城际隧道1#井洞内旋喷桩试验段方案.docx

1#井洞内旋喷桩试验段方案一、试验段工程概况及试验目的1.1工程概况莞惠城际GZH-4标DK19+780 DK19+885,隧道采用暗挖法施工,围岩等级为级，施工工法为中隔壁（CD）法，采用全断面注浆。该场地属剥蚀丘陵及丘间谷底地貌，地形略有起伏，标高在12.716.0m之间变化，本区间存在地表水，GDK19+780处有一沟渠由北向南流经区间隧道。光明二路附近地表有水塘。水塘底标高距离隧道初支顶面标高为4.224.76m。图1-1 DK19+780 DK19+900段暗挖隧道平面图该试验段GDK19+780-GDK19+885段隧道穿越沙层，地质从地表往下为主要有素填土、淤泥质粉质黏土、砂层、粉质黏土、全风化混合片麻岩层，洞身主要位于砂层、粉质粘土以及全风化混合片麻岩层。填土层，结构不稳定，容易坍塌，属于不稳定土体；淤泥质黏土，含水量高，孔隙比大，渗透性低，承载力低，容易产生触变、流变，引起地基变形和失稳，属不稳定土体；砂层中富水，稍密，属较不稳定土体；残积土及全风化岩，浸水易软化，施工开挖容易坍塌，属较不稳定土体；全风化混合片麻岩层破碎。地质情况见下图图1-2 GDK19+780 GDK19+900段暗挖隧道地质纵断面图本区间存在多处地表水，GDK19+800处有一沟渠由北向南流经区间隧道，沟渠内常年有水，水量随降水量变化。设计勘察期间GDK19+780GDK19+885地下水位埋深0.802.0m，水位变幅5.2m。1.2试验目的由于本段隧道前期个别地段洞内全断面注浆效果未达到设计要求，施工存在在安全隐患；为消除此隐患，保证后续施工安全，特选取一段改用洞内旋喷桩超前加固试验，来指导下步施工。（1）确定洞内旋喷桩配套施工所需机械设备。（2）确定本段洞内旋喷桩施工参数（桩长、旋喷桩孔间距、旋喷压力、加固后土体的强度等）。（3）使所有的管理、施工人员详实、准确地掌握本段施工范围内旋喷桩的施工方法。（4）通过该试验段施工进行收集、整理、分析，形成一套完整的洞内旋喷桩施工工艺，并形成总结报告，报经监理及上级主管部门确认后进行下道工序施工。1.3洞内旋喷桩试验参数。拟在隧道开挖前对左线GDZK19+885GDZK19+870区间隧道拱部180范围采用周边单层咬合水平单管旋喷桩加固，旋喷加固体的直径为500mm,孔深15m,考虑不设扩大工作室,为减少周边破桩工作量,桩尾3.0m范围只成孔而不旋喷成桩,实际成桩长12m , 纵向搭接长度1.5m 。环向间距开孔处0.33m,终孔处0.4m,外插角58(视地质及线路坡度而定),相邻加固体咬合厚度10cm, 施工一循环旋喷桩,开挖、初支进尺10.5m 。为减少前方土体滑移引起掌子面失稳,加剧结构变形和地表沉降, 掌子面亦设置洞内全断面注浆。图1-3 洞内水平旋喷桩加固示意图（横断面）16图1-4 洞内水平旋喷桩加固示意图（纵断面）图1-5 地面加固平面位置图1.4旋喷桩桩位布置旋喷桩孔位布置沿隧道拱部180范围，孔口环向间距0.33m，布点位置类同于小导管,共53个孔，钻孔深度15m。掌子面方向从左到右钻孔编号依次为：X1X53。图1-6 洞内旋喷桩孔位置图1.5检查孔布置检查孔各区在旋喷咬合处取三个，分别在拱顶和两个拱脚处钻孔取芯，编号从左到右钻孔编号依次为：J1J3。主要用于检查桩体的咬合情况，芯样强度、加固效果。二、洞内旋喷桩试验工作量及施工计划安排2.1 工作量旋喷桩钻孔53个，钻孔总长度795m，实桩长度636m，空桩长度159m。 2.2施工计划安排施工准备：2013年1月1日-1月5日；设备进场：2013年1月6日-1月7日；旋喷桩施工：2013年1月8日-1月11日；检查孔抽取：2013年1月21日-1月22日；试验段总结初稿：2013年1月24日-1月25日。三、洞内旋喷桩试验段施工方法、工艺3.1施工参数(1) 钻杆钻进速度:0.250.35 m/min (2) 钻杆钻进转速:12070r/min (3) 喷浆提升转速:0.2m/min(4) 提升转速:20r/min(5) 水泥浆配合比W:C=0.71(6) 每延米水泥用量:150 kg (7) 钻杆每节3m,外径50mm,旋喷钻头外径90mm ,单孔,孔径2mm (8) 旋喷压力:2025MPa3.2施工准备封闭上台阶和下台阶掌子面,喷混凝土厚度20 cm 。精确测量中线、水平,搭设工作平台,平台上铺设竹夹板和枕木,将钻机、高压泵及其它机具一字排列就位。设置临时边沟及废浆池。3.3工艺流程洞内水平旋喷桩工艺流程图详见下图。 封闭掌子面桩位测量钻机就位试运行钻水平孔泥浆配置终孔检查旋喷提升高压喷浆浆液配置旋喷提升距掌子面3m停喷清洗注浆泵及钻杆施工下一个旋喷桩图3-1 洞内水平旋喷桩加固工艺流程图3.4浆液配制浆液严格按设计配合比配制,充分拌和均匀,拌合时间3 min , 水泥浆从搅拌机倒入贮浆桶前要经筛过滤,以防出浆口堵塞。3.5钻孔及旋喷周边按照每次间隔一孔,孔位从下到上左、右交替进行。跳跃式成桩,两边强度平衡,可以减少因钻杆偏移造成桩间咬合率低的 问题 。按设计外插角,分孔计算每根桩的偏角和仰角,利用三维坐标,使钻机精确定位。开孔时慢进,钻至1 m 后按正常速度钻至设计深度,当浆液从喷嘴喷出并达设计压力后开始旋喷,桩前端原地旋喷30 s 。为保证桩径和桩间咬合,弥补 目前 国内水平钻旋喷作业退进速度快的不足,采用复喷工艺(即退一次、进一次、再退一次,共计三次旋喷作业),以提高固结体的增径效果及咬合率。在桩前端受外插角的影响 ,为确保加固效果,前端旋喷时加大压力或降低喷嘴的旋转提升速度。当旋喷至孔口3 m 时停止,并立即退出钻杆,用棉纱塞堵孔口,以防浆液外泄。3.6冒浆处理工艺在旋喷过程中,往往有一定数量的土颗粒随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出。通过对冒浆的观察, 可以及时了解地层状况,判断旋喷的大致效果和评定旋喷参数的合理性等。根据经验,冒浆量小于注浆量20%30%为正常现象,超过30%或完全不冒浆时, 应查明原因并及时采取措施。当旋喷流量不变而压力突然下降时,应检查各部位的泄漏情况,必要时拔出注浆管检查密封性能。出现不冒浆或断续冒浆时,若系土质松散则视为正常现象,可适当进行复喷。若系附近有空洞,则可继续注浆或拔出注浆管待浆液凝固后重新注浆至冒浆为止,或采用速凝浆液使浆液在注浆管附近凝固。冒浆量过大的主要原因是有效喷射范围内注浆量大大超过旋喷固结所需浆量,可采用提高喷射压力(喷浆量不变) 或适当缩小喷嘴直径(喷射压力不变),加快提升和旋转速度等措施。四、劳动组织劳动力组织采用架子队组织模式，施工人员应结合试验段确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。表1 每个作业工地人员配备表负 责 人1人技术主管1人专兼职安全员1人工 班 长2挖机司机2人技术、质检、测量及试验人员4人钻工3人注浆工4人普工2人其中负责人、工班长、技术人员、专兼职安全员必须由施工企业正式职工担任，并可根据工程情况适当配备若干劳务工人。水平旋喷施工必须要有经验丰富的专业作业队来实施。五、材料要求原材料应符合设计要求，设计未明确时应符合以下要求：水泥应选用普通硅酸盐水泥，标号为P.O 42.5，其指标应达到合格标准。施工用水的水质应符合工程用水标准。六、设备机具配置旋喷桩根据现场情况及其施工要求，考虑合理施工、节约成本、工序合理等因素，需配备的主要施工机械如下：表2主要施工机械设备配置表序号机械名称型号 数量1高压旋喷机GMJ-50 62高压泵 BW250/50型 63泥浆泵PN型 64空压机螺杆空气压缩机 45制浆机 HQ220 6七、质量控制及检验7.1做好钻机定位，钻机和高压注浆泵的距离不宜过远，要求钻机安放保持水平，钻杆保持垂直，其倾斜度不得大于1.0%。钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm。7.2施工前检查水泥，外掺剂的质量、桩位、压力表、流量表的精度和灵敏度，高压喷射设备的性能等。7.3施工中应检查施工参数（压力，水泥浆，提升速度，旋转速度）的应用情况，施工程序。7.4质量参数表旋喷桩施工质量参数表如表3 表3 质量参数表 检查项目单位允许偏差值钻孔位置mm50钻孔倾斜度%1.5孔深mm200桩体直径mm50八、安全文明施工8.1凡进入施工现场的人员必须穿戴好安全帽。员工着装应符合施工规定，要求统一的工作服，施工现场主要出口、危险处和警戒区等处挂醒目的安全、防火标志提示牌。提醒每个人时时刻刻注意安全。8.2施工现场发现漏浆情况要及时清理，保持洞内干净整洁。 8.3搭设的施工平台应稳固，防止机械倾倒伤人。8.4有危险隐患的工作场所，应另加劳动防护；沾有易燃污渍的衣物不得继续使用。8.5特殊工种人员（电工、焊工、机械操作、架子工等）持证上岗，严禁无证上岗操作，防止机电事故的发生和伤害他人事故的发生。8.