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 11.2工程地質 11.3水文地質 12.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 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 94.7深孔注漿加固土體施工步驟 95.主要的注漿設備及材料配備 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 117.2人工巡查 128．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 15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#最新施工進展圖圖2東風南路1#-6#最新施工進展圖注漿現場注漿效果4.2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Φ40，梅花形布置。注漿壓力為0.3～0.5MPa。漿液配比可根據現場實際情況進行調整。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，開挖到注：注漿加固厚度按設計要求取1.5m-2m(3)施工工藝(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。4.3深孔注漿施工流程根據相關的設計圖紙，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：4.4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1有水，砂質粉土及細砂地層雙漿液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地質水文情況選擇注漿止水試驗段，以確定注漿參數和注漿量。4.6主要注漿參數（1）注漿孔直徑Φ40mm。（2）漿液凝結時間：120s～30min。（3）注漿壓力：0.3～0.5Mpa。（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）根據現場實際地質情況，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,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.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，管內壁光滑，管內無雜物。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.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。4.（1）擴散注漿注漿壓力應控制在0.3~0.5Mpa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)現地層有串漿或加速形變跡象要及時停止注漿，分析原因。4.對注漿泵、制漿機及所有注漿管進行清洗，對現場施工場地進行清理，作好現場的文明施工。5.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量工作內容地質鉆機臺5打孔空壓機臺4動力注漿泵臺4灌漿攪拌機臺6制漿6.理論注漿量計算加固土體注漿量Q=ALnαβ式中：A—加固土體面積（平方米）L—加固土體長度、深度（米）n—地層孔隙率（見下表）α—地層填充系數（0.8）β—漿液消耗系數（1.1）土壤孔隙率參數土壤名稱孔隙率（%）沖積中、粗、礫砂33～46粉砂33～49洞內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=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挖面外1.5m厚的加固量，注漿參數按試驗段注漿參數及現場計量為準。7.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。人工巡查就是在注漿施工過程中安排人工在地表和洞內進行不間斷的巡視，當巡視人員發(fā)現突然出現的險情，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。7.1監(jiān)控量測7.1.1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，通過調整注漿參數（如注漿壓力、材料選擇、孔位順序及分段長度等）消除危險隱患。7.1.2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及洞外觀察地質預探、描述，拱架支護狀態(tài)、建(構)筑物等觀察和記錄每一開挖環(huán)一個斷面地表沉降水準儀、銦鋼尺0.4L范圍內每10米設置一組，0.6L范圍內每10初期支護結構拱頂下沉水準儀、鋼卷尺每10m一個斷面初期支護結構凈空收斂數顯式收斂計每10m一個斷面，每個斷面2條水平測線地下管線沉降水準儀、銦鋼尺結合地表沉降點布設暗挖隧道監(jiān)控量測頻率一覽表序號監(jiān)測項目方法及工具量測頻率控制值1-15天16-30天30-90天1地質及支護觀察觀察、描述每次開挖后2洞周收斂收斂計1次/天1次/2天2次/周0.005倍洞寬或15mm3拱頂下沉水準儀、水準尺、鋼尺154地面沉降水準儀、水準尺、鋼尺155上水管線沉降水準儀、水準尺、鋼尺1沉降觀測頻率（應與隧道內各項變形觀測同步進行）沉降或收斂頻率施工期量測頻率>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)現已經出現的險情，及時處理，減少損失。7.2.2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，根據險情的具體情況召開相關人員的技術討論會，分析險情出現的原因，采取相關措施消除類似的險情的重現。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。9.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)，根據施工和地層的變化情況，適時調整注漿壓力、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，若現場鉆孔孔位因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，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。如跑漿可通過調換漿液、調整漿液配比，縮短漿液凝膠時間，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。10.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φ1800污水管，南北走向，埋深5~6m，距隧道初支結構外皮約0.4m；(5)注漿管路及連接件必須采用耐高壓裝置，當壓力上升時，要防止管路連接部位爆裂傷人。(6)孔口管、止?jié){塞要安裝固結牢固，施工期間嚴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，搭設穩(wěn)固安全的腳手架和施工平臺，防止機翻人傷事故發(fā)生。（8）鉆機注漿泵及高壓管路必須試運轉，確認機械性能和各種閥門管路，壓力表完好后，方可施工。（9）每次注漿前，要認真檢查安全閥、壓力表的靈敏度，并調整到規(guī)定注漿壓力位置。（10）安裝高壓管路和龍頭各部件時，各絲扣的聯(lián)接必須擰緊，確保聯(lián)接完好。（11）注漿過程中，禁止現場人員在注漿孔附近停留，防止密封膠沖式閥門破裂傷人。（12）注漿施工期間，必須有專門機電修理工，以便出現機械和電器故障時能及時處理。（13）注漿現場操作人員必須佩戴安全帽、口罩和手套等勞保用品，方可進行注漿施工。（14）施工前必須做好施工準備，并請甲方或總包方提供周邊詳細布置圖。（15）環(huán)境保護措施：應采取有效措施防止?jié){液遺灑；（16）環(huán)境保護措施：漿液的配制量計算