)性維持能力，以便在不高的壓力下獲得盡可能的擴(kuò)散距離；漿液析水性要低，穩(wěn)定性要高；且要求漿液結(jié)石具有較高的不透水性和抗?jié)B穩(wěn)定性。本工程注漿材料選用水泥漿和水泥-水玻璃雙液漿。水泥應(yīng)按要求碼放整齊，進(jìn)行防潮保護(hù)，防止變質(zhì)。制漿時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)配比加料，并經(jīng)常對(duì)漿液配比進(jìn)行檢驗(yàn)。（4）注漿過程質(zhì)量控制待封殼料強(qiáng)度起來后（一般24小時(shí)），在袖閥管內(nèi)插入底部帶雙向密封注漿頭的

14、注漿芯管進(jìn)行注漿，放芯管前需檢查管兩端密封橡膠安置是否正確，防止其滑落。注漿初始參數(shù)見表1，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況對(duì)參數(shù)進(jìn)行校核。漿液采用二級(jí)攪拌，水泥進(jìn)入攪拌桶應(yīng)過篩，攪拌時(shí)間不低于3min，漿液充分?jǐn)嚢韬髮?dǎo)入儲(chǔ)漿桶備用，注漿管吸漿龍頭應(yīng)包裹過濾網(wǎng)。注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：以定量和限壓相結(jié)合的方式進(jìn)行控制。當(dāng)注漿段吸漿量大于30L/min或出現(xiàn)冒漿、漏漿、串漿時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況選用以下措施進(jìn)行處理：a.減小壓力；b.冒漿地表壓沙袋、水泥-水玻璃漿或干硬性水泥砂漿封堵；c.間歇1020分鐘或限流注漿；d.在水泥漿中加入速凝劑或采用雙液漿；e.對(duì)吸漿量大，可進(jìn)行多次注漿直至達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。注漿施工過程應(yīng)做好相應(yīng)的施

15、工記錄，對(duì)鉆孔深度、每輪次注漿壓力、每輪次注漿量、每輪次注漿時(shí)間和總注漿量等參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)記錄。及時(shí)整理資料，經(jīng)常分析對(duì)比相鄰注漿孔和相鄰排注漿孔的注漿流量、注漿壓力和注漿量等參數(shù)，根據(jù)各參數(shù)的變化情況估計(jì)注漿效果。對(duì)注漿過程中存在的問題，及時(shí)進(jìn)行分析處理。六、安全、環(huán)保及文明施工保證措施6.1安全施工保證機(jī)構(gòu)安全管理機(jī)構(gòu)見圖6-1“安全管理組織機(jī)構(gòu)”。班組安全員安全員項(xiàng)目經(jīng)理總工程師項(xiàng)目副經(jīng)理工程部長(zhǎng)設(shè)物部長(zhǎng)安質(zhì)部長(zhǎng)安全工程師各作業(yè)隊(duì)長(zhǎng)辦公室主任計(jì)財(cái)部長(zhǎng)安全總監(jiān)注：項(xiàng)目經(jīng)理：謝仁根；項(xiàng)目總工程師：姜永濤;項(xiàng)目副經(jīng)理：彭再勇；工程部長(zhǎng)：魏祥；安質(zhì)部長(zhǎng)：王厚濤；設(shè)物部長(zhǎng)：李曉龍；辦公室主任：張建峰

16、；質(zhì)檢工程師：王厚濤；計(jì)財(cái)部長(zhǎng)：白樹君。6-1 安全管理組織機(jī)構(gòu)6.2安全保證措施（1）進(jìn)入施工場(chǎng)人員須正確佩戴安全防護(hù)用品，確保施工作業(yè)安全；（2）在大堤段或行人行車通道醒目位置設(shè)立警示標(biāo)志，并在交通干線上派遣交通協(xié)管人員；（3）場(chǎng)地內(nèi)用電線路須進(jìn)行穿管保護(hù)，嚴(yán)禁線路置于水中，每日電工巡檢時(shí)將此項(xiàng)作為專項(xiàng)檢查，確保施工用電安全；（4）場(chǎng)區(qū)內(nèi)油料統(tǒng)一存放統(tǒng)一管理，且設(shè)專人看管，確保油料使用安全。（5）場(chǎng)區(qū)內(nèi)設(shè)立避雷裝置，為雨季施工做好預(yù)防措施。6.3文明施工、環(huán)境保護(hù)保證機(jī)構(gòu)6.3.1環(huán)保、文明施工管理機(jī)構(gòu)文明施工組織機(jī)構(gòu)見圖6-2“環(huán)保、文明施工組織機(jī)構(gòu)框圖”6.3.2文明施工保證措施（1）

17、施工廢水、廢油及雜物統(tǒng)一存放和處理，未經(jīng)處理嚴(yán)禁直接排入湘江。（2）工程材料、制品構(gòu)件堆放整齊，機(jī)具設(shè)備保持機(jī)容整潔。項(xiàng)目經(jīng)理書 記副經(jīng)理技術(shù)主管辦公室主任機(jī)電主管材料主管生產(chǎn)組各作業(yè)班組注：項(xiàng)目經(jīng)理、書記：;項(xiàng)目副經(jīng)理：彭再勇；技術(shù)主管：魏祥；機(jī)電主管：蔣勇；材料主管：李曉龍；辦公室主任：張建峰； 圖6-3 環(huán)保、文明施工組織機(jī)構(gòu)框圖（3）嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)施工程序，做到工完料凈場(chǎng)地清，無垃圾雜物。（4）加強(qiáng)碴土施工管理，做好保潔工作，將施工對(duì)沿江綠化帶的影響降至最小，施工完畢后，立即回復(fù)綠化帶原貌。6.3.3環(huán)境保護(hù)保證措施（1）限制施工人員和機(jī)械的活動(dòng)范圍，施工結(jié)束后及時(shí)清理現(xiàn)場(chǎng)，將施工對(duì)生態(tài)

18、環(huán)境的影響降低到最低程度。（2）工程施工期間，嚴(yán)格按照國家和長(zhǎng)沙市有關(guān)法規(guī)要求，執(zhí)行建筑施工場(chǎng)界噪聲限值（GB1252390）、城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)（GB10070-88）標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)施工場(chǎng)地周圍的環(huán)境情況，減少夜間作業(yè)，避免燈光、噪聲及震動(dòng)等對(duì)周邊居民的驚擾。（3）施工中的污染物：妥善處理施工期間產(chǎn)生的各類污染物，防止其對(duì)重點(diǎn)地段的生態(tài)環(huán)境造成污染，特別是對(duì)地下水及土壤的影響。（4）環(huán)境保護(hù)具體措施：專人負(fù)責(zé)環(huán)境保護(hù)工作。根據(jù)不同的施工階段和季節(jié)及時(shí)調(diào)整環(huán)保工作內(nèi)容，保證保護(hù)質(zhì)量。施工中產(chǎn)生的廢水必須在固定的排放池中存放，經(jīng)沉淀后指定排放。廢油必須保存在密封的容器內(nèi)，統(tǒng)一處理。七防洪措施由于施工時(shí)間在3月到5月，正值長(zhǎng)沙市的雨水季節(jié)和湘江水位回升階段，此時(shí)段內(nèi)在大堤河灘段施工對(duì)防洪措施提出了更高的要求。我項(xiàng)目為保證員工生命安全及施工安全，在施工時(shí)針對(duì)防洪