管线沉降加固方案.doc

目 录一、管线概况11.1 基坑管线分布情况11.2 基坑管线悬吊方式1二、近期Z1线跨越基坑范围内管线的监测情况2三、管线沉降原因分析3四、针对管线沉降的措施44.1 减小管线部位的地面荷载44.2 对管线下部土体进行注浆加固6五、注浆施工方案95.1 施工部署95.2 施工工艺流程125.3 施工步骤125.4 注浆结束标准14六、质量、安全、文明施工保证措施146.1 质量保证措施146.2 安全保证措施156.3文明施工保证措施17七、施工过程中的监测17管线沉降加固方案一、管线概况1.1 基坑管线分布情况目前，Z1线、B1线基坑内共有五条管线穿越基坑，包括800中水管道、600给水管道、200低压燃气管道、500中压燃气管线以及24孔的通信管线。具体如下图1、2所示。图1 Z1线管线分布图 图2 B1线管线分布图1.2 基坑管线悬吊方式Z1线、B1线施工范围内的所有管线全部通过地连墙预埋套管（管线与套管之间采用沥青麻丝、沥青胶泥填充，双组份聚硫密封膏封口），穿过地连墙，采用贝雷梁悬吊的方式跨越基坑。如下图3所示。图3 基坑内管线悬吊示意图二、近期Z1线跨越基坑范围内管线的监测情况根据已经开挖的Z1线基坑近期管线监测数据，Z1线管线基坑内悬吊部分位移呈向上隆起趋势，地连墙外侧部分呈向下沉降趋势。Z1线管线监测点布置如下图3所示。图3 Z1线管线监测点布置图根据监测点的布置，分别选取管线位于坑内的两点（6#、6-1#）以及管线两侧各三点（1#、3#、5#、7#、9#、11#）的监测数据进行统计，统计结果如下图4所示。坑外坑外坑内地连墙地连墙图4 Z1线管线9月22日监测结果（表中数据单位：mm）三、管线沉降原因分析Z1线管线变形呈现明显的基坑外沉降、基坑内隆起的特征，结合相邻部位的地连墙竖向位移监测及地面沉降监测数据（基坑外地面沉降点选择与管线最为接近的CD8-15点进行统计，地连墙选择与管线较近的CQ6、CQ7进行统计），以及现场的施工工况，导致管线以上变形特征的主要原因是：1、由于基坑开挖及降水施工，导致基坑周边土体沉降，引起管线沉降。2、基坑周边由于挖土以及钢筋堆放需要，经常有大型挖土机械或吊车行走，荷载较大，导致地面沉降，引起管线沉降。3、地连墙墙顶上抬，而悬吊用贝雷梁刚度极大，这样导致贝雷梁整体随地连墙顶的向上位移而向上运动，导致坑内管线抬升。最终，由于坑内的管线抬升趋势及坑外的沉降趋势，形成了目前管线的“挑扁担”式变形。表1 Z1线管线周边地表沉降及地连墙顶竖向位移9月22日监测结果项目点位累计变化值（mm）地表沉降监测CD8-1-6.73CD8-2-4.49CD8-3-4.11CD8-4-3.98CD8-5-2.29地连墙顶位移CQ65.09CQ75.15四、针对管线沉降的措施4.1 减小管线部位的地面荷载Z1线基坑北侧钢筋堆放区目前占用基坑边管线上方场地，由于存储量较大，对地面的荷载较大。为避免继续加荷造成地面沉降，将其向北平移至围挡以外（中铁十八局围挡内），平移距离约10米，如下图5所示。10米图5 Z1线钢筋堆放区平移示意图B1线基坑北侧钢筋堆放区同样占用基坑边管线上方场地，为避免继续加荷造成地面沉降，将其向南平移至管线区域以外，平移距离约14米，如下图6所示。14米图6 B1线钢筋堆放区平移示意图4.2 对管线下部土体进行注浆加固为避免沉降进一步变大，危害管线，根据目前情况，拟对Z1线基坑管线部位南、北侧地表沉降范围内土层及B1线基坑管线部位南、北侧采用袖阀管注水泥-水玻璃双液注浆的方法进行加固。通过对土层进行填充注浆和压密注浆，填充封闭土层中的裂隙、固结土层中水份，从而改善土层的环境，提高土层的承载力，增强土层的稳定性，以达到控制地面下沉的目的。注浆孔穿插在管线之间间隙，梅花形布置，孔位沿管线方向间距3米，引孔深度10米，加固深度5.8米，共110个孔。具体参数见下表2：表2 Z1线管线沉降加固参数详表序号参数名称参数值备注1垂直加固范围管线底以下1米至地面以下10米引孔10米2注浆孔间距2米3米梅花形布置，最外侧孔位距离管线100cm注浆孔排距布置在相邻管线中间注浆孔数110孔3注浆压力0.30.5MP4注浆速度1030L/min5注浆方式以袖阀管后退式注浆为主，可以进行反复注浆6注浆孔直径110mm7袖阀管外径52mm8注浆材料水泥-水玻璃双液42.5#，水灰比1：1具体加固位置如下页图7、8、9、10、11所示：图7 Z1线管线北侧加固平面示意图图8 Z1线管线南侧加固平面示意图图9 B1线管线北侧加固平面示意图图10 B1线管线南侧加固平面示意图图11 管线加固剖面示意图五、注浆施工方案5.1 施工部署1、场地及水、电供应拟进行管线加固的区域均原为钢筋堆放平台，采用了C15混凝土进行了场地硬化；同时，现场水、电也均已接入，具备了施工条件。2、机械设备现场拟采用XY-150型地质钻机2台、ZJB180型双液注浆机2台和0.6方搅浆罐2台，进行袖阀管注浆的引孔和注浆施工。 图12 XY-150型地质钻机 图13 ZJB180型双液注浆机3、人员安排目前现场正在进行基坑开挖施工，项目主要管理人员均已到位，项目部人员共计53人。袖阀管注浆施工共投入人员22人，主要人员分工及数量如下表3所示。表3 袖阀管注浆施工人员安排工 种数 量（人）地质钻机操作人员8注浆设备操作人员8浆液制备人员4班组长24、主要材料注浆采用水泥为42.5级水泥，水泥进场后进行复试，复试合格后再进行注浆施工。水泥进场后覆盖一层毡布进行遮盖，下部用砖块和模板加垫，防止受潮。水玻璃采用正规厂家生产的50波美度水玻璃，现场加水勾兑成35波美度，单位体积50波美度水玻璃兑水比为0.7:1。勾兑时，根据现场水玻璃容器箱内水玻璃体积计算用水量，通过已知容量的桶、罐等量取水量后进行勾兑。严禁直接用出水管防水勾兑。5、注浆顺序注浆施工时，按照“分区分段、内外结合、左右对称、间隔跳孔”的原则进行，以达到加固的目的。注浆孔施工顺序如下：Z1线北侧：（1#、14#）（3#、16#）（5#、18#）（7#、21#）（9#、23#）（11#、25#）（13#、27#）（2#、15#）（4#、17#）（6#、19#）（8#、22#）（10#、24#）（12#、26#）（20#）Z1线南侧：（29#、41#）（31#、43#）（33#、45#）（35#、48#）（37#、50#）（39#、52#）（30#、42#）（32#、44#）（34#、46#）（36#、49#）（38#、51#）（40#、53#）（47#、54#）（28#）B1线北侧：（55#、67#）（57#、69#）（59#、71#）（61#、75#）（63#、77#）（65#、81#）（67#、83#）（56#、68#）（58#、70#）（60#、73#）（62#、76#）（64#、78#）（66#、82#）（72#、80#）（79#、84#）B1线南侧：（86#、99#）（88#、101#）（90#、103#）（92#、105#）（94#、107#）（96#、109#）（87#、100#）（89#、102#）(91#、104#)（93#、106#）（95#、108#）（97#、110#）（85#、98#）6、施工工期计划管线加固袖阀管注浆计划于2010年10月1日开始施工，至2010年10月10日完成。5.2 施工工艺流程袖阀管注浆施工，施工工艺为：引孔袖阀管安放浆液制备开始注浆注浆结束移至下一袖阀管。施工流程如下图14所示。图14 管线加固袖阀管注浆加固施工流程5.3 施工步骤1、机具就位缓慢移动钻机具至施工部位，调整好机具的各项性能到最佳，机具由熟练操作人员操作，进行引孔施工。安装钻机时严格检查钻机的平整度和主动钻杆的垂直度，钻进过程中每20分钟检查一次主动钻杆的垂直度，发现偏差立即调整。钻孔定位误差10mm，钻孔垂直度误差1.0%，钻孔直径110mm。2、下放袖阀管沿钻孔将袖阀式注浆管（直径55mm）置入地层，采用粗砂回填注浆管同地层的空隙，距地面2.0m左右采用水泥砂浆进行回填和封孔工作，防止浆液沿注浆管外壁上返。3、浆液制备袖阀管注浆，采用普通硅酸盐水泥，水泥浆液配制严格技术参数要求控制。搅拌前，根据制浆罐容量计算单罐容量提前计算加水量，在罐内壁用喷漆画刻度线。搅拌灰浆时，先按刻度线加水，然后加水泥，每次灰浆搅拌时间不少于2分钟，在使用前一小时制备，浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌。在注浆过程中，不断向罐内加水及水泥，采用在注水管安装流量阀门进行加水量控制，保证用水量与添加水泥量比。在正式注浆前，现场进行双液浆凝固时间试验。通过调整注浆机上水玻璃管路的阀门，来调整水玻璃用量，将双液浆凝固时间调整到5分钟左右，以便浆液能够有充分的渗透时间。完成双液浆凝固时间试验后，调整高压泵压力至设计压力0.5MPa，同时输送浆液注浆和勾兑好的水玻璃进行正式注浆。4、注浆注浆前先检查注浆顶部是否保护完整。去掉顶部保护帽开始注浆，注浆过程中要听声音、看压力、看注浆量以检查注浆的实施效果。现场施工过程中，需做好相应的注浆记录，并保证记录的真实性。Z1线全程管理、记录人员为林伟乾、王勇；B1线全程管理、记录人员为刘志庆、张含。5、完成注浆注浆施工完成后，应把注浆机具采用清水冲洗干净，防止凝固堵塞。机内不得残存水泥浆，通常把浆液换成清水在地面上喷射，以便把软管内的浆液全部排除。6、重复以上操作，进行下一根袖阀管的施工。5.4 注浆结束标准注浆结束标准采用定压标准和管线沉降监测值稳定标准的双控标准。注浆过程中，压力逐渐上升，流量逐渐下降，当注浆压力达到设计终压时，结束该孔注浆；当注浆过程中，通过监测管线变形，管线抬升2cm时，结束该孔注浆。在设计孔位全部完成注浆后，对于达到注浆压力，但是管线仍呈下沉趋势的部位，采用加密注浆孔的方式，进行加密注浆。以管线抬升2cm为停止注浆标准。六、质量、安全、文明施工保证措施6.1 质量保证措施1、原材料质量保证措施 用于注浆的水泥必须是新近出厂的，未受潮无结块，每批水泥均需具有出厂质保单。 工程所用的水泥在使用前，通过试验室复试，并有监理工程师在场且认可后再投入使用。不准采用受潮和过期的水泥。 进场的水玻璃必须采用正规厂家近期生产的水玻璃，进场后通过试验室复试，并有监理工程师在场且认可后再投入使用。2、水泥浆搅拌质量保证措施 水泥浆液用拌和机搅拌，每次搅拌时间不少于2分钟，确保水泥浆液拌合均匀。浆液不得离析或停滞时间过长，超过2小时应停止使用。 水泥浆液如发生离析、沉淀等现象应进行二次搅拌，保证浆液质量。 浆液制备时严格控制水灰比为1:1，水泥浆液比重为1.51.55.，以保证浆液质量。3、注浆质量保证措施 施工过程中应严格控制压力为0.30.5MPa，避免压力过大造成管线破坏；注浆速度为1030L/min以保证注浆质量。 注浆时，先应达到预定的喷射压力后再进行注浆。 喷射孔与注浆泵的距离不宜大于30m。 按规定要求，设专人负责施工记录，并随时和标定的工艺参数对照，监控注浆质量。6.2 安全保证措施1、安全防护做好个人防护，进入施工现场人员必须戴好安全帽，当班工作人员必须穿工作服，戴工作手套。项目安质部负责各种设备和施工过程中的安全隐患检查工作。对于供电、照明及专用设备等都要经过严格计算、安装、验收，合格后才能投入使用，并设专人检查、维护、保养。做好交通运输的安全工作，施工场地设置交通标示灯、交通禁示牌，并安排专职疏导人员，以便疏导行人和车辆。2、安全用电所有施工人员掌握安全用电的基本知识，用电人员各自保护好设备的负荷线、接地线和开关，发现问题及时找电工解决，严禁非专业电气操作人员乱动电器设备。配电系统分级配电，配电箱、开关箱外观完整、牢固、防雨防尘，外涂安全色，统一编号。其安装形式符合有关规定。施工现场所有用电设备，按规定设置漏电保护装置。禁止私接电线和使用大功率电器设备，不定期检查，发现问题严肃处理。3、机械安全各种机械设备、机具在使用前，按规定的安全技术标准进行检测，经检测合格后方可安装；在投入使用前按规定进行验收。机械设备严格按操作规程和安全准则进行操作，严禁非定岗操作人员动用机械设备。在使用期间，各种机械设备由专人负责维护、保养，并经常对机械的关键部位进行检查，确保安全运行。特种设备在经劳动部门验收、发准用证后方可投入使用。机械操作员等特殊工种人员必须经专门培训，经考试合格取得操作证，方可上岗作业。施工时，对注浆泵要全面检查和清洗干净，防止泵体的残渣和铁屑存在；各密封圈应完整无泄漏，安全阀中的安全销要进行试压检验，确保能在额定最高压力时断销卸压；压力表应定期检查，保证正常使用，一旦发生故障，要停泵停机排除故障。进入现场的所有人员必须戴好安全帽。6.3文明施工保证措施1、污水达标排放：引孔施工、制浆时产生的废气泥浆、浆液通过现场临时设置的沉淀池沉淀后，通过封闭的泥浆罐车运出场外进行处理。2、施工扬尘达标排放；现场水泥堆放区采用覆盖处理，废弃水泥袋统一存放，防止现场水泥扬尘。七、施工过程中的监测注浆过程中，Z1线利用已有的管线沉降点（CR111、CS111、CX111、CZ111）和南侧地表沉降观测点（CD4-14）监测点对管线沉降及地表沉降进行实时观测。Z1线北侧及B1线的管线和地表进行重新布点监测。如下图15、16、17所示。图15 Z1线采用的已有监测点布置测点竖向间距3米，水平间距3米，共10点图16 Z1线北侧地面沉降监测点布置地