铁路隧道帷幕注浆施工方案.doc

- 1 - 新建铁路新建铁路 xx 区至区至 xx 线线 xxx 隧道斜井砂岩隧道斜井砂岩 帷幕注浆施工方案帷幕注浆施工方案 编制：编制： 审核：审核： 审批：审批： xxxxxxxx 集团集团 xxxxxx 隧道隧道 20122012 年年 1010 月月 第一章第一章 编制依据及编制原则编制依据及编制原则 1.1 编制依据编制依据 xx 区至新建铁路 xxx 隧道施工图纸 施工现场临时用电安全技术规程 ； 其它相关行业及国家规范； 现场踏勘及调查所得的相关资料； 1.2 编制原则编制原则 （1）安全第一的原则安全第一的原则 在编制中始终按照“关注风险、措施可靠、安全可控”的原则确定施工 方案。并在施工中紧抓落实，确保安全万无一失的前提下组织施工。 （2） 技术可靠原则技术可靠原则 根据本工程特点，借鉴类似工程设计、施工和管理的成熟技术，结合我 项目部在其它类似工程施工的成功经验的基础上，选择可靠性高、可操作性 强的施工技术方案进行施工。 （3） 质量保证的原则质量保证的原则 加强领导，强化管理，建立完整的质量管理体系和控制程序，明确工程 质量方针、目标，制定切实可行、有效的工程质量保证措施，施工过程严格 进行质量管理与控制，确保工程质量目标的实现。 （4） 科学配置的原则科学配置的原则 根据管理目标的要求，在施工组织上实行科学配置，选派有丰富施工经 验的管理人员、技术人员及专业化施工队伍，投入先进、精良的施工设备； 确保人、财、物、设备的科学合理配置。 （5） 以人为本原则以人为本原则 建立、健全消防、安全、保卫、卫生、健康体系，以人为本，维护和保 障施工人员的安全与健康。建立职业健康安全管理体系和控制程序并严格执 行，保证职工的职业健康和施工安全。 （6） 注重环保原则注重环保原则 执行 iso14001 标准，建设“绿色工地” ，实施“环保施工” 。在施工材料 的使用、施工机械的配备、施工方案的选择方面与环保要求相结合，确保施 工过程对周边自然环境产生尽可能小的影响。 （7） 风险可控原则风险可控原则 对工程的施工风险进行辨识、分析、评估，加强风险管理控制，减小风 险发生的概率，对等级较高的风险制定应急预案，减小风险发生时造成的损 害。 第二章第二章 工程概况工程概况 2 21 1 工程概述工程概述 新建 xx 区至 xx 铁路专用线 xxx 隧道地处宁夏固原市郊黄土梁卯区，属 工企 i 级铁路专用单线隧道，隧道起点里程 dk5+345,终点里程 dk11+788，隧 道全长 6443m，内轮廓面积为 32.5m，最大纵坡 4.5%。xxx 隧道斜井 1 号全 长 1038 米；2 号全长 1036 米，斜井围岩为第四系全新统人工填土，坡积砂质 黄土，上更新统风砂质黄土，下伏基岩为下第三系泥岩、砂岩，白惡系下统 泥岩、泥灰岩、页岩及断层角砾等。沿线分布的特殊岩土主要为第四系上更 新统风积砂质湿陷性黄土和膨胀性黏土岩。隧道所处区域地震基本烈度为 度，弱富水区，预测单位正常涌水量 q=302m/d.km,单位最大涌水量 906 m/d.km。 斜井围岩区间段支护设计情况：超前小导管+钢筋网片+钢拱架+c25 喷射 砼。超前小导管预支护采取 42mm 单层小导管，长度 3.5 米，环向间距 20cm，每 50 cm 架立 1 榀 i16 工字钢，每榀钢架施作 8 根 42mm 锁脚锚管， 长度 3.5 米,c25 喷射混凝土厚度 23 cm。 2.2.2.2.地层岩性地层岩性 本区间范围为砂岩：浅红色、砖红色，粒状结构，胶结差，流动性强， 易产生流沙；钻孔岩芯呈散状，成岩作用很差，目前隧道斜井正洞砂岩已 施工 678 米，斜井设计砂岩里程斜 3+40。 第三章第三章 施工方案施工方案 3.13.1 主要内容主要内容 本工程隧道斜井段穿越强风化砂岩地层，地质条件极差，砂岩破碎， 开挖后基本无自稳能力，极易造成涌沙涌水坍，危及施工人员及设备的安全， 施工进尺困难，月进度指标远远不能满足工期要求。经过现场实验得出对隧 道围岩进行地质注浆加固，效果明显，注浆后围岩裂隙得到充分填充及密实， 使地层的胶结性增强，自稳能力得到了显著提高，达到加固地层的目的。具 体施工方法如下： 3.23.2 施工方法施工方法 根据本工程掌子面实际地质及施工条件，参考相关类似工程成功经验， 并通过现场实验决定本工程将采用洞内双液变量注浆泵上导超前预注浆法施 工-详情见附图（附后） 。 注浆孔孔深 8m，每循环开挖 6m。其特点：操作简单，浆液扩散分布均匀 度较地表注浆差，故须采用增加注浆孔孔数来确保加固止水效果，但施工循 环时间较长（不能与开挖施工同步进行，故工期为单面工期） 。 3.33.3 注浆材料注浆材料 3.3.1 其特性对洞内出水而言，凝结时间快，渗透性好，能够有效充 填裂隙，加固地层。 3.3.2 凝结时间可调节，可注性好； 3.3.3 强度高、止水性好； 3.3.4 注浆材料配比： a 液b 液 水玻璃：33.3% 水：66.7% 水泥：50% 水：50% 水玻璃：31.3% 磷酸：6.2% 水：62.5%ab 注：1.b 液由 a：b=1:1 组成， 洞内出涌沙涌水量特大时（注：洞内出水量超过 600m/日） ，采用 a 液注浆加固； 2.洞内水量一般时（注：洞内出水量在 400-600m/日） ，采用 b 液注浆加固； 注浆时，将根据现场实际情况适当调整配合比，并适当加入特种材料以 增加可灌性。 3.43.4 注浆范围的设计注浆范围的设计 根据岩土工程勘察资料，结合已开挖暴露的地质及地下水情况，隧道注 浆作业长度初定为 8 米。注浆填充加固断面尺寸为开挖轮廓线外扩 2m 为最佳， 详见附后剖面示意图。 3.53.5 注浆孔的布置及注入顺序原则注浆孔的布置及注入顺序原则 根据掌子面注浆孔布置为：孔间距 0.5m；如局部涌水量过大，则根据现 场实际情况适当加密注浆孔。平面布孔如下图所示布置（在后续施工中可根 据开挖情况做适当调整） 。 注入顺序：隧道掌子面加固区域将从外围到中心进行施工，环向从两侧 拱脚向拱顶中心注浆加固。紧贴开挖弧线注浆孔：外插角 14，末端最大外 扬 2m。 3.63.6 主要注浆参数主要注浆参数 3.6.1 注浆孔深度 8 米。 3.6.2 注浆孔直径 20mm。 3.6.3 a 浆液最佳凝结时间 15s；b 浆液最佳凝结时间为 30s。 20mm钢管， 孔深长8m 上台阶 隧 道 中 心 线 洞内帷幕注浆正面注浆孔布置图 中台阶 8m 每循环注浆长度 6m 每循环开挖长度 2m 8网喷c25 砼，10cm 帷幕注浆弧向注浆轮廓及开挖图 3.6.4 注浆压力 5.0mpa（塌方体、岩体松散等地段终压采用低压力 2- 3mpa 进行注浆 ，正常密实段终压最大取 5mpa） 。 3.6.5 注浆循环段长 8 米。 3.6.6 开挖循环段长 6 米。 3.6.7 预留注浆打接段长 2 米，预留 2 米搭接长度能确保掌子面稳定， 不出现突泥涌水或垮塌。 3.6.8 第一次施工前掌子面须采用 c25 网喷混凝土进行全封闭，厚度 10cm；以后每次均采用 c25 素喷混凝土封闭掌子面，厚度 5cm；保证掌子面 注浆时不出现因注浆压力过大造成露浆或局部开裂透浆等。 3.7. 注浆工艺实施注浆工艺实施 3.7.1.注浆工艺流程 3.7.2.注浆段长和注浆孔的布置 根据钻机性能，确定每循环最佳注浆长度 8 米；每孔注浆要使浆液流动 扩散到注浆孔深周边范围内的所有岩层裂隙中及空洞中，所以注浆孔的布置 要以浆液流动扩散范围不出现空白为原则，据此根据设计注浆孔数量以隧道 中轴为中心呈伞形布置。 3.7.3.注浆方式 采用逐孔逐步进行注浆，即采取钻一孔注一孔的注浆方式注浆；每孔注 浆一次性注浆方式施工。 3.7.4注浆量计算： (1)根据注浆机公称流量计算方量： 注浆机公称流量分为：3.6m/h、2m/h、1.1m/h、0.5m/h，考虑到注 浆过程档位变化，公称流量应为： 3.6*40%+2*40%+1.1*20%+0.5*10%=2.51m/h 每天注浆量为：2.51m/h*（24-4）h=50.2m 3.7.5.钻孔 钻孔选用水电钻钻机。 先根据孔位布置、钻孔参数，在工作面上放出钻孔位置，并用油漆标定。 调整钻杆的仰角和水平角，移动钻机，将钻头对准所标孔位。 当钻机深度达到设计要求时退出钻杆，安装注浆管 200mm 钢管，钢管 长度一般分为 1.5m、3m 及 6m，根据孔深选取注浆管长度进行安装，直至设计 孔深。 3.7.6.制浆 选用双桶一体式搅拌机作为制浆设备，该设备分里外两层，搅拌桶不停 地搅拌。里层桶为预搅拌桶，外层桶为储浆及吸浆室，确保浆液均匀及吸浆 便宜。 根据选定浆液的配比拌好浆液，其中水泥浆拌好用网筛过滤后方可注浆 施工。 3.7.7.注浆准备 注浆管路按“注浆管路连接图”所示联接，通过压水检查注浆管路的密 封性，同时冲洗岩石裂隙，扩大浆液通路，增加浆液冲塞的密实性。 注浆管路连接图如下： 外加剂 搅拌机蓄浆池 水玻璃浆液 注 浆 泵 输浆管 混 合 器 孔口管 高压阀 注 浆 孔 过滤网 水泥水 3.7.8.注浆顺序 先注外层，后注内层，同一层由下而上间隔跳开施作。浆液主要通过小 钢管进行一次性注浆加固。 3.7.9.注浆结束标准 单孔结束标准:注浆压力逐步升高至设计终压，并继续注浆 10min 以上， 方可结束单孔注浆。 全段结束标准: 所有注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏注现象，预测 岩体经注浆后可在开挖后保证洞壁稳定。 3.7.10.异常情况处理 若钻孔过程中，遇见突泥情况，立即停钻，进行注浆。 若掌子面小裂隙漏浆，先用水泥浆浸泡过的麻丝填塞裂隙，并调整浆液 配比，缩短凝胶时间。 当注浆压力突然增高，则只注纯水泥浆或清水，待泵压恢复正常时，再 行双液注浆；若压力不恢复正常，则停止注浆，检查管路是否堵塞。 当进浆量很大，压力长时间不升高，则调整浆液浓度及配合比，缩短凝 胶时间，进行小泵量、低压力注浆，以使浆液在岩层裂隙中有相对停留时间， 以便凝胶；有时也可以进行间歇式注浆，但停注时间不能超过浆液胶凝时间。 第四章第四章 施工部署施工部署 4.14.1 施工总体目标施工总体目标 4.1.1 工程质量目标：优良。 4.1.2 工程进度目标：每循环 57 天。 4.1.3 安全生产目标 严格按照国家安全制度和规定，达到“五无” 、 “一杜绝”及“一创建” 的目标。 4.1.4 文明施工目标 以业主及公司有关安全文明要求为标准，确保“达标工地” ，为公司赢得 声誉，为业主增光添彩，为环保工作做出贡献。 4.1.5 协调目标 做好内外关系协调，结合工程情况充分发挥项目优势，主动争取各方的 支持与配合，做到施工一项工程，交一方朋友。 4.1.6 内业管理目标 技术管理责任明确，技术档案管理微机化，确保内业资料完备、及时、 先进和符合各方要求，并做到工程竣工时竣工资料即交验完。 4.24.2 组织机构组织机构 如图 4-1 所示 项目经理 项技术负责人 生 产 安 全 经 营 水 电 测 量 质 量 计 量 试 验 项目经理 项目副经理技术负责人 图 4-1 项目经理部组织机构图 第五章第五章劳动力组织及设备配备劳动力组织及设备配备 5.15.1 劳动力组织劳动力组织 1、现场施工负责：1 人 2、现场技术负责：1 人 3、浆液配置：2 人 4、注浆：1 人 5、掌子面布孔、钻孔及拔管洗管 3 人 5.25.2 主要施工设备配置（如下图）主要施工设备配置（如下图） 机械 器具 其他 水电钻钻机 2 台 注浆管 钻杆 排水处理装备 2zbsb-3.6-0.5/5-7.5 型注浆泵 2 台 注浆液混合器 双桶立体式搅拌机 1 台 第六章第六章 工程质量保证体系工程质量保证体系 在本工程注浆施工中，应以严格组织管理体系和科学严谨的质量体系来 保证工程质量。 6.16.1 质量控制质量控制： 6.1.1 工程质量严格按照本工程制定，并经甲方和监理工程师认可的施工 方案执行，严格按国家有关技术规范、规程、标准控制施工。 6.1.2 根据施工程序，严把钻孔深度、配料注浆比例、注浆量关，每一道 工序均安排专人负责，并记录好每一道工序的原始数据。 6.26.2 工程质量保证制度：工程质量保证制度： 6.2.1 成立工程项目经理为责任的质量管理小组，完善质量保证体系，严 格按照质量体系中规定的责权要求运行。 6.2.2 定期召开质量分析会议，组织质量教育，严格执行“三检”制度， 加强技术交底工作，强化工序控制，由责任心强经验丰富的工程师担任质量 控制人员，实行监督检查，保证工程质量。 6.2.3 加强现场施工材料管理，严格执行进料检验制度，保证施工材料满 足设计和规范要求，不合格材料不得进场使用，确保工程质量。 6.2.4 配备好施工机具和计量工具以满足施工要求，建立健全各种资料、 原始记录、作为评价工程质量的重要依据。 6.2.5 加强与甲方、监理的配合，认真接受指导和监督。 6.36.3 工程质量措施：工程质量措施： 6.3.1 钻孔施工：开钻前，严格按照施工布置图，布好孔位。钻机定位要 准确，开钻前的钻头点位与布孔点之距相差不得大于 5cm。钻杆度不得大于 1。钻孔时，密切观察钻孔进度，如发生涌水情况，应立即停止钻孔，先进 行注浆止水 (最大压力应达到 5mpa) ，并确认止水效果后，方可停止注浆， 向前继续钻孔施工。 6.3.2 配料：根据现场不同地质情况选择由 a、b 或 c 液进行注浆加固， 应采用准确的计