超前深孔注漿加固方案

北京地鐵15號線一期工程西段工程（奧林匹克公園站）中導洞注漿加固施工方案北京建工集團有限責任公司北京地鐵15號線一期工程 12標段項目經(jīng)理部2012年2月一、工程概況 錯誤！未指定書簽。二、注漿工藝 錯誤！未定義書簽。袖閥管的特點 錯誤！未指定書簽。袖閥管注漿工藝特長 錯誤！未指定書簽。注漿位置 錯誤！未指定書簽。三、注漿施工 錯誤！未指定書簽。施工流程 錯誤！未指定書簽。注漿設備 錯誤！未指定書簽。機械設備選型 錯誤！未指定書簽。鉆機主要參數(shù) 錯誤！未指定書簽。注漿材料及漿液選擇 錯誤！未指定書簽。注漿材料及漿液比選 錯誤！未定義書簽。主要注漿材料 錯誤！未指定書簽。注漿參數(shù) 錯誤！未指定書簽。套殼料配合比 錯誤！未指定書簽。雙液漿配合比 錯誤！未指定書簽。注漿段長度 錯誤！未指定書簽。注漿壓力設計 錯誤！未指定書簽。四、主要施工工藝 錯誤！未指定書簽。鉆孔 錯誤！未指定書簽。下袖閥管 錯誤！未指定書簽。安裝導氣管及封口 錯誤！未指定書簽。灌注套殼料 錯誤！未指定書簽。注漿 錯誤！未指定書簽。效果檢測 錯誤！未指定書簽。五、安全保障措施 錯誤！未指定書簽。安全目標 錯誤！未指定書簽。安全管理體系及保證措施 錯誤！未指定書簽。組織保證 錯誤！未指定書簽。制度保證 錯誤！未指定書簽。實施保證 錯誤！未指定書簽。各主要項目安全措施 錯誤！未指定書簽。六、應急預案 錯誤！未指定書簽。防塌方、涌水、涌砂事故 錯誤！未指定書簽。防機械傷害 錯誤！未指定書簽。、工程概況奧林匹克公園站是與 8號線換乘車站。車站位于奧運中心區(qū)，大屯路城市隧道下方，預留公交節(jié)點的西側，沿大屯路東西向布設。周邊分布有國家會議中心、國家體育館、水立方、鳥巢等奧運場場館。本站與 8號線形成換乘節(jié)點，可有效解決奧運核心區(qū)的多個方向客流疏散。車站主體結構為地下兩層三跨平頂直墻結構， 采用暗挖PBAT法，整體逆做局部順做法施工，車站采用暗挖雙層雙柱三跨 14m島式車站。車站總長，總寬，車站頂板緊貼大屯路隧道，大屯路隧道上方覆土約為。車站通過由新奧地下商業(yè)自行車停車場改造的換乘廳與 8號線奧林匹克公園站換乘。車站總建筑面積褶（不含新奧地下商業(yè)改拆面積），新奧地下商業(yè)改拆面積m2,其中主體建筑面積8624nl、附屬建筑面積nf,本站共設出入口4處（其中三號出入口包含3A、3B兩個既有出入口），地面風亭2組。2個安全疏散口、1個換乘通道、換乘廳等。奧林匹克公園站原設計為先施工車站主體結構邊導洞，再進行邊樁體系及頂縱梁施工，后進行中導洞施工?，F(xiàn)變更為邊樁體系與中導洞開挖同時進行施工，為控制大屯路隧道沉降，需在開挖中導洞前進行注漿加固處理。注漿范圍為中導洞與邊導洞之間扣拱土體、兩中導洞之間扣拱土體，分別由1-2導洞及1-3導洞向導洞兩側扣拱土體進行注漿，采用袖閥管注漿處理。施工過程中的前 10米土體作為注漿的試驗段，以后每開挖 10米土方進行一次注漿處理，每次注漿有效長度為12米。二、注漿工藝袖閥管的特點1、袖閥管結構主要由？68mmPVC管、6分鍍鋅注漿內管、橡皮套、密封圈等組成。見圖1袖閥管結構；圖1袖閥管結構示意圖2、袖閥管是一種只能向管外出漿，不能向管內返漿的單向閉合裝置。灌漿時，壓力將小孔外的橡皮套沖開，漿液進入地層，如管外壓力大于管內時，小孔外的橡皮套自動閉合，當注漿指標達到技術要求時停止注漿，進行下一階段注漿。袖閥管注漿工藝特長1）能有效地按照注漿工程的設計要求，確定注漿的位置和范圍。（2）不易產(chǎn)生注漿盲區(qū)和薄弱區(qū)，適合高風險注漿施工，能形成有效隔水帷幕。（3）每個灌漿長度固定為 30cm-50cm可以根據(jù)地層情況調整灌漿長度，實現(xiàn)定量定尺可控灌漿。（4）可根據(jù)需要灌注任何一個灌漿段，還可重復灌漿，保證注漿質量。（5）可使用較高的灌漿壓力，灌漿時冒漿和串漿的可能性較小。（6）鉆孔和灌漿分開，提高了鉆孔、設備的利用率。（7）同一注入點可以采用不同的注漿材料進行注漿。（8）由于在被加固的地層中，進行了多點、定量、均衡的注漿，注漿體在地層中均勻分布，均勻連接，因此，大大提高了被加固地層段的整體穩(wěn)定性。（9）袖閥管注漿應用廣泛，應用于地基加固、不良地層處理、控制樓房、橋梁、管線等建（構）筑物沉降，是一種精細化的注漿方法，且工藝比較成熟，成功案例較多。注漿位置每兩個導洞間扣拱土體均打設 8排注漿孔，每排 6個注漿孔，另垂直打設 4個15m深的孔。孔位布設平面圖及剖面圖詳見附圖一及附圖二。表3-2坑道鉆機機械性能表扭矩N?m轉速r/min起拔力/KN行程/mm鉆桿直鉆孔深徑/mm度/m為功率/KW/KN外型尺寸/mm350120/214/375124004210091250X640X1265注漿材料及漿液選擇三、注漿施工施工流程機械設備進場、材料準備施作試驗監(jiān)測孔鉆機就位注漿設備機械設備選型針對粘土地層，，使用普通包機即能實現(xiàn)鉆孔要優(yōu)點是能調節(jié)兩加漿液的配系牛、柴液流量和注漿壓力見表3-1第一次注漿 插入袖閥機械設備主注漿設備采用高效三卸雙液下入袖閥管注入套殼撲孔鉆進第二次注漿KT?TF注漿，沖洗注漿^/^--h 三、注漿施工施工流程機械設備進場、材料準備施作試驗監(jiān)測孔鉆機就位注漿設備機械設備選型針對粘土地層，，使用普通包機即能實現(xiàn)鉆孔要優(yōu)點是能調節(jié)兩加漿液的配系牛、柴液流量和注漿壓力見表3-1第一次注漿 插入袖閥機械設備主注漿設備采用高效三卸雙液下入袖閥管注入套殼撲孔鉆進第二次注漿KT?TF注漿，沖洗注漿^/^--h -—?42鉆、制備漿液注漿加固詳調整施工蓼數(shù)乂['?]——二漿藻T—— ---攪漿機1壓力0?10Mpq1 ~火力?5Mpq4KW壓750楙芯試驗 2 圭M正本泥漿和水坡璃溶液 總J 1——— 攪田 結鉆機主要參數(shù)注漿材料及漿液比選注漿材料選擇關系到注漿的成敗和工程造價。不同地層條件的滲透系數(shù)存在很大差異，根據(jù)注漿材料的特性進行針對性的選擇，既能達到預期的效果又能節(jié)約工程費用。注漿對漿液的要求：①初始黏度低、流動性好、可灌性強、能滲透到細小的裂隙或孔隙;②早期強度高，注漿完成后可立即進行開挖；

凝可控性強，凝膠時間可以任意調整，準確控制；④穩(wěn)定性好，有較好的耐久性；⑤結石體具有一定的抗壓、抗拉強度，抗?jié)B性和抗沖刷性好；⑥材料配制及操作簡單；⑦材料來源廣泛，價格便宜；⑧無公害，不污染環(huán)境。本工程的難點是控制大屯路隧道的沉降， 由于水泥漿液初凝時間較長，凝固后收縮較大的特點，所以單一的水泥漿無法滿足現(xiàn)場的施工要求，結合本工程工程地質、水文地質等條件，綜合考慮注漿效果、工期、造價，在粘土及粉質粘土地層選擇水泥漿液中加入SPM!漿料及減水劑。SPM!漿料主要是減少水泥漿液的初凝時間；減水劑可以減少用水量，減少水泥漿液終凝后的收縮。經(jīng)過現(xiàn)場漿液適配，初凝時間為2?3小時。主要注漿材料注漿原材料主要為普通水泥、外加劑等，其他耗材還包括袖閥管、塑料管和鍍鋅鋼管等。注漿參數(shù)主要包括套殼料和單液漿的配合比、膠凝時間、注漿段長度、注漿壓力、孔位布置、注漿量、注漿結束標準等。套殼料配合比為保證套殼料盡快達到強度，進行袖閥管注漿。套殼料靠增大水泥用量調節(jié)凝固時間，施工過程中根據(jù)其強度增長規(guī)律進行注漿，否則要么套殼料強度不夠，形不成分段針對性注漿，要么強度過高，注漿需要更高的壓力才能劈裂開套殼料。表3-3套殼料配合比表 （重量比）材料 普通硅酸鹽水泥 膨潤土 水配合比 2 1 4雙液漿配合比12m水泥+水+XPM1漿料+速凝劑+減水劑（質量比）=1::::配比漿液。注漿段長度12m根據(jù)工程、水文地質和鉆機能力，結合本工程實際情況注漿段長度選擇進行。注漿壓力設計注漿壓力是漿液在裂隙中擴散、充塞、壓實脫水的動能。壓力太小不能充滿裂隙，擴散范圍有限，達不到截斷地下水的目的；注漿壓力高，可以提高漿液結石體的強度和不透水性，還可以擴大孔距，減少孔數(shù)，加快施工進度，但是壓力過高，超過極限易引起裂隙擴大，土層移動和抬升，漿液擴散到注漿設計范圍以外，造成材料浪費甚至事故。根據(jù)工程地質情況及周邊環(huán)境，包括建筑物和地下管線情況，取最大注漿壓力 MPa。臨近止?jié){盤段需要降低注漿壓力，防止將止?jié){墻壓垮，根據(jù)初期支護承受的最大壓力及止?jié){盤承受的最大壓力得：臨近止?jié){盤段注漿壓力不大于，擴散半徑為。四、主要施工工藝鉆孔根據(jù)孔位布置設計圖在橫通道上用紅油漆標出孔位，采用鉆機成孔，用角規(guī)、吊錐控制鉆桿水平角和仰角，鉆進過程中不斷糾正鉆桿角度，確保形成咬合的終孔效果。鉆孔直徑為10cm。下袖閥管成孔后拔出內鉆桿，將袖閥管插入孔內， 袖閥管末端用錐形堵頭封好，防止管內被土體堵塞。插入袖閥管時應保持袖閥管位于鉆孔的中心，以便灌注套殼料時將袖閥管包裹均勻。下袖閥管時將同長度的6分塑料管一同下入孔內，作為注套殼料的管路。袖閥管下到位后將孔口用保護帽套好。安裝導氣管及封口袖閥管和6分塑料管一起下到位后將帶閥門的6分鋼管安裝在孔口，用快硬水泥將孔口封嚴。6分鋼管作為注套殼料時的排氣孔，保證套殼料灌注密實。灌注套殼料鉆一孔注一孔，防止發(fā)生塌孔和埋管。將配好的套殼料用 PW-120泥漿泵壓入6分塑料管，套殼料會從孔底向外返漿，達到置換孔內泥漿、填滿套殼料的目的。待6分鍍鋅鋼管開始溢漿，說明孔內套殼料已經(jīng)注滿，即可關閉排氣管的閥門。為保證套殼料的密實，當灌注壓力達到，持壓5?10s再停止灌漿。注漿待套殼料達到一定強度后進行注漿。注漿順序從上向下，從無水到有水的順序進行，為防止串漿，采用跳孔注漿的方式進行。單根袖閥管注漿采用分段注漿，分段長度為。根據(jù)施工情況掌握終灌標準：在注漿終壓下，吸漿量 <1?2L/min,穩(wěn)壓15min結束注漿或臨孔發(fā)生較嚴重的冒漿。效果檢測注漿完成待漿液凝固后進行壓水試驗和鉆孔取芯，檢驗土體透水性和抗壓強度。五、安全保障措施安全目標本工程安全生產(chǎn)目標為：“六無、一杜絕、一創(chuàng)建”。“六無”即：無重大工傷事故，無重大、大的交通事故和機械事故，無火災、洪災事故，無倒塌事故，無中毒事故，無傳染病事故。“一杜絕”即：杜絕重大傷亡事故。“一創(chuàng)建”即：創(chuàng)建安全文明標準工地。安全管理體系及保證措施安全保證體系見圖5-1所示。

圖5-1安全管理體系圖組織保證奧林匹克公園站成立由項目經(jīng)理、安全經(jīng)理、總工程師組成的安全小組，

其中項目經(jīng)理為第一責任人，安全經(jīng)理為安全生產(chǎn)的直接責任人。工區(qū)安全小組受項目部安全管理小組領導。安全員負責工區(qū)日常的安全工作的落實，督促工人按有關安全規(guī)定進行生產(chǎn)。同時本項目部實行人人管安全制度。制度保證建立文件化的職業(yè)安全健康管理體系，可確保職業(yè)安全健康工作制度化、程序化，從而實現(xiàn)全面的系統(tǒng)控制。職業(yè)安全健康管理體系文件分為職業(yè)安全健康管理手冊、職業(yè)安全健康管理程序文件和作業(yè)指導書三個層次，各自發(fā)揮其獨特的作用和功能，健全自我約束機制，有效保護勞動者的安全和健康。實施保證（1）培訓和教育1）加強職業(yè)安全健康宣傳教育，學習管理體系文件、各項安全生產(chǎn)法令和規(guī)章制度，使各級領導和廣大職工群眾真正認識到安全生產(chǎn)的重要性、必要性，懂得安全生產(chǎn)的科學知識，牢固樹立安全第一的思想。2）采用新技術、新工藝、新設備施工和調換工作崗位時，要對操作人員進行新技術操作和新崗位的安全教育，未經(jīng)教育不得上崗操作。3）工作班每周例行安全學習，學習安全操作規(guī)程，安全防護知識，總結施工生產(chǎn)中的安全隱患，制訂相應的防范措施。（2）監(jiān)督檢查1）項目部對生產(chǎn)中的安全工作，要組織定期和不定期檢查，定期檢查每月組織一次。2）加強安全生產(chǎn)的組織領導，每次定期的安全生產(chǎn)檢查，領導干部必須親自掛帥，并由有關人員組成檢查領導小組，針對安全生產(chǎn)中存在的實際問題制定具體計劃，提出明確的目標和要求，充分做好宣傳動員，有計劃、有重點地進行檢查。3）安全生產(chǎn)檢查時作到自查與互查結合，上下結合的方法，橫向到邊、豎向到底，不留死角，做到邊檢查、邊整改。做到條條有著落，件件有交待。4）針對施工專業(yè)性的特點還應進行專業(yè)性安全檢查和整改。（3）獎罰制度加強安全檢查，開展安全生產(chǎn)競賽，實行安全生產(chǎn)獎懲。將安全生產(chǎn)與經(jīng)濟利益掛鉤，對安全生產(chǎn)好的個人和班組給予重獎，對違章指揮、違章操作、忽視安全的行為給予重罰，對造成安全事故者視其情節(jié)輕重嚴肅處理。各主要項目安全措施施工現(xiàn)場臨時用電安全措施嚴格按《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范》 (JGJ46-2005)中的有關規(guī)定執(zhí)行。⑴現(xiàn)場臨時用電線路的安裝、維修、拆除應由取得特殊工種上崗證的專職電工進行操作。⑵所有電線路采用“三相五線制”，機電設備必須按“一機一閘一漏電”設保護裝置。場內禁止使用裸體導線，架設的電力線路應符合有關規(guī)定要求。⑶變壓器設置圍欄，設門加鎖，專人管理，懸掛警示牌，變壓器必須設接地保護裝置，具接地電阻不得大于4Q0⑷室內配電柜、配電箱前設絕緣墊，并安裝漏電保護裝置。各類電器開關箱和電器設備，按規(guī)定設接地或接零保護裝置，禁止電源開關箱內存放工具、雜物，并加鎖。⑸檢修電器設備時必須停電作業(yè)，電源箱或開關握柄上應掛有警示牌或派人看管，嚴禁帶電作業(yè)。高處作業(yè)安全措施⑴高處作業(yè)人員必須戴好安全帽、系好安全帶、穿防滑鞋，安全帶定期做荷載、沖擊實驗。⑵高處作業(yè)人員不得穿拖鞋、硬底鞋、易滑鞋上班，禁止其他無關人員進入施工現(xiàn)場。⑶從事架子、起重作業(yè)人員，定期檢查身體，必須持證上崗。⑷作業(yè)平臺上的腳手板必須滿鋪，且平順、牢固、無探頭板。施工搭設的梯道、腳手架、防護欄、安全網(wǎng)等防護設施應符合安全要求，經(jīng)安全員檢查合格后方可投入使用，架子工程施工應嚴格執(zhí)行《建筑施工高處作業(yè)安全技術規(guī)范》和《建筑安裝安全技術操作規(guī)程》有關規(guī)定。

六、應急預案防塌方、涌水、涌砂事故應急物資表序號名稱用途序號名稱用途1扳手清除障礙10鐵鍬清除障礙2撬棍11鎬清除障礙3方木12編織袋封堵4水泵13砂石料封堵5簡易擔架轉移傷員14藥品救治傷員6鼓風機通風15發(fā)電機供電7鋼管16水泥注漿8小導管注漿17速凝劑注漿9型鋼18注漿機注漿搶險物資：防毒面具、擔架、急救箱、安全帽、絕緣鞋、手電、對講機、警戒帶、路障、警示燈、交通指揮棒、反光背心等。機械：混凝土泵車、挖掘機、鏟車、救援車。注：所有應急物資均放在應急物資倉庫，專人保管。應急響應一旦發(fā)生坍塌、涌水、涌砂事故，由現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)人員立即通知現(xiàn)場管理人員，現(xiàn)場管理人員第一時間通知項目經(jīng)理，并組織現(xiàn)場初期救援。項目經(jīng)理立即與當?shù)蒯t(yī)院聯(lián)系安排住院搶救事宜， 并立即啟動應急預案。同時根據(jù)相關規(guī)定，上報上級領導、監(jiān)理、業(yè)主及當?shù)匕脖O(jiān)部門項目經(jīng)理第一時間趕赴事故現(xiàn)場，統(tǒng)一組織搶險、救援事宜。1）首先撤出工作面施工人員及機械設備。2）根據(jù)事故發(fā)生情況，統(tǒng)一步署應急預案的實施工作，應急指揮中心緊急調用全項目內可用于搶險的機具設備、物資、人員、資金投入搶險工作。調用全項目內可用于搶險的機具設備、首先判斷是否有二次坍塌的可能，確認圍巖基本穩(wěn)定后，組織人員和設備進洞搶險，搶險過程以優(yōu)先搶救傷員為原則。處理坍方方法如坍方體積較小，且坍方范圍內已進行噴錨或已架設好較為牢固的構件支撐時，可由兩端或一端先上后下地逐步清除坍碴，隨挖隨噴射砼，隨架設臨時構件支撐支頂。如坍方體積較大，或地表已下沉，或因坍體堵塞無法進入坍方范圍進行支護時，則用注漿加固坍體，之后進行后續(xù)處理。具體施工方法塌方掌子面地段是隧道施工的薄弱環(huán)節(jié)，需特殊處理，重點加固，根據(jù)塌方體坡面特點，坡體虛土不易再挖，穩(wěn)定土體一但開挖，土體內部會形成新的滑動面，造成新的坍塌，應先對塌方體和圍巖暴露面，進行噴碎封閉，厚度?0.2m作為初期支護，扼止再次塌方的產(chǎn)生，也為監(jiān)測塌方提供依據(jù)，然后對塌方影響范圍進行注漿，加設超前管棚，使開挖輪廓附近與周圍巖體形成一個整體，以抵抗土體下滑力和開挖后圍巖產(chǎn)生的側向壓力。開挖輪廓線以上約5簿視為開挖影響區(qū)域，采用超前導管 小42注漿，輪廓線外第一層間距為*0.2m,其余按*0.5m梅花型布置，注漿管長度3.5M,外插角25°，靠近圍巖部位布設徑向導管注漿， L=3.5M，*0.5m梅花型布置，下部坍體進行開挖斷面外兩側注漿，導管布置為*0.5m,L=3.5m梅花型布置。處理坍方常用的支護形式A.噴錨處理a)由外向內，由上而下，逐段隨清坍土向巖壁先噴射一薄層砂漿，然后再噴射碎，碎宜分層噴射，每層厚 5cm左右，或