地面深孔注漿方案

1、熱力管線工程青年北路青年北路 - 星火路 - 姚家園路 - 東風南路）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目部2014 年 7 月目錄1. 工程及地質概況 11.1 工程概況 1.1.2 工程地質 1.1.3 水文地質 1.2. 本方案編制背景 23. 試驗段施工 24. 深孔注漿施工方案 34.1 地面深孔注漿適用范圍 3.4.2 暗挖隧道地面深孔注漿施工方法 6.4.3 深孔注漿施工流程 7.4.4 注漿材料 8.4.5 注漿材料配比 8.4.6 主要注漿參數(shù) 9.4.7 深孔注漿加固土體施工步驟 9.5. 主要的注漿設備

2、及材料配備 106. 理論注漿量計算 107. 注漿施工過程中被加固地層變形的安全控制 117.1 監(jiān)控量測 1.1.7.2 人工巡查 1.2.8管理人員及勞動配備 139. 質量保證措施 1310. 安全及環(huán)境保證措施 1411. 進度比選 1518. 工程及地質概況1.4 工程概況本工程為青年北路（姚家園路 - 東風南路）、東風南路（青年北路 - 星火路） 熱力管線工程。共有青年北路段熱力工程與東風南路段熱力工程兩部分。青年路段（姚家園路 東風南路）起點位于青年北路姚家園路口北側90 米處，管線延青年北路向北敷設至東風公園內(nèi) 14 點，管線全長為 1846 米，其中干 線管徑為 DN120

3、0 ，干線長度 1805.8 米 設小室 7 座。預留分支 1 處：在青年北 路姚家園北一路路口設東、西向對開 DN500 分支，支線向西長 14.3 米；向東長4.8 米，支線總長度 40.2 米。暗挖隧道覆土厚度 6.5-9m 。東風南路段（青年北路 星火路） ，工程起 1#點為青年北路段 14#點，熱力 管線由設計 1#點向西沿規(guī)劃東風南路中心線北側向西敷設，東風南路段熱力管 線自東向西先后穿越東風公園、 下穿蔣臺洼村七棵樹路、 穿越京包鐵路后沿現(xiàn)狀 東風南路北側向西敷設至東風南路與酒仙橋路交叉口止，終點為16#點。管線全長 1448.5m ，管徑 DN1200 ，全線設計小室 8 座，

4、預留分支一處：在 1# 點設東向 DN1400 分支。暗挖隧道覆土深度 5.5-11m 。設計暗挖隧道均采用對側墻及拱頂深孔注漿的方式， 進行止水及加固地層處 理。1.5 工程地質根據(jù)勘察部門所提供的初步的地勘報告 ，本工程場地地質概況如下： 本工程場地土層情況自上而下依次為： 雜填土、 1 粘質粉土填土、 砂 質粉土、 1 粉質粘土、 粉質粘土、 1 粘質粉土、砂質粉土、 粘質粉土、 細砂、 粉質粘土、 粉質粘土、 細砂。隧道段均位于 、 1 、層之內(nèi)。1.6 水文地質場地水文條件：于鉆孔中觀測到三層地下水。第一層地下水靜止水位埋深9. 7.60 米左右，地下水類型為上層滯水；第二層地下水靜

5、止水位埋深為高1.7 10.90 米左右，地下水類型潛水；第三層地下水類型為承壓水，水頭距地 面距離 16 16.9 米，含水層為中砂、細砂層。豎井開挖深度均 10m 以上，受上層滯水及潛水影響均較大；隧道管線埋深 10m 左右，受第二層潛水影響較大。4.9 本方案編制背景響應業(yè)主 2014 年 10 月底竣工的工期要求， 結合本工程進展情況， 對剩余工 程量較大的施工段擬采用地面深孔注漿方式對隧道進行止水加固， 保證洞內(nèi)初支 連續(xù)施工不間斷，以此加快施工進度，確保工程按期完成。4.10 試驗段施工共選取東風南路 2#西進洞 55.7m-63.7m 處及新 4#東 52.7m-60.7m 處兩

6、個試 驗段，每個試驗段長 8m，共長 16m 。2014 年 7 月進行試驗段施工，施工時工程進展情況如下表：部位累計進尺（ m）凈隧道長（ m）剩余工程量（m）新 1# 南2141.320.3新 1# 北12174.5113.8青年路北段（東風公園新 4# 南新 2# 南48.7新 2# 北43.37.3167.946 內(nèi)） 新 4# 北4512.39.8 新 5#南54.6新 5# 北138.44560.4 1# 南33東風南路東段1#北30 （東風公園2#南9.1 內(nèi)、蔣臺洼林8545.92#西55.7 地內(nèi)）213.35104.954#東52.72效果顯著，隨后在全線初支施工段開展地面

7、注漿。247.65551.8 深孔注漿施工方案4.11 地面深孔注漿適用范圍1、適用地面深孔注漿要滿足以下三點：進行地面深孔注漿要求地面有可進行注漿操作的條件，并且地下無市政管線。2、重點制約工期的施工段采取地面深孔注漿的方式。3、地質情況差，半斷面注漿無法達到開挖條件的施工段。故適用地面深孔注漿的施工段如下表：累計進尺凈隧道長進行地面注漿工程量部位m）m）m）新 2# 北13.內(nèi)）東風南路東段4#東新 1# 北7.42686 新 2#南62.461 青年路北段136 （東風公園新 4# 南新 4# 北新 5# 南新 5# 北213.3660.7604570138.55238.6 1# 南21

8、3.3524.447.880.95（ 不含下穿七棵樹路段）（東風公園內(nèi)、蔣臺洼林75.5 地內(nèi)）4#西適用地面深孔注漿的隧道總長合計420.95試驗段地面注漿段長度16地面深孔注漿的隧道總長共計436.95注：表內(nèi)為 2014 年 7 月 23 日采用地面深孔注漿時各段施工進展及剩余工程量情況。采用地面注漿后，截止 2014 年 8 月 6 日，各初支面施工進展情況如圖1、圖 2 所示。圖 1 青年路新 1#- 新 6#最新施工進展圖注漿現(xiàn)場6注漿效果10. 暗挖隧道地面深孔注漿施工方法注漿段長度 8m，注漿深度平均 13.75m ，開挖長度 8m，注漿孔距 1m，注漿孔 直徑為 40，梅花形

9、布置。注漿壓力為 0.3 0.5MPa 。漿液配比可根據(jù)現(xiàn)場實際 情況進行調(diào)整。 注漿施工完成， 土體達到一定強度再進行隧道開挖， 并按常規(guī)暗 挖施工方法進行隧道施工。 每 8m 一個施工段， 開挖到 6m 處，采用洛陽鏟人工探 測前方土質和地下水情況。0110001500 63001500600511500 6300 1500注：注漿加固厚度按設計要求取 1.5m-2m(3) 施工工藝施工準備 鉆孔，安設注漿管 長管注漿 打孔檢查補孔注漿否已達短管設計開挖循環(huán)數(shù)是否本段結束 已達設計開挖長度 開挖支護 短管注漿(4) 隧道注漿采用長管后退式分段注漿，采用一次性鉆頭、垂直套管跟進鉆 進、限量排

10、沙等技術來解決飽和動態(tài)含水沙地層鉆進成孔。(5) 短管注漿是對長管注漿效果的檢查，及對薄弱環(huán)節(jié)的補充，加強初期支 護能力，以保證飽和動態(tài)含水沙地層安全施工。11. 深孔注漿施工流程根據(jù)相關的設計圖紙，注漿工藝的選擇為在開挖前進行深孔注漿加固地層， 具體施工流程如下：7斜向旋噴角度計算測量定位樁體標識套管安裝 封堵掌子面10搭設工作平臺 鉆機就位 鉆機定位 超前探測 鉆孔 雙重管注漿應急材料準備 漿液制備補充注漿破除掌子面初支開挖 加固效果檢測 下一孔施工 沖洗機具12. 注漿材料其中 A、 B 無收縮雙液對細砂效果較好，可以生成具有強度的硬殼，同時可 以防水，適用于隧道注漿施工。 A、C 收縮

11、雙液對于砂卵石和土質固化效果較好， 適用于豎井注漿施工。注漿材料選擇表序號地層土質注漿配比雙漿液 A:B=1:1 配比有水，砂質粉土及細砂地層A 漿液 : 水玻璃 + 水B 漿液 :TGRM 灌漿水泥雙漿液 A:B=1:1 配比有水，粗砂及礫石地層A 漿液 : 水玻璃漿液B 漿液 : 水泥漿液有承壓水 , 粉細砂地層（涌砂地層） 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 雙重管注漿 A:B=1:1 配比A 漿液 : 水玻璃 + 水B 漿液 : 磷酸 + 水13. 注漿材料配比先根據(jù)地質水文情況選擇注漿止水試驗段，以確定

12、注漿參數(shù)和注漿量14. 主要注漿參數(shù)（1）注漿孔直徑 40mm 。（2）漿液凝結時間： 120s 30min 。（3）注漿壓力：1.9 0.5Mpa 。（4）漿液終壓： 0.5MPa 。（5）單管擴散半徑： 0.25m 。（6）注漿范 圍： 1.5m （沿初襯開挖輪廓外） 。（7）根據(jù)現(xiàn)場實際地質情況，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，應選擇水泥- 水玻璃漿雙液漿。（9）對特殊地層，可硫鋁酸鹽水泥類（TGRM,HS ）C漿。（TGRM,HS 是C 水泥，水灰比 0.8:11.2:1 ）。15. 深孔注漿加固土體施工步驟4.12 成孔在安裝孔口管的位置使用地

13、質鉆或者煤電鉆開孔。 要求成孔規(guī)則、 無嚴重塌 孔，角度偏差小于 ± 1°，鉆孔要進行分序施工。4.13 下管注漿管選用 ?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)無雜物。注漿管末端預留 1m 無注漿孔部分，外露 10cm 30cm ，管口 用絲綿封堵。4.14 制漿制漿應使用不小于 200 轉/ 分鐘的制漿機，攪拌時間不低于 5 分鐘，不宜大 于 90 分鐘。出漿孔應設置過濾網(wǎng)。4.15 注漿（1）擴散注漿注漿壓力應控制在 0.30.5Mpa 左右（嚴禁超過 0.5Mpa ），后退 100cm 200cm 后繼續(xù)注漿，直至注漿結束。（2）劈裂

14、注漿： 注漿壓力應控制在 1.5Mpa 左右（嚴禁超過 2.0Mpa ），達到設計標準后，停 止注漿，后退 80cm 150cm 后繼續(xù)注漿，直至注漿結束。注漿過程中如果出現(xiàn)壓力達不到設計要求，跑漿、串漿等嚴重的問題，可 采取換孔作業(yè)，待漿液初凝后再補注。注漿過程中應密切注意監(jiān)測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停止注漿，分析原因。16. 現(xiàn)場清理 對注漿泵、制漿機及所有注漿管進行清洗，對現(xiàn)場施工場地進行清理，作 好現(xiàn)場的文明施工。1.10 主要的注漿設備及材料配備主要設備及材料一覽表名稱單位數(shù)量工作內(nèi)容地質鉆機臺5打孔空壓機臺4動力注漿泵臺4灌漿攪拌機臺6制漿

15、1.11 理論注漿量計算加固土體注漿量 Q=ALn 式中： A 加固土體面積（平方米）L 加固土體長度、深度（米）n 地層孔隙率（見下表） 地層填充系數(shù)（ 0.8 ） 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3349洞內(nèi)帷幕注漿注漿量計算：1-1 斷面：每個循環(huán)（ 12m）加固土體注漿量 Q=ALn =（ 35.47 × 12+25.74 3 ×4）× 0.43 ×0.8 ×1.1=200m3 每延米加固土體注漿量 Q=200/12=16.67m地面注漿注漿量計算：3 每延米加固土體注漿量 Q

16、=ALn /L=An =61 × 0.43 ×0.8 × 1.1=23.08m 每延米增加注漿量 Q=23.08m3=6.4 m3-16.67m33-16.67m以上理論注漿量為隧道開挖面外 1.5m 厚的加固量，注漿參數(shù)按試驗段注漿參數(shù)及現(xiàn)場計量為準。17. 注漿施工過程中被加固地層變形的安全控制注漿施工過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，第二種是人工巡查。監(jiān)控量測是最主要的控制被加固地層變形的措施。 該方法通過對注漿區(qū)域附 近地表和洞內(nèi)的監(jiān)測， 能精確的了解到注漿施工過程中地層微小的變形情況， 及 時預報險情，防患于未然。人工巡

17、查就是在注漿施工過程中安排人工在地表和洞內(nèi)進行不間斷的巡視， 當巡視人員發(fā)現(xiàn)突然出現(xiàn)的險情， 及時通知注漿人員停止注漿， 分析原因、 采取 措施，將險情造成的損失降至最低。這兩種措施合理安排、 相互補充，構成了一個相對比較完整的控制地層變形 的安全體系。1.12 監(jiān)控量測4.16 監(jiān)控量測的意義施工監(jiān)控量測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。 注漿施工中進行 的監(jiān)控量測的目的是掌握注漿施工所產(chǎn)生的壓力對周圍土體、 地表及初期支護的影響，通過獲取變形的動態(tài)信息，以此預報可能存在的險情，通過調(diào)整注漿參數(shù)如注漿壓力、材料選

18、擇、孔位順序及分段長度等）消除危險隱患4.17 監(jiān)測項目、監(jiān)測手段與監(jiān)測頻率暗挖隧道監(jiān)控量測項目一覽表監(jiān)測項目監(jiān)測儀器及元件測點布置應 測 項 目洞內(nèi)及洞外觀察地質預探、 描述，拱 架支護狀態(tài)、建 （ 構）每一開挖環(huán)一個斷面筑物等觀察和記錄0.4L 范圍內(nèi)每 10 米設置一地表沉降 水準儀、銦鋼尺組， 0.6L 范圍內(nèi)每 10 米設 置一組13初期支護結構拱頂下沉水準儀、鋼卷尺 面每 10m 一個斷初期支護結構凈空收斂數(shù)顯式收斂計每 10m 一個斷面，每個斷 面地下管線沉降水準儀、銦鋼尺2 條水平測線 結合地表沉降點布設序 號監(jiān)測項目方法及工具1地質及支護 觀察觀察、描述2洞周收斂收斂計水 準

19、 儀、 水準3拱頂下沉尺、鋼尺 水準 儀、 水準1-15 天1 次/ 天量測頻率16-30天30-90每次開挖后1 次 /2 天2 次/ 周上水管線沉5 降尺、鋼尺水 準 儀、 水準尺、鋼尺控制值0.5 倍洞 寬 或 15mm中的較小值15mm5mm15mm道內(nèi)各項變形觀測同步進行）沉降或收斂頻率施工期量測頻率01B1 2B25B 5B 以上12 次/ 天1 次/ 天1 次 /2 天1 次 /1 周1 次 / 月>2mm 天/1.13 2mm 天/ 010.5mm/ 天 <0.1mm/ 天 基本穩(wěn)定后 拱頂（部）沉降和凈空收斂監(jiān)測頻率 注 :B 為隧道其徑或厚度 （m）。4.18

20、人工巡查7.5 人工巡查法的意義在注漿施工過程中，一小部分漿脈的走向具有隨機性，而我們所進行的精確的監(jiān)控量測主要在于地層變化的整體性和可預見性，但該方法在空間和時間上12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和時間， 及時發(fā)現(xiàn) 已經(jīng)出現(xiàn)的險情，及時處理，減少損失。18. 人工巡查法組織在加固注漿施工過程中， 分別安排專人在地表和洞內(nèi)進行不間斷、 全區(qū)域的 巡視。特別是夜間作業(yè)時，地表巡查人員要配備強光燈，嚴密監(jiān)視，輪班作業(yè)， 防止疲勞，確保安全。當巡查人員發(fā)現(xiàn)險情后，要立即通知作業(yè)施工的領班員即刻停止注漿作業(yè)， 領班員然后通知相關領導， 根據(jù)險情的具體情況召開相關人員的技術討

21、論會， 分 析險情出現(xiàn)的原因，采取相關措施消除類似的險情的重現(xiàn)。8管理人員及勞動配備管理人員 5 名：項目組長一名，技術負責人一名，現(xiàn)場技術員 3 名；技術工 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；共計整個項 目預設 41 人。1.14 質量保證措施(1) 施工過程要嚴格工序控制，加大施工的技術含量，專業(yè)技術人員現(xiàn)場值 班，劃分作業(yè)區(qū)域、采用 “雙控 ”指標、兩序孔作業(yè)，根據(jù)施工和地層的變化情 況，適時調(diào)整注漿壓力、分段長度和注漿材料的種類及配比，保證注漿效果。(2) 應嚴格按照設計參數(shù)進行鉆孔。鉆孔孔位及角度偏差符合相關規(guī)范規(guī) 定，若現(xiàn)場鉆孔孔位因

22、為客觀條件限制不能滿足設計要求， 應進行移位并進行計 算確定參數(shù)，必要時應進行補孔。(3) 注漿材料應滿足設計要求， 嚴禁使用過期結塊的水泥， 必要時進行檢驗。(4) 漿液配比應符合設計要求， 配漿時最大誤差為： 水泥、水玻璃、 水± 5%， 外加劑 ± 1% 。(5) 漿液攪拌應均勻，一般水泥漿、特種水泥漿攪拌時間為3 5 分鐘，但不得超過 90 分鐘。未攪拌均勻或沉淀的漿液嚴禁使用。(6) 注漿過程中，時刻注意泵壓和流量的變化，若吸漿量很大或壓力突然下 降，注漿壓力長時間不上升，應查明原因，如工作面漏漿，可采取封堵措施。如 跑漿可通過調(diào)換漿液、調(diào)整漿液配比，縮短漿液凝膠

23、時間，進行大泵量、低壓力注漿，必要時采用間歇注漿，以達到控域注漿目的(7) 注漿過程中若發(fā)生串漿時，可采取兩孔同時注漿措施。(8) 注漿過程中壓力突然升高，應及時查找原因，進行處理，確因漿液凝膠 時間過短，則應停水玻璃泵，只注水泥漿，待泵壓恢復正常后再進行雙液注漿。(9) 一臺泵發(fā)生故障時，應立即換上備用泵繼續(xù)注漿。(10) 嚴格進行注漿效果檢查評定， 符合要求時才能結束注漿作業(yè)。 當未達到 注漿結束標準時，應進行補孔注漿。19. 安全及環(huán)境保證措施(1) 建立健全各種崗位責任制，嚴格執(zhí)行現(xiàn)場交接制度。(2) 施工作業(yè)區(qū)應設置警戒線，靠馬路一側設置交通警示標識并設安全員 巡視，確保道路交通順暢及行人安全。(3) 施工作業(yè)過程必須做到安全用電，加固注漿施工隊配備專門的電工，按 項目安全用電的相關規(guī)則作業(yè)。 注漿時不得隨意停水停電， 必要時必須事先通知， 待注漿完成并沖洗后方可停水停電。(4) 施工前應注意查明地下管線和地下構筑物情況，打管時應采取有效的 保護措施，若發(fā)現(xiàn)前方有異物，應立即停止施工，制定措施后方可繼續(xù)施工。已 知青年北路西側距路牙 1.1m 處有一 1800 污水管， 南北走向， 埋深 56m ，距隧 道初支結構外皮