北京地鐵十號(hào)線工呼區(qū)間二重管注漿試驗(yàn)段施工方案

北京地鐵十號(hào)線工呼區(qū)間帶水作業(yè)施工方案一、工程概況：1、工程簡介：工～呼區(qū)間隧道全長980.9m，線路位于東三環(huán)輔路下，埋深16～18m，起止點(diǎn)里程為：K18＋813.254～K19＋794.166，設(shè)臨時(shí)施工豎井一座，位于左線K19＋657.384線路左側(cè)，橫通道長90.8ｍ，豎井北側(cè)區(qū)間主線施工長度844.1ｍ，豎井南側(cè)施工長度136.8ｍ。136.783m136.783m施工豎井防災(zāi)通道844.13m線路左線線路右線工體北路站呼家樓站區(qū)間隧道平面布置示意圖2、工程水文地質(zhì)情況隧道穿越地層主要為粉質(zhì)粘土⑥層，褐黃色，硬塑為主，局部軟塑，中～低壓縮性土，局部夾粉土薄層或透鏡體；粉土⑥2層：褐黃色，潮濕密實(shí)，屬中低～低壓縮性土，局部夾粘性土薄層或透鏡體。結(jié)構(gòu)頂部位于圓礫卵石，⑤層，潛水水位以下，底板基本位于粉質(zhì)粘土⑥層和粉土⑥2層，承壓水位以下。隧道范圍內(nèi)土體自穩(wěn)性差，易發(fā)生流砂甚至塌方。區(qū)間隧道地質(zhì)剖面平縱剖面圖3、施工過程中隧道出現(xiàn)滲漏水情況區(qū)間隧道滲漏情況示意圖4、滲漏水原因分析(1)地質(zhì)原因隧道拱腳位于粘土⑥2層，通過管井降水無法疏干粘土⑥2層中地下水。⑥2層形成隔水層，造成層間滯水嚴(yán)重。(2)管線滲漏原因①受東三環(huán)一帶雨污水管線分布及流量影響，所有區(qū)間降水井及工體北路站部分降水井的水抽排到雨水管線內(nèi)。分布于區(qū)間隧道正上方的雨水管由于沒有做防水處理，管線滲漏水嚴(yán)重，造成洞內(nèi)滲（流）水。②位于區(qū)間隧道左右兩側(cè)的熱力管溝、電力管溝埋深大，內(nèi)部積水嚴(yán)重，其滲漏造成隧道拱部及側(cè)墻滲水嚴(yán)重。③本區(qū)間隧道的東側(cè)鄰近團(tuán)結(jié)湖,最近處僅70m,且水位較高,造成附近土層含水始終處于飽和狀態(tài)。④可能存在不明水源。二、施工方法：（一）隧道施工流程底板模筑砼底板鋼架安裝下一循環(huán)底板開挖開始下層邊墻噴砼下層鋼架安裝下層土方開挖上部核心土開挖上部拱墻噴砼上部鋼架安裝上部弧形開挖超前支護(hù)注漿施工工藝流程底板模筑砼底板鋼架安裝下一循環(huán)底板開挖開始下層邊墻噴砼下層鋼架安裝下層土方開挖上部核心土開挖上部拱墻噴砼上部鋼架安裝上部弧形開挖超前支護(hù)注漿二重管上臺(tái)階環(huán)向注漿施工（15m為一循環(huán)）二重管上臺(tái)階環(huán)向注漿施工（15m為一循環(huán)）（二）施工總體工序序號(hào)圖示施工程序1(1)測量放線；掛網(wǎng)噴射15cm混凝土封閉掌子面。（2）二重管上臺(tái)階環(huán)向注漿施工（15m為一循環(huán)）(3)加密小導(dǎo)管，間距調(diào)整為15cm，長度2m，每榀打設(shè)小導(dǎo)管；2(1)臺(tái)階拱部土體，保留核心土；(2)初噴5cm混凝土，立格柵間距75cm、掛網(wǎng)，補(bǔ)噴混凝土到設(shè)計(jì)厚度。開挖核心土。3(1)開挖下臺(tái)階土體；(2)初噴5cm混凝土，立格柵、掛網(wǎng)，預(yù)埋注漿管，補(bǔ)噴混凝土到設(shè)計(jì)厚度。施做仰拱。我們通過對(duì)設(shè)計(jì)及地質(zhì)資料進(jìn)行詳細(xì)分析，就目前我方掌握的數(shù)據(jù)（勘察報(bào)告及建筑物及水文地質(zhì)確認(rèn)單）采用注漿施工是比較可靠可行的方案。對(duì)隧道開挖地層內(nèi)含水量較大的卵礫及粉土層進(jìn)行止水加固，并對(duì)各個(gè)層面接觸部分進(jìn)行土體改良注漿施工，使開挖土層形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)增強(qiáng)自身穩(wěn)定性。為確定該方案的可行性，計(jì)劃先在區(qū)間隧道左線北K19+587.14～K19+561.14段作一長26m的試驗(yàn)段。因格柵及小導(dǎo)管施工在施工組織設(shè)計(jì)及施工方案中均有說明在此不再贅述，以下著重說明二重管注漿的施工方法。（一）二重管施工的設(shè)計(jì)：孔徑：Φ42mm成孔注漿：擬采用輻射法注漿，在開挖端面周圍接觸面以外進(jìn)行注漿施工加固厚度約為3m左右；注漿具體布置詳見平面圖?？组g距：斷面孔位中心間距為1-1.5m；單孔重復(fù)輻射注漿。布孔數(shù)量：按斷面開挖需要進(jìn)行設(shè)計(jì)擴(kuò)散直徑：1.0m－1.5m注漿壓力：應(yīng)大于0.5Mpa（根據(jù)地層調(diào)節(jié)）確定填充率：由于地層除含粉土及粘土，同時(shí)還有卵礫層故預(yù)計(jì)注入率約50%凝固時(shí)間：根據(jù)地質(zhì)條件控制在30s以內(nèi)。2、材料配比：我們計(jì)劃采用北京城建勘測設(shè)計(jì)研究院所研制的雙液注漿法進(jìn)行施工，具體材料配比以下兩種配比方案為基礎(chǔ)。（I）適用于洪積砂層、改良前縫隙大、松馳的沖積砂層、改良前縫隙大的砂礫層。（用于止水效果出眾），凝固時(shí)間：0～30sA液C液1.改性水玻璃80%2.水 20%(以上為體積比)外加劑:y劑17%t劑11%z劑12%水:70%(以上為質(zhì)量比)注:A液:C液=1:1(體積比)以上為單位體積內(nèi)兩種混合液的配合比（II）適用于松馳沖積砂復(fù)合層（高強(qiáng)型），凝固時(shí)間：30～60sA液B液1.改性水玻璃60%2.水 40%(以上為體積比)1.水泥 40.7%2.水55.3%3.外加劑:p劑0.11%y劑0.07%t劑0.1%x劑0.12%以上為質(zhì)量比注:A液:B液=1:1(體積比)以上為單位體積內(nèi)兩種混合液的配合比施工按照先做帷幕止水再加固的方法，先長后短，由遠(yuǎn)到近的順序進(jìn)行，這樣可以充分填充止水，具體如下：①采用輻射法注漿(見附圖)，輻射孔角度及長度設(shè)定如下表：編號(hào)補(bǔ)X-1X-2X-3X-4X-5角度66°63°45°34°24°18°長度3.3m3.3m4.2m5.4m7.4m9.5m編號(hào)X-6X-7X-8Y-1Y-2角度14°9°6°4°0°長度12.4m15.2m15.1m15.03m15m注：每個(gè)沿直徑方向的剖面顯示編號(hào)相同，這里僅以中斷面剖面為例。斷面角度輻射角度皆為45度，可參見附圖。②注漿孔共分為I、II兩排，每排五個(gè)孔位，每個(gè)孔位有不同的輻射角度孔，具體分布如下：I-1-系列8個(gè)，I-2-系列16個(gè)，I-3-系列16個(gè)，I-4-系列16個(gè)，I-5-系列16個(gè)；II-1-系列2個(gè)，II-2-系列4個(gè)，II-3-系列4個(gè)；控制性補(bǔ)孔5個(gè)，共計(jì)注漿孔87個(gè)。③成孔深度為1139.2m④根據(jù)加固范圍及地層注入率計(jì)算，每循環(huán)注漿量預(yù)計(jì)為200m3施工工藝流程圖封閉掌子面定孔位鉆封閉掌子面定孔位鉆孔配漿注漿后退注漿1011101110VCC注漿結(jié)束移至新孔位根據(jù)現(xiàn)有地層特性，需對(duì)土層注漿處理施工提出針對(duì)性要求，在注漿時(shí)采用封孔工藝對(duì)土層進(jìn)行處理。a.定樁位：嚴(yán)格按照施工布置圖進(jìn)行測量放線定位，并經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格。b.鉆機(jī)就位：對(duì)孔位時(shí)，應(yīng)在測量人員控制下進(jìn)行，對(duì)準(zhǔn)孔位后，鉆機(jī)不得移位，大小臂也不得隨意起降。c.鉆進(jìn)成孔：第一根樁施工時(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)。密切觀察溢水出水情況，出現(xiàn)大量溢水出水時(shí)，應(yīng)立即停鉆，分析原因再進(jìn)行施工。d.退出鉆桿：嚴(yán)格控制退出幅度，每步不大于10cm，勻速退出，注意鉆機(jī)參數(shù)變化。e.漿液配比：采用經(jīng)檢驗(yàn)準(zhǔn)確的計(jì)量工具，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配方配料。f.注漿：開始注漿時(shí)根據(jù)地層情況采用小壓力慢速注漿，當(dāng)退到孔口時(shí)進(jìn)行封孔注漿利用漿液自身特性進(jìn)行封孔，使?jié){液充分滲流入土層。嚴(yán)格控制注漿壓力，同時(shí)密切關(guān)注壓力表，當(dāng)壓力突然上升或從側(cè)壁溢漿時(shí)，應(yīng)立即停止注漿，查明原因后采取調(diào)整注漿設(shè)計(jì)參數(shù)或重新封堵等措施重新注漿。（2）二重管雙液注漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)孔位偏差±20mm注漿壓力±5%孔距偏差±100mm注漿量（暫定）25%注：嚴(yán)格執(zhí)行《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002）。監(jiān)測目的為防止在施工過程中對(duì)地面及隧道上方管線造成影響，因此，在保證整體平穩(wěn)的前提下,需要對(duì)地面高程變化及結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行即時(shí)監(jiān)測,以提供可靠的信息反饋保證下一步施工。②測量a、監(jiān)測儀器設(shè)備：精密水準(zhǔn)儀等。b、測點(diǎn)埋設(shè)：基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在遠(yuǎn)離注漿處理區(qū)；每點(diǎn)距離7米。c、監(jiān)測時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范執(zhí)行。沉降點(diǎn)間距和復(fù)測周期按照中華人民共和國《城市測量規(guī)范》執(zhí)行。人員配置計(jì)劃職務(wù)人數(shù)備注技術(shù)負(fù)責(zé)人1人安全負(fù)責(zé)1人質(zhì)量負(fù)責(zé)1人施工班長2人電工維修1人材料及勞動(dòng)力計(jì)劃水電需要量計(jì)劃：需200KW電量，用水量40m3/天勞動(dòng)力需要量計(jì)劃：序號(hào)部門數(shù)量所需人數(shù)1成孔、注漿施工隊(duì)28人/隊(duì)2管理人員5人3配合人員及噴射砼人員104人數(shù)23人③本方案將采用小型的機(jī)械組合方式進(jìn)行施工，注漿設(shè)備如下。機(jī)械與器具數(shù)量機(jī)械與器具數(shù)量TXU—75A型鉆機(jī)2臺(tái)旋轉(zhuǎn)二重管40米ZBSB雙液變量注漿泵2臺(tái)注漿液混合器10個(gè)SJY—雙層立體式攪機(jī)1臺(tái)鉆頭40個(gè)其他配套機(jī)械：井下運(yùn)輸車3輛、挖掘機(jī)1輛、人工叉車1臺(tái)，噴射砼配套設(shè)備等。其他小型配套設(shè)備：潛水泵1~2臺(tái)、專用電閘箱1臺(tái)，鋼絲加硬水管150m等。④施工進(jìn)度計(jì)劃根據(jù)設(shè)備配置及工作量強(qiáng)度擬訂每循環(huán)時(shí)間約為10天，其中包括進(jìn)場準(zhǔn)備及設(shè)備安裝1－2天，施工預(yù)計(jì)為6-7天。每天工程計(jì)劃安排如下：工日工作安排1現(xiàn)場加固噴射砼，并搭建施工工作面2設(shè)備進(jìn)場、就位調(diào)試、材料進(jìn)場、人員培訓(xùn)及熟悉現(xiàn)場31鉆:、2鉆成孔4-6個(gè)41鉆、2鉆成孔6-8個(gè)51鉆、2鉆成孔12個(gè)61鉆、2鉆成孔12個(gè)71鉆、2鉆成孔16個(gè)81鉆、2鉆成孔16個(gè)91鉆、2鉆成孔24個(gè)10施工完畢整理場地進(jìn)行后續(xù)施工工程質(zhì)量嚴(yán)格按照本工程制定，并經(jīng)甲方和有關(guān)技術(shù)部門認(rèn)可的施工方案執(zhí)行，嚴(yán)格按國家有關(guān)技術(shù)規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)控制施工。根據(jù)施工程序，嚴(yán)把鉆孔深度、配料、注漿壓力、注漿量關(guān)，每一道工序均安排專人負(fù)責(zé)，并記錄好每一道工序的原始數(shù)據(jù)。1、工程質(zhì)量保證制度(1)成立工程項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)人質(zhì)量管理小組，完善質(zhì)量保證體系的質(zhì)量管理責(zé)任制，嚴(yán)格按照質(zhì)量體系中規(guī)定的責(zé)權(quán)要求運(yùn)行。(2)定期召開質(zhì)量分析會(huì)議，組織質(zhì)量教育，嚴(yán)格執(zhí)行“三檢”制度，加強(qiáng)技術(shù)交底工作，強(qiáng)化工序控制，由責(zé)任性強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師擔(dān)任質(zhì)量控制人員，實(shí)施監(jiān)督檢查，保證工程質(zhì)量。(3)加強(qiáng)現(xiàn)場施工材料管理，嚴(yán)格執(zhí)行進(jìn)料檢驗(yàn)程序，保證施工材料滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，不合格材料不得進(jìn)場使用，并將所有材料的合格證、材質(zhì)單及復(fù)檢單存檔。(4)配備好施工機(jī)具和計(jì)量工具以滿足施工要求，建立健全各種資料、原始記錄，使之成為評(píng)價(jià)工程質(zhì)量的重要依據(jù)。(5)加強(qiáng)與甲方，監(jiān)理的配合，認(rèn)真接受指導(dǎo)和監(jiān)督。工程質(zhì)量措施(1)鉆孔施工：開鉆前，應(yīng)嚴(yán)格按照施工布置圖，布好孔位。鉆機(jī)定位要準(zhǔn)確，開鉆前的鉆頭點(diǎn)位與布孔點(diǎn)之距相差不得大于2cm。鉆桿垂直度不得大于1%。鉆孔時(shí)，密切觀察鉆進(jìn)進(jìn)度，溢水出水情況，出現(xiàn)大量溢水出水，應(yīng)立即停鉆，分析原因再進(jìn)行施工。(2)配料：采用經(jīng)計(jì)量準(zhǔn)確的計(jì)量工具，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配方配料。(3)注漿：注漿時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照順序分布進(jìn)行施工。當(dāng)壓力突然上升或從孔壁、地面溢漿時(shí)，應(yīng)立即停止注漿。每段注漿量應(yīng)嚴(yán)格設(shè)計(jì)進(jìn)行，跑漿時(shí)，應(yīng)采取措施確保注漿量滿足設(shè)計(jì)要求。(4)注漿完成后，應(yīng)采用措施保證不溢漿、跑漿。(5)每道工序均要安排專人，負(fù)責(zé)每道工序的操作記錄。(6)整個(gè)注漿施工應(yīng)密切注意和防止地面出水溢漿、隆起等情況，加強(qiáng)對(duì)施工地段的沉降觀測。3、質(zhì)量問題的處理如發(fā)生質(zhì)量問題，立即口頭上報(bào)監(jiān)理，并在4小時(shí)內(nèi)遞交有關(guān)質(zhì)量問題的書面詳細(xì)報(bào)告，包括時(shí)間、部位、細(xì)節(jié)描述、產(chǎn)生原因等4、技術(shù)資料基礎(chǔ)施工項(xiàng)目經(jīng)理部在施工過程中負(fù)責(zé)收集、整理各種原始資料和記錄，并及時(shí)上報(bào)監(jiān)理。按照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，完成技術(shù)資料的分類、歸檔工作。在每項(xiàng)分項(xiàng)工程完成后，在監(jiān)理規(guī)定時(shí)間內(nèi)，提交符合規(guī)定要求的竣工資料四份。安全措施1、建立健全各種崗位責(zé)任制，嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)場交接制度。2、鉆機(jī)注漿泵及高壓管路必須試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)，確認(rèn)機(jī)械性能和各種閥門管路，壓力表完好后，方準(zhǔn)施工。3、每次注漿前，要認(rèn)真檢查安全閥、壓力表的靈敏度，并調(diào)整到規(guī)定注漿壓力位置。4、安裝高壓管路和泵頭各部件時(shí)，各絲扣的聯(lián)接必須擰緊，確保聯(lián)接完好。5、注漿過程中，禁止現(xiàn)場人員在注漿孔附近停留，防止密封膠沖式閥門破裂傷人。6、注漿時(shí)不得隨意停水停電，必要時(shí)要事先通知，待注漿完成并沖洗后才可停水停電。7、注漿施工期間，必須有專門機(jī)電修理工，以便出現(xiàn)機(jī)械和電器故障時(shí)能及時(shí)處理。8、注漿現(xiàn)場操作人員必須配制安全帽、防護(hù)眼鏡、口罩和手套等勞保用品，方可進(jìn)行注漿施工。六、施工應(yīng)急預(yù)案1、防止沉降所采取的措施(1)根據(jù)監(jiān)測資料，分析沉降、變形發(fā)生的原因，有針對(duì)地采取調(diào)整開挖方法，如停止降水進(jìn)行回灌等措施，確保安全。(2)整個(gè)施工過程中嚴(yán)格遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤測量”的施工原則。(3)嚴(yán)格控制每循環(huán)進(jìn)尺長度0.5～0.75米，確保掌子面安全穩(wěn)定。(4)控制臺(tái)階長度小于5米，充分利用地層縱向承載拱的作用。(5)快速進(jìn)行架立格柵鋼架，掛網(wǎng)、噴射混凝土施工，及時(shí)封閉初期支護(hù)，以減少地層松弛，最重要的是及時(shí)封閉仰拱。(6)及時(shí)進(jìn)行二次襯砌，減少地表下沉。(7)格柵鋼架拱腳設(shè)鋼墊板及時(shí)注漿鎖腳錨管，防止其下沉。(8)上部開挖設(shè)臨時(shí)仰拱，防止拱部下沉。(9)初期支護(hù)完成后，立即進(jìn)行填充注漿，以填充初期支護(hù)與土層空隙，抑制土層下沉。(10)建立標(biāo)準(zhǔn)施工卡片，嚴(yán)格施工工藝、施工紀(jì)律，加強(qiáng)生產(chǎn)管理。(11)加強(qiáng)監(jiān)控量測工作，及時(shí)進(jìn)行信息反饋，正確指導(dǎo)施工。2、防止隧道土體塌陷的措施(1)采用人工配風(fēng)鎬開挖施工，減少對(duì)土體的擾動(dòng)。(2)洞內(nèi)配備足夠的裝土草袋，木料、型鋼，一旦發(fā)現(xiàn)掌子面塌陷，立即封堵支頂，并噴射混凝土封閉掌子面，插打壓漿管壓漿防止塌陷和減少地面下沉。(3)開挖過程中，為防止拱頂和邊墻處土體塌陷，采用插板封堵。(4)開挖過程中，對(duì)掌子面砂石層噴射混凝土封閉。(5)開挖支護(hù)力求快速，開挖進(jìn)尺控制在0.5~0.75米，初期支護(hù)快速成環(huán)，盡早封閉。(6)加強(qiáng)塌方的預(yù)測。采用探孔對(duì)地質(zhì)情況或水文情況進(jìn)行探察，堅(jiān)持經(jīng)常觀察洞內(nèi)圍巖受力及變形狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)塌方的可能性及征兆。(7)加強(qiáng)初期支護(hù)，控制塌方。開挖出工作面后，及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)，防止局部坍塌，提高暗挖斷圍巖整體穩(wěn)定。(8)若暗挖段發(fā)生塌方，應(yīng)詳細(xì)觀測塌方范圍、形狀、塔穴的地質(zhì)構(gòu)造，查明塌方發(fā)生的原因和地下水活動(dòng)情況，認(rèn)真分析，制定處理方案，并及時(shí)迅速處理。(9)對(duì)大塌方，可采用大管棚法穩(wěn)定圍巖體，待其基本穩(wěn)定后，按先上部后下部的順序清除渣體，并盡快進(jìn)行襯砌。3、防止管線破壞的措施本標(biāo)段區(qū)間隧道均為暗挖法施工，管線均位于隧道上部，施工中應(yīng)控制地層沉降，避免起管線過大沉降而破壞，采取以下的保護(hù)措施。(1)認(rèn)真核實(shí)地下管線資料，調(diào)查清楚各管線類型、規(guī)格、埋深，做好詳細(xì)的保護(hù)方案。(2)確保各類管線閘閥始終處于正常工作狀態(tài)，一旦出現(xiàn)滲水、漏氣等異常情況，立即查明原因，采取措施，并與管理單位取得聯(lián)系，關(guān)閉閘伐，確保管線安全，避免災(zāi)害性事故的發(fā)生。4、突然涌水、涌砂、局部過量靜水壓力預(yù)防處理措施本標(biāo)段隧道穿過粉土、細(xì)砂層、中粗砂層地層中，透水性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)中部位于粉細(xì)砂、中粗砂層，底板位于細(xì)中砂層，卵石礫石地層中，結(jié)構(gòu)進(jìn)入承壓水層，易發(fā)生涌水、涌砂局部過量靜水壓力現(xiàn)象，施工難度較大。為此開挖前采用降水措施，由于粉細(xì)砂層特別是中粗砂層滲透系數(shù)大，故采用地面深井降水，施工中輔以洞內(nèi)輕型井點(diǎn)降水措施。施工時(shí)采用超前預(yù)注漿加固地層及掌子面噴射混凝土等施工方法，預(yù)防涌水、涌砂局部過量靜水壓力現(xiàn)象的發(fā)生。如發(fā)生涌水、涌砂局部過量靜水壓力現(xiàn)象，采取如