深孔注漿專項(xiàng)施工方案

石家莊軌道交通1號(hào)線04標(biāo) 深孔注漿專項(xiàng)施工方案中鐵航空港建設(shè)集團(tuán)有限公司目錄1.編制依據(jù) 12.工程概況 12.1工程簡(jiǎn)介 12.2工程地質(zhì) 22.3水文概況 22.4設(shè)計(jì)概況 23.1施工方案設(shè)計(jì) 23.2深孔注漿原理 34.1準(zhǔn)備工作 34.2鉆孔的布置及工序 34.3注漿材料的選擇 54.4注漿量 54.5注漿壓力的選定 64.6注漿過程中異常情況處理 74.7注漿機(jī)械 74.8注漿工藝及要求 84.9工期安排 94.10人員安排 95.施工保證措施 95.1質(zhì)量保證措施 95.2安全保證措施 95.3文明施工、環(huán)境保護(hù)保障措施 106.出現(xiàn)坍塌時(shí)的應(yīng)急響應(yīng)措施 106.1臨界條件 106.2產(chǎn)生的主要原因 106.3應(yīng)急響應(yīng)措施 106.4坍塌的應(yīng)急搶救要求 116.5設(shè)備物資配置及相關(guān)措施 11石家莊軌道交通1號(hào)線一期工程XXXX站~XXXX站區(qū)間風(fēng)險(xiǎn)源深孔注漿施工方案1.編制依據(jù)1）石家莊市城市軌道交通1號(hào)線一期工程XXXX站～XXXX站區(qū)間暗挖段主體結(jié)構(gòu)施工圖；2）XXXX站～XXXX站區(qū)間挖隧道專項(xiàng)施工方案；3）根據(jù)目前我施工單位掌握的現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)資料；4）根據(jù)目前施工情況和工期的要求；5）現(xiàn)行國(guó)家、行業(yè)相關(guān)技術(shù)規(guī)范、要求、標(biāo)準(zhǔn)及石家莊市有關(guān)安全、質(zhì)量、工程驗(yàn)收等方面的地方性法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、法律和法規(guī)；6）我單位現(xiàn)有的施工技術(shù)、施工管理和機(jī)械設(shè)備配備能力。2.工程概況2.1工程簡(jiǎn)介石家莊軌道交通1號(hào)線XXXX站~XXXX站區(qū)間，由站前街的XXXX站出發(fā)，沿中山路向東，到達(dá)XXXX站。區(qū)間起點(diǎn)里程K9+603.75，終點(diǎn)里程K10+686.300,全長(zhǎng)1082.55m。暗挖隧道下穿地下通道、電力溝、污水管等風(fēng)險(xiǎn)源，為保證地鐵上方構(gòu)筑物及管線的安全，控制地面沉降。隧道初支外2.5m，初支內(nèi)1m范圍內(nèi)采用深孔注漿加固措施。序號(hào)風(fēng)險(xiǎn)源工程名稱對(duì)應(yīng)線路里程注漿部位注漿加固長(zhǎng)度1礦山法區(qū)間下穿華北眼鏡城地下通道K9+640.15K9+628~+652雙線48m2礦山法區(qū)間下穿電力溝K9+670.95K9+660.95~+680.95雙線40m3礦山法下穿污水管K9+687.9K9+680.95~+697.95雙線34m4礦山法區(qū)間側(cè)穿過街天橋K9+749.2K9+735~+760右線25m5礦山法區(qū)間側(cè)穿過街天橋K10+235.5K10+215.5~255.5雙線80m2.2工程地質(zhì)本區(qū)間暗挖段結(jié)構(gòu)拱頂以上主要為素填土=1\*GB3①2層、黃土狀粉質(zhì)粘土=3\*GB3③1層、黃土狀粉土=3\*GB3③2層、粉細(xì)砂=4\*GB3④1層及粉質(zhì)粘土=5\*GB3⑤1層。其中粉細(xì)砂=4\*GB3④1層為中密土層，土體自穩(wěn)能力較差，施工過程中容易發(fā)生坍塌。穿越風(fēng)險(xiǎn)源時(shí)，隧道拱頂上方地質(zhì)為黃土狀粉質(zhì)粘土=3\*GB3③1層，隧道上半斷面主要位于粉細(xì)砂=4\*GB3④1層及粉質(zhì)粘土=5\*GB3⑤1層中。2.3水文概況本段勘察鉆孔最大深度45m，在勘察深度范圍內(nèi)未能實(shí)測(cè)到地下水位，根據(jù)本場(chǎng)地周邊水井的調(diào)查資料及區(qū)域水文地質(zhì)資料，本段線路結(jié)構(gòu)所在地層無(wú)地下水。區(qū)間施工不需施工降水。但由于大氣降水等原因，不排除局部存在上層滯水的可能性，因此施工時(shí)須考慮上層滯水對(duì)本工程的影響。2.4設(shè)計(jì)概況區(qū)間暗挖結(jié)構(gòu)支護(hù)參數(shù)表項(xiàng)目設(shè)計(jì)參數(shù)材料標(biāo)準(zhǔn)斷面開挖方式臺(tái)階法開挖，預(yù)留核心土。初期支護(hù)超前支護(hù)拱部120°，環(huán)向間距300mm，L=2m，每榀打設(shè)φ42×3.25鋼筋網(wǎng)φ6.5@150×150mm單層鋼筋網(wǎng)噴射砼厚度0.25mC25噴射混凝土格柵鋼架間距0.5mHRB400/HPB300臨時(shí)仰拱每榀設(shè)置C25噴射混凝土鎖腳錨管每榀一打，上臺(tái)階角部，L=2.5mφ42×3.253.施工技術(shù)方案3.1施工方案設(shè)計(jì)1）施工目的：本著加固地層的目的，使解~平區(qū)間暗挖隧道頂部及側(cè)面增加抗壓強(qiáng)度和粘結(jié)性，實(shí)現(xiàn)加固地層的目的，保證暗挖隧道下穿構(gòu)筑物及電力隧道等風(fēng)險(xiǎn)源時(shí)拱頂土體穩(wěn)定，拱頂沉降量在20mm以內(nèi)，傾斜率控制在0.002以內(nèi)。2）施工方法選擇：本工程采用雙重管無(wú)收縮注漿工法，對(duì)隧道上導(dǎo)初支外2.5m。初支內(nèi)1m范圍內(nèi)進(jìn)行深孔注漿。注漿孔數(shù)為27個(gè)，深度為12m，三排布設(shè)，以達(dá)到穩(wěn)固土體的預(yù)期目的。3.2深孔注漿原理深孔注漿是用水泥-水玻璃漿液從注漿孔道均勻地注入土體中，以填充、滲透和擠密等方式，驅(qū)走砂層和粘土顆粒間的水分和氣體，并填充期位置，通過改性漿液中所含礦物與土體中的水土分別發(fā)生水解、水化反應(yīng)以及團(tuán)粒作用等，形成懸浮膠體和團(tuán)粒，硬化后形成強(qiáng)度大、壓縮小和抗?jié)B性高、穩(wěn)定性良好的土體。同時(shí)改性漿液本身膠凝時(shí)間短，在吃力含碎較大、滲透系數(shù)較大的砂層時(shí)能更好的、及時(shí)的加固止水。土體結(jié)硬后后，土體的孔隙率和含水率較低，密度加大，同時(shí)由于改性漿液擠壓土體，使土體抗變形能力增加，提高了變形模量，從而防止或減少掌子面土體坍塌。4.深孔注漿施工4.1準(zhǔn)備工作1）掌子面封閉采用C25噴射混凝土，混凝土噴射厚度為20cm，中間鋪設(shè)一層鋼筋網(wǎng)片（,6.5@150×150）。2）鉆機(jī)就位之前，先進(jìn)行測(cè)量放線工作，測(cè)量出每個(gè)孔的具體位置，并用紅油漆標(biāo)出。3）搭設(shè)腳手架、嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行。4）熟悉技術(shù)交底所交的相關(guān)內(nèi)容。4.2鉆孔的布置及工序1）鉆孔布置如下圖4-1所示，在鉆孔過程中先上后下，先外后內(nèi)，注漿采用后退式分段注漿，布孔間距600mm。鉆孔施工按照上下臺(tái)階拉開3m距離，每循環(huán)進(jìn)尺12m，后序注漿段預(yù)留4m已注漿段作為止?jié){盤，詳見圖4-2.2）深孔注漿的具體施作方法工序示意如圖4-3所示。圖4-1鉆孔布置橫斷面圖4-2鉆孔布置縱斷面圖4-3深孔注漿工序示意圖4.3注漿材料的選擇經(jīng)過小導(dǎo)管注漿試驗(yàn)，確定在粉質(zhì)粘土及較密實(shí)粉細(xì)砂地帶采用注漿漿液為水泥~水玻璃雙液漿。1）注漿原材料水泥：PO.42.5普通硅酸鹽水泥水玻璃：模數(shù)2.2～2.8，濃度40Be’20配合比1.5:1水泥漿+30be’水玻璃（水泥漿與水玻璃體積比1:1）4.4注漿量按照鉆孔施工順序圖，鉆孔完成后即進(jìn)行該孔的注漿，全段總注漿量如下：計(jì)算依據(jù)：注漿量可按以下公式計(jì)算：L=V×n×a（1+β）式中：L=注漿量，單位m3；V=注漿范圍土體體積，單位m3；n=地層（粉質(zhì)粘土和粉細(xì)砂層）孔隙率；a=漿液充填系數(shù)，0.7～0.9，取0.8；漿液損失率β：10％～30％，取20%；設(shè)計(jì)中，n×a（1+β）統(tǒng)稱為填充率，填充率按下表選用。單根當(dāng)達(dá)到以下條件之一，即可結(jié)束注漿：a.注漿壓力達(dá)到注漿終壓；b.注漿壓力上升緩慢，當(dāng)注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并確認(rèn)未發(fā)生跑漿或漏漿；循環(huán)達(dá)到下述條件可結(jié)束注漿：設(shè)計(jì)的注漿孔均滿足單根結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)結(jié)束注漿，無(wú)漏注現(xiàn)象。施工中及時(shí)形成注漿記錄，通過對(duì)注漿記錄的統(tǒng)計(jì)，認(rèn)為注漿達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)行開挖，開挖過程中觀察漿液的擴(kuò)散情況，分析存在問題的原因，為下循環(huán)注漿做準(zhǔn)備。每個(gè)斷面所有注漿管完畢后，對(duì)注漿孔實(shí)行封密，恢復(fù)原狀。4.5注漿壓力的選定1）根據(jù)注漿處地層深度計(jì)算P=KH式中，P——設(shè)計(jì)注漿壓力（終壓值）（MPa）H——注漿處深度（m）K——由注漿深度確定的壓力系數(shù)2）根據(jù)地層滲透系數(shù)情況根據(jù)地層滲透系數(shù)情況及漿液注入量情況，注漿壓力一般選用0.3~0.5MPa。4.6注漿過程中異常情況處理1）冒漿注漿過程中要認(rèn)真觀察地表及相鄰管線的變化情況，由于漿液的進(jìn)入，引起地層變化，封閉強(qiáng)度較低的地方，首先可能會(huì)冒出漿液，這就需要在冒漿處加以堵塞，必要時(shí)采取間歇注漿方式，以保證漿液有效的注入地層。注漿壓力變化：注漿過程中，壓力要在控制范圍之中，過大或過小的注漿壓力都不能滿足施工需要，如果壓力過低應(yīng)該檢查是否有漏漿之處，或漿液通過地下某些管道流走，壓力過高應(yīng)檢查是否管路或混合器被堵塞。施工時(shí)需要觀察好注漿終壓不能高于規(guī)定的注漿壓力值。3）凝膠時(shí)間變化：凝膠時(shí)間需要根據(jù)被加固土體的性質(zhì)來(lái)調(diào)整。地層含水量大時(shí)，漿液容易被地下水稀釋，影響固結(jié)效果，需要縮短凝膠時(shí)間；含水量少，為了擴(kuò)散一定范圍，需要延長(zhǎng)凝膠時(shí)間。凝膠時(shí)間由雙液漿的混合比例來(lái)控制，水泥漿比例高，凝膠時(shí)間短。需在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)地質(zhì)情況調(diào)控，才能滿足施工要求。4）注漿量調(diào)整：地層的注漿量是否合適是地層加固的效果的體現(xiàn)，采用隔孔注入方式，這樣既避免注漿孔互相影響，又使后注孔起到補(bǔ)充先注孔的作用，保證土體漿液擴(kuò)散均勻5）注漿泵異常：在注漿過程中，由于凝膠時(shí)間短，管路在兩種漿液混合過程中，不可避免的發(fā)生凝固和堵塞現(xiàn)象，此時(shí)注漿泵會(huì)由于管路故障而提高壓力，機(jī)器發(fā)出異常的聲音，壓力表指示壓力上升，如果不及時(shí)處理會(huì)產(chǎn)生高壓傷人危險(xiǎn)事故。此時(shí)必須停泵卸下注漿高壓軟管，沖洗清理管路，或者清理混合器，檢查出故障部位，并予以處理，沖洗干凈，然后再繼續(xù)工作。4.7注漿機(jī)械根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔及注漿施工的要求，具體需要的機(jī)械設(shè)備如下表：機(jī)械設(shè)備一覽表機(jī)械設(shè)備數(shù)量其他輔助設(shè)備TXU-150型鉆機(jī)1臺(tái)排水處理設(shè)備SYB-60/5型注漿泵1臺(tái)測(cè)定器制漿攪拌機(jī)1臺(tái)儲(chǔ)料攪拌機(jī)1臺(tái)逆止閥若干4.8注漿工藝及要求1）施工工藝流程圖2）施工工藝定孔位：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)準(zhǔn)孔位，不同入射角鉆進(jìn)，要求孔為偏差為±3cm，入射角度偏差不大于1°。鉆機(jī)就位：鉆機(jī)按指定位置就位，調(diào)整鉆桿的垂直度。對(duì)準(zhǔn)孔位后，鉆機(jī)不得移位，也不得隨意起降。鉆孔成孔：第一孔施工時(shí)，要慢速運(yùn)轉(zhuǎn)，掌握地層對(duì)鉆機(jī)的影響情況。以確定在該地層條件下的鉆進(jìn)參數(shù)。每鉆進(jìn)一段，檢查一段，及時(shí)糾偏，孔底位置偏差小于30cm。鉆孔和注漿順序有外向內(nèi)，同一圈孔間隔施工；回抽鉆桿：嚴(yán)格控制提升幅度、每步不大于15~20cm，勻速回抽，注意參數(shù)變化。漿液配比：采用經(jīng)計(jì)量準(zhǔn)確的計(jì)量工具，按照設(shè)計(jì)配方配料。注漿：注漿孔開孔直徑不小于42mm，嚴(yán)格控制注漿壓力，同時(shí)密切關(guān)注注漿量，當(dāng)壓力突然上升或從孔壁、斷面溢出時(shí)，應(yīng)立即停止注漿，查明原因后采取調(diào)整注漿參數(shù)或移位等措施重新注漿。粘土層造成坍孔時(shí)，采用前進(jìn)式注漿，否則采用后退式注漿。4.9工期安排工期安排為每循環(huán)3~4天。4.10人員安排負(fù)責(zé)人1名、技術(shù)人員1名，技術(shù)工人分為2班，其中每班鉆孔注漿工人5名，配漿工人3名，運(yùn)輸工人2名，共計(jì)22人。5.施工保證措施5.1質(zhì)量保證措施1、主控項(xiàng)目1)注漿管所用鉆具的品種/級(jí)別/規(guī)格和數(shù)量必須符合設(shè)計(jì)要求。2)注漿用水泥/外加劑等原材料必須符合設(shè)計(jì)要求及有關(guān)規(guī)范/標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。2、一般項(xiàng)目1）注漿管的縱向搭接長(zhǎng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。2）漿液配比/注漿量及注漿壓力應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。3）開挖過程中應(yīng)注意觀察漿液擴(kuò)散情況,觀察地層是否達(dá)到了有效固結(jié),有無(wú)流砂現(xiàn)象,一邊修正下一循環(huán)注漿參數(shù)。4）超前注漿管注漿施工偏差應(yīng)符合表2的要求。表2注漿管注漿施工允許偏差項(xiàng)次檢查項(xiàng)目允許偏差（mm）檢查方法1管長(zhǎng)±40用鋼尺量2花眼間距±15用鋼尺量3孔位偏差±40用鋼尺量4孔位方向（°）2°實(shí)測(cè)5孔深0，+50用鋼尺量5.2安全保證措施1）施工人員應(yīng)戴安全帽，并根據(jù)所從事的工作穿戴相應(yīng)的個(gè)人防護(hù)用品。設(shè)專人負(fù)責(zé)各種設(shè)備和施工過程中的安全隱患檢查工作。2）地質(zhì)鉆機(jī)、注漿機(jī)等應(yīng)有持有上崗證的專職人員進(jìn)行操作。3）配制漿液時(shí)，應(yīng)穿戴合格有效的防護(hù)用品，非專業(yè)配漿人員不得動(dòng)用各種機(jī)具。4）各種設(shè)備、設(shè)施應(yīng)通過安全檢驗(yàn)及性能檢驗(yàn)合格后方可使用。5）打管和注漿時(shí)，應(yīng)注意調(diào)查地下管線和地下構(gòu)筑物，采取有效的保護(hù)措施，若發(fā)現(xiàn)前方有異物，查明情況制定措施后方可繼續(xù)施工。5.3文明施工、環(huán)境保護(hù)保障措施1)工程材料、制品構(gòu)件分門別類、有條理地堆放整齊；機(jī)具設(shè)備定機(jī)定人保養(yǎng)，保持運(yùn)行整潔，機(jī)容正常。合理布置隧道內(nèi)各種管線。2)施工現(xiàn)場(chǎng)堅(jiān)持日做日清，工完場(chǎng)清，嚴(yán)禁亂堆亂放建筑垃圾。3)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工管理，減少對(duì)周圍環(huán)境的影響。4)在選擇施工設(shè)施，設(shè)備及施工方式時(shí)，考慮由此產(chǎn)生的噪音以及它對(duì)施工單位的勞動(dòng)力和周圍地區(qū)居民的影響。確保施工期間，其發(fā)生的噪音不超過周圍環(huán)境噪音的規(guī)定值。5）優(yōu)先選用電動(dòng)機(jī)械，盡量減少內(nèi)燃機(jī)械對(duì)空氣的污染。6）工程竣工后搞好地面恢復(fù)。6.出現(xiàn)坍塌時(shí)的應(yīng)急響應(yīng)措施6.1臨界條件1、根據(jù)施工監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，某監(jiān)控點(diǎn)有異常下降或上升。2、施工掌子面圍巖突然出現(xiàn)異常狀況如垮塌、涌沙等。6.2產(chǎn)生的主要原因1、對(duì)地質(zhì)情況沒有超前意識(shí)，掌子面地質(zhì)情況沒有掌握。2、超前注漿效果不好，背后回填注漿沒有及時(shí)跟進(jìn)。6.3應(yīng)急響應(yīng)措施①發(fā)生事故后，應(yīng)第一時(shí)間組織現(xiàn)場(chǎng)施工人員撤離施工現(xiàn)場(chǎng)，組織人員搶救。②第一到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的任何一位負(fù)責(zé)人應(yīng)承擔(dān)指揮責(zé)任或立即向值班領(lǐng)導(dǎo)或相關(guān)部門報(bào)告，使相應(yīng)人力、物力等資源在第一時(shí)間