地面深孔注漿方案

PAGEPAGE1熱力管線工程青年北路（青年北路-星火路-姚家園路-東風(fēng)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(xiàng)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(yàn)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(jì)算 107.注漿施工過(guò)程中被加固地層變形的安全控制 117.1監(jiān)控量測(cè) 117.2人工巡查 128．管理人員及勞動(dòng)配備 139.質(zhì)量保證措施 1310.安全及環(huán)境保證措施 1411.進(jìn)度比選 15適用地面深孔注漿的隧道總長(zhǎng)合計(jì)420.95試驗(yàn)段地面注漿段長(zhǎng)度16地面深孔注漿的隧道總長(zhǎng)共計(jì)436.95注：表內(nèi)為2014年7月23采用地面注漿后，截止2014年8月6圖1青年路新1#-新6#最新施工進(jìn)展圖圖2東風(fēng)南路1#-6#最新施工進(jìn)展圖注漿現(xiàn)場(chǎng)注漿效果4.2暗挖隧道地面深孔注漿施工方法注漿段長(zhǎng)度8m，注漿深度平均13.75m，開(kāi)挖長(zhǎng)度8m，注漿孔距1m，注漿孔直徑為Φ40，梅花形布置。注漿壓力為0.3～0.5MPa。漿液配比可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。注漿施工完成，土體達(dá)到一定強(qiáng)度再進(jìn)行隧道開(kāi)挖，并按常規(guī)暗挖施工方法進(jìn)行隧道施工。每8m一個(gè)施工段，開(kāi)挖到注：注漿加固厚度按設(shè)計(jì)要求取1.5m-2m(3)施工工藝(4)隧道注漿采用長(zhǎng)管后退式分段注漿，采用一次性鉆頭、垂直套管跟進(jìn)鉆進(jìn)、限量排沙等技術(shù)來(lái)解決飽和動(dòng)態(tài)含水沙地層鉆進(jìn)成孔。(5)短管注漿是對(duì)長(zhǎng)管注漿效果的檢查，及對(duì)薄弱環(huán)節(jié)的補(bǔ)充，加強(qiáng)初期支護(hù)能力，以保證飽和動(dòng)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(jì)圖紙，注漿工藝的選擇為在開(kāi)挖前進(jìn)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(wú)收縮雙液對(duì)細(xì)砂效果較好，可以生成具有強(qiáng)度的硬殼，同時(shí)可以防水，適用于隧道注漿施工。A、C收縮雙液對(duì)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(hào)地層土質(zhì)注漿配比1有水，砂質(zhì)粉土及細(xì)砂地層雙漿液A: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(xì)砂地層（涌砂地層）①三液漿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②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(yàn)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Φ40mm。（2）漿液凝結(jié)時(shí)間：120s～30min。（3）注漿壓力：0.3～0.5Mpa。（4）漿液終壓：0.5MPa。（5）單管擴(kuò)散半徑：0.25m。（6）注漿范圍：1.5m（沿初襯開(kāi)挖輪廓外）。（7）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)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(duì)特殊地層，可硫鋁酸鹽水泥類（TGRM,HSC）漿。（TGRM,HSC是水泥，水灰比0.8:1~1.2:1）。4.7深孔注漿加固土體施工步驟4.在安裝孔口管的位置使用地質(zhì)鉆或者煤電鉆開(kāi)孔。要求成孔規(guī)則、無(wú)嚴(yán)重塌孔，角度偏差小于±1°，鉆孔要進(jìn)行分序施工。4.注漿管選用?38mm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(wú)雜物。注漿管末端預(yù)留1m無(wú)注漿孔部分，外露10cm～30cm，管口用絲綿封堵。4.制漿應(yīng)使用不小于200轉(zhuǎn)/分鐘的制漿機(jī)，攪拌時(shí)間不低于5分鐘，不宜大于90分鐘。出漿孔應(yīng)設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)。4.（1）擴(kuò)散注漿注漿壓力應(yīng)控制在0.3~0.5Mpa左右（嚴(yán)禁超過(guò)0.5Mpa），后退100cm～200cm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(yán)禁超過(guò)2.0Mpa），達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，停止注漿，后退80cm～150cm后繼續(xù)注漿，直至注漿結(jié)束。注漿過(guò)程中如果出現(xiàn)壓力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，跑漿、串漿等嚴(yán)重的問(wèn)題，可采取換孔作業(yè)，待漿液初凝后再補(bǔ)注。注漿過(guò)程中應(yīng)密切注意監(jiān)測(cè)反饋及注漿部位地面的變化情況，若發(fā)現(xiàn)地層有串漿或加速形變跡象要及時(shí)停止注漿，分析原因。4.對(duì)注漿泵、制漿機(jī)及所有注漿管進(jìn)行清洗，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地進(jìn)行清理，作好現(xiàn)場(chǎng)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(jī)臺(tái)5打孔空壓機(jī)臺(tái)4動(dòng)力注漿泵臺(tái)4灌漿攪拌機(jī)臺(tái)6制漿6.理論注漿量計(jì)算加固土體注漿量Q=ALnαβ式中：A—加固土體面積（平方米）L—加固土體長(zhǎng)度、深度（米）n—地層孔隙率（見(jiàn)下表）α—地層填充系數(shù)（0.8）β—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33～46粉砂33～49洞內(nèi)帷幕注漿注漿量計(jì)算：1-1斷面：每個(gè)循環(huán)（12m）加固土體注漿量Q=ALnαβ=（35.47×12+25.74×4）×0.43×0.8×1.1=200每延米加固土體注漿量Q=200/12=16.67地面注漿注漿量計(jì)算：每延米加固土體注漿量Q=ALnαβ/L=Anαβ=61×0.43×0.8×1.1=23.08每延米增加注漿量Q=23.08m3以上理論注漿量為隧道開(kāi)挖面外1.5m厚的加固量，注漿參數(shù)按試驗(yàn)段注漿參數(shù)及現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量為準(zhǔn)。7.注漿施工過(guò)程中被加固地層變形的安全控制注漿施工過(guò)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(cè)，第二種是人工巡查。監(jiān)控量測(cè)是最主要的控制被加固地層變形的措施。該方法通過(guò)對(duì)注漿區(qū)域附近地表和洞內(nèi)的監(jiān)測(cè)，能精確的了解到注漿施工過(guò)程中地層微小的變形情況，及時(shí)預(yù)報(bào)險(xiǎn)情，防患于未然。人工巡查就是在注漿施工過(guò)程中安排人工在地表和洞內(nèi)進(jìn)行不間斷的巡視，當(dāng)巡視人員發(fā)現(xiàn)突然出現(xiàn)的險(xiǎn)情，及時(shí)通知注漿人員停止注漿，分析原因、采取措施，將險(xiǎn)情造成的損失降至最低。這兩種措施合理安排、相互補(bǔ)充，構(gòu)成了一個(gè)相對(duì)比較完整的控制地層變形的安全體系。7.1監(jiān)控量測(cè)7.1.1施工監(jiān)控量測(cè)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(duì)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(jìn)行的監(jiān)控量測(cè)的目的是掌握注漿施工所產(chǎn)生的壓力對(duì)周?chē)馏w、地表及初期支護(hù)的影響，通過(guò)獲取變形的動(dòng)態(tài)信息，以此預(yù)報(bào)可能存在的險(xiǎn)情，通過(guò)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(zhǎng)度等）消除危險(xiǎn)隱患。7.1.2監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、監(jiān)測(cè)手段與監(jiān)測(cè)頻率暗挖隧道監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目一覽表監(jiān)測(cè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)儀器及元件測(cè)點(diǎn)布置應(yīng)測(cè)項(xiàng)目洞內(nèi)及洞外觀察地質(zhì)預(yù)探、描述，拱架支護(hù)狀態(tài)、建(構(gòu))筑物等觀察和記錄每一開(kāi)挖環(huán)一個(gè)斷面地表沉降水準(zhǔn)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初期支護(hù)結(jié)構(gòu)拱頂下沉水準(zhǔn)儀、鋼卷尺每10m一個(gè)斷面初期支護(hù)結(jié)構(gòu)凈空收斂數(shù)顯式收斂計(jì)每10m一個(gè)斷面，每個(gè)斷面2條水平測(cè)線地下管線沉降水準(zhǔn)儀、銦鋼尺結(jié)合地表沉降點(diǎn)布設(shè)暗挖隧道監(jiān)控量測(cè)頻率一覽表序號(hào)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目方法及工具量測(cè)頻率控制值1-15天16-30天30-90天1地質(zhì)及支護(hù)觀察觀察、描述每次開(kāi)挖后2洞周收斂收斂計(jì)1次/天1次/2天2次/周0.005倍洞寬或15mm3拱頂下沉水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺、鋼尺154地面沉降水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺、鋼尺155上水管線沉降水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺、鋼尺1沉降觀測(cè)頻率（應(yīng)與隧道內(nèi)各項(xiàng)變形觀測(cè)同步進(jìn)行）沉降或收斂頻率施工期量測(cè)頻率>2mm/天0～1B1～2次/天0.5～2mm/天1～2B1次/天0．1～0.5mm/天2～5B1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）沉降和凈空收斂監(jiān)測(cè)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(guò)程中，一小部分漿脈的走向具有隨機(jī)性，而我們所進(jìn)行的精確的監(jiān)控量測(cè)主要在于地層變化的整體性和可預(yù)見(jiàn)性，但該方法在空間和時(shí)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(diǎn)和時(shí)間，及時(shí)發(fā)現(xiàn)已經(jīng)出現(xiàn)的險(xiǎn)情，及時(shí)處理，減少損失。7.2.2人工巡查法組織在加固注漿施工過(guò)程中，分別安排專人在地表和洞內(nèi)進(jìn)行不間斷、全區(qū)域的巡視。特別是夜間作業(yè)時(shí)，地表巡查人員要配備強(qiáng)光燈，嚴(yán)密監(jiān)視，輪班作業(yè)，防止疲勞，確保安全。當(dāng)巡查人員發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)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(dǎo)，根據(jù)險(xiǎn)情的具體情況召開(kāi)相關(guān)人員的技術(shù)討論會(huì)，分析險(xiǎn)情出現(xiàn)的原因，采取相關(guān)措施消除類似的險(xiǎn)情的重現(xiàn)。8．管理人員及勞動(dòng)配備管理人員5名：項(xiàng)目組長(zhǎng)一名，技術(shù)負(fù)責(zé)人一名，現(xiàn)場(chǎng)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(jì)整個(gè)項(xiàng)目預(yù)設(shè)41人。9.質(zhì)量保證措施(1)施工過(guò)程要嚴(yán)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(chǎng)值班，劃分作業(yè)區(qū)域、采用“雙控”指標(biāo)、兩序孔作業(yè)，根據(jù)施工和地層的變化情況，適時(shí)調(diào)整注漿壓力、分段長(zhǎng)度和注漿材料的種類及配比，保證注漿效果。(2)應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)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(chǎng)鉆孔孔位因?yàn)榭陀^條件限制不能滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)進(jìn)行移位并進(jìn)行計(jì)算確定參數(shù)，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)孔。(3)注漿材料應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)禁使用過(guò)期結(jié)塊的水泥，必要時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)。(4)漿液配比應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，配漿時(shí)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(shí)間為3～5分鐘，但不得超過(guò)90分鐘。未攪拌均勻或沉淀的漿液嚴(yán)禁使用。(6)注漿過(guò)程中，時(shí)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(zhǎng)時(shí)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(guò)調(diào)換漿液、調(diào)整漿液配比，縮短漿液凝膠時(shí)間，進(jìn)行大泵量、低壓力注漿，必要時(shí)采用間歇注漿，以達(dá)到控域注漿目的。(7)注漿過(guò)程中若發(fā)生串漿時(shí)，可采取兩孔同時(shí)注漿措施。(8)注漿過(guò)程中壓力突然升高，應(yīng)及時(shí)查找原因，進(jìn)行處理，確因漿液凝膠時(shí)間過(guò)短，則應(yīng)停水玻璃泵，只注水泥漿，待泵壓恢復(fù)正常后再進(jìn)行雙液注漿。(9)一臺(tái)泵發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)立即換上備用泵繼續(xù)注漿。(10)嚴(yán)格進(jìn)行注漿效果檢查評(píng)定，符合要求時(shí)才能結(jié)束注漿作業(yè)。當(dāng)未達(dá)到注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)孔注漿。10.安全及環(huán)境保證措施(1)建立健全各種崗位責(zé)任制，嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)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(biāo)識(shí)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(guò)程必須做到安全用電，加固注漿施工隊(duì)配備專門(mén)的電工，按項(xiàng)目安全用電的相關(guān)規(guī)則作業(yè)。注漿時(shí)不得隨意停水停電，必要時(shí)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(shí)應(yīng)采取有效的保護(hù)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φ1800污水管，南北走向，埋深5~6m，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高壓裝置，當(dāng)壓力上升時(shí)，要防止管路連接部位爆裂傷人。(6)孔口管、止?jié){塞要安裝固結(jié)牢固，施工期間嚴(yán)禁人員站在其沖出方向前方，以防止孔口管、止?jié){塞沖出傷人。（7）需高空作業(yè)時(shí)，搭設(shè)穩(wěn)固安全的腳手架和施工平臺(tái)，防止機(jī)翻人傷事故發(fā)生。（8）鉆機(jī)注漿泵及高壓管路必須試運(yùn)轉(zhuǎn)，確認(rèn)機(jī)械性能和各種閥門(mén)管路，壓力表完好后，方可施工。（9）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。（10）安裝高壓管路和龍頭各部件時(shí)，各絲扣的聯(lián)接必須擰緊，確保聯(lián)接完好。（11）注漿過(guò)程中，禁止現(xiàn)場(chǎng)人員在注漿孔附近停留，防止密封膠沖式閥門(mén)破裂傷人。（12）注漿施工期間，必須有專門(mén)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。（13）注漿現(xiàn)場(chǎng)操作人員必須佩戴安全帽、口罩和手套等勞保用品，方可進(jìn)行注漿施工。（14）施工前必須做好施工準(zhǔn)備，并請(qǐng)甲方或總包方提供周邊詳細(xì)布置圖。（15）環(huán)境保護(hù)措施：應(yīng)采取有效措施防止?jié){液遺灑；（16）環(huán)境保護(hù)措施：漿液的配制量計(jì)算