地下隧道超前深孔注浆加固施工方案.doc

地下隧道超前深孔注浆加固施工方案编制：审核：二零一四年四月第一章 工程概况一工程概况1.1 工程概况 1.2水文地质简介1.3编制依据 1.3.1 甲方提供的本工程有关图纸。说明；1.3.2 职业与健康安全（GB/T 28001）1.3.3 建筑机械使用安全技术规范(JGJ 33-2001)1.3.4 建筑施工安全检查标准(JGJ 59-99)1.3.5 建筑工程质量检查评定标准(GB 50210-2001)1.3.6 岩土工程勘察报告1.3.8 土建注浆施工与效果检测1.3.9 岩土工程勘察规范(GB 50021-2002)1.3.10 地下防水工程质量验收规范(GB 50208-2002)1.3.11 地下防水工程技术规范(GB50108-2002)1.3.12 铁路隧道喷锚构筑法技术规范(TBJ108-92)1.3.13 建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)第二章 方案设计（1）根据现场实际情况，该隧道采用上半断面注浆加固。注浆范围为隧道开挖轮廓线外2.5m，注浆深度12m,开挖长度为10m，注浆孔间距0.6m，注浆孔直径为42，梅花桩布置。注浆压力为0.10.3Mpa(周围无管线处压力0.30.5MPa)。掌子面的封堵厚度200mm，加设水平格栅（间距500mm）,并在水平格栅内外两侧挂61010cm钢筋网喷射C20早强混凝土进行掌子面封闭。每12m一个施工段，每一个施工段预留3m工作台；开挖到10m处，采用洛阳铲人工探测前方土质及地下水情况，并保留2m作为止浆墙。再次注浆完成，土体达到一定强度再进行隧道开挖，并按常规暗挖施工方法进行隧道施工。（2）根据我公司多年来对地下隧道工程地质情况的加固经验，决定采用二重管无收缩（WSS工法）施工。（3）工艺流程；注浆定位孔钻孔注浆结果配浆移至新孔位（4）注浆孔布置；-（5）主要的注浆设备；序号名称单位数量工作内容1地质钻机台1打孔2注浆机台1灌浆3搅拌机台1制浆（6）地层注浆设计压力应根据围岩水文地质条件合理确定，一般宜比静水压力大0.30.6Mpa；当静水压力较大时，宜为静水压力的23倍。注浆终压建议为0.51.2Mpa.注浆速率主要取决于地层的吸浆能力（即地层的孔隙率）和注浆设备的动力参数，考虑到多种因素建议注浆率范围取5110L/小时，施工时应根据现场试验，确定注浆参数。施工配料为无收缩WSS工法AC液注浆施工。浆液配比可根据现场情况调整。二二重管A.B（C）无收缩双液WSS工法注浆的特点：21二重管无收缩WSS工法注浆工艺是从日本引进的具有国际先进水平的地质改良新技术，它能够100%将不同地质情况填充密实，改变原土和物理性质，增加土体的密度，提高其搞压强度，达到土体的止水效果，能够一次性完成一个注浆区域的土体加固施工，而且注浆材料属于环保型，对河流及地下水无任何污染，对于此工程是最有效的施工方法。2.1.1 采用特殊的端点监控器和二重管注入方式，使注入系统设备简单，具有很高的可靠性。经济性。2.1.2 可以进行一次，二次注入切换，回路变换装置容易实行，所以能实行复合注入。2.1.3 瞬结性一次注浆液和浸透性二次注浆液的复合比率，在土层改良时可以自由地设定，从粘性土.砂质土到地下水非常多的砂砾层，以及更加复杂的复合地层都可以适用。2.1.4 二次注入材料是低粘性且凝胶时间长的浸透性注浆液，可以用压力喷射到均匀的土质颗粒之间，由于这样的操作方法，减少了对周围建筑物的影响。2.1.5 由于一次注入是限制注浆，二次注入是渗透注浆，注浆液不全向注入范围处溢出，从而有利保护地下环境而不被污染。2.2 注浆加固入止水原理：注浆时在不改变地层组成的情况下，将土层颗粒间存在的水强迫挤出，使颗粒间的空隙充满浆液并使其固结，达到改良土层性状的目的。其注浆特性是使该土层粘结力（C）。内磨擦角（）值增大，从而使地层粘结强度及密实度增加，起到加固作用；颗粒间隙中充满了不流动而且固结的浆液后，使土层透水性降低，而形成相对隔水层。注浆加固后强度：卵石层达到2530kg/cm.细中砂层达到1520 kg/cm.粘土层达到1012 kg/cm；止水系数可达到：K=107cm/s108 cm/s.2.2.1 注入材料特性无收缩注浆液属于安全，高渗透性的注浆材料，固结硬化时间可根据实际工程需要进行调整。无收缩注浆液分为超高强度型，高强度型，普通型三种类型。2.2.1.1 无收缩注浆液特点： （1） 固结硬化时间容易调整，设计硬化时间长的注浆液也俱有很高强度。（2） 渗透性良好，特点是对微细砂层的渗透性优易。（3） 地层中有流动水的情况下也具有很强的固结性能。（4） 浆液强度，硬化时间，渗透性能可根据现场实际需要任意调整。 (5) 浆液不流失，固结后不收缩，硬化剂无毒，对地下水不会造成污染。2.2.1.2 无收缩注浆液标准配比如下表所示：1MAC液浆液中材料含量： 名称内容密度容积（L）备注A液硅酸钠稀释剂=1.37=1220280溶液C液水泥H剂C剂XPM250kg25020050按施工时的气温调整水泥的参量三注浆量的计算原则由于浆液的扩散半径与砂层孔隙很难精密确定，为准备注浆材料，本参考图注浆设计根据本线有关隧道工程地质，水文条件和注浆方案以及所选择的注浆材料，进行注浆量的估算。注浆量的估算公式按下式进行： Q=Ana(1+)式中：Q=总注浆量，M；A=注浆范围体积M；N=孔隙率，%A=浆液填充系数（0.7-0.9）=注浆材料损耗系数设计中，NA(1+）统称为填充率，填充率按下表选用填充率选用表序号地质条件填充率%1杂填土30-352粉质粘土，砂土20-253粉细砂，砂层40-454中砂，中粗砂50-60四 注浆压力的选定注浆压力是注浆施工中的重要参数，它关系到注浆施工的质量以及是否经济。因此，正确确定注浆压力和合理运用注浆压力有着重要的意义。注浆压力与砂层孔隙发育程度，涌水压力，浆液材料的黏度和凝胶时间长短等有关，目前均按经验确定。通常情况下按如下经验式计算：（1） 按已知的地下水静水压力计算工，设计的注浆压力（终压值）为静水压力的2-3倍，最大可达到3-5倍，即 P（）式中：P-设计注浆压力（终压值）（MPA） P-注浆处静水压力（MPA）（2） 根据注浆处地层深度计算P=KH式中：P-设计注浆压力（终压值）（MPA） H-注浆处深度（M） K-由注浆深度确定的压力系数压力系数K的取值如表示：注浆深度（M）20K0.023-0.0210.021-0.0200.020-0.0180.018-0.0160.016五 注浆工艺及要求（1） 工艺要求定孔位：根据设计要求，对准孔位，不同入射角度钻进，要求孔位偏差为3cm，入射角度偏差不大于1。钻机就位：钻机按指定位置就位，调整钻杆的度数。对准孔位后，钻机不得移位，也不得随意回抽。钻进成孔：第一个孔施工时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参数。密切观察溢水出水情况，出现大量溢水出水时，应立即停钻，分析原因后再进行施工。每钻进一段，检查一段，及时纠偏，孔底位置应小于30cm.钻孔和注浆顺序由外向内，同一圈孔间隔施工；回抽钻扞：严格控制回抽幅度，每步不大于15-20cm ,匀速回抽，注意注浆参数变化。浆液配比：采用经计量准确的计量工具，按照设计配方配料。注浆：注浆孔开孔直径不小于32mm，严格控制注浆压力，同时密切关注注浆量，当压力突然上升应立即停止注浆，查明原因后采取调整注浆参数或移倍等措施重新注浆。土，砂层容易造成坍孔时，采用前进式注浆，否则采用后退式注浆锚杆注浆；第三章 工程质理保证体系在本工程注浆施工中，应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。1 质量控制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。 1.2 工程质量保证制度：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。2.2 定期如开质理分析会议，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，由责任心强以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。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，确保工程质理。 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要求依据。2.5 加强与甲方，监理的配合，认真接受指导和监督。2工程质量措施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3cm，钻杆度不得大于1.3.2 配料：采用准确的计量工具，严格按照设计配方配料施工。3.3 注浆：注浆一定要按程序施工，每段进浆要准确，注浆压力一定要严格控制在0.150.3Mpa，专人操作。当压力突然上升或从孔壁溢浆，应立即停止注浆，每段注浆量应严格按设计进行，跑浆时，应采取措施确保注浆量满足设计要求。3.4 注浆完成后，应采用措施保证注浆不溢浆跑浆。3.5 每道工序均要安排专人，负责每道工序的操作记录：二重管无收缩双液注浆质量标准内容标准内容标准孔位偏差20mm注浆压力5%孔位偏差100mm注浆量（暂定）5-8%钻杆垂直度1%提升幅度5mm第四章 安全措施1 建立健全各种岗位责任制，严格执行现场交接制度。2 凿岩台车，钻机，注浆泵及高压管路必须试运转，确认机械性能和各种阀门管路，压力表，流量计完好后，方准施工。3 每次注浆前，要认真检查安全阀，压力表的灵敏度，并调整到规定注浆压力位置。4 安装高压管路和泵头各部件时，各丝扣的联接必须拧紧，确保连接完好。5注浆过程中，禁止现场人员在注浆孔阶附近停留，防止密封胶冲式阀门破裂伤人。6 注浆时不得随意停水停电，必要时必须事先通知，待注浆完成并冲洗后方可停水停电。7 注浆施工期间，必须有专门机电修理工，以便出现机械和电器故障时能及时处理。8 注浆现场操作人员必须佩戴安全帽，口罩和手套等劳保用品，方可进行注浆施工。9 施工前必须做好施工准备，并请甲方或总包方提供详图。第五章 注浆效果检测手段1 注浆施工结束后，通过注浆体内钻孔，用压水，注水，或抽水等办法测定土（砂）层的流量及渗透系数，达不到设计要求需进行补充注浆。检查孔的数目每个循环设2-3个检查孔，检查孔钻取岩芯，观察浆液充填情况，并检查检查孔内涌水量，检查孔涌水量小于0.2L /m.min，布孔的重点是地质条件不好的地段以及注浆质量较差或有颖问的部分。在防渗注浆工程中，这类检测是一种重要的和基本的手段。对加固注浆而言上述水力物理性虽不能直接反映加固效果，但至今仍旧被广泛的当作一种参考指标，因为吸水量大小与地基的密度和强度之间存在着一定的关系。2 通过钻孔，从注浆体内取出原状样品，送实验窒进行必要的试验研究。实践经验证明，通过这类检测可得出下述几项重要的物理力学性能指标，据此能对注浆效果做出的纟较确切的评价：（1）样吕的密度；（2） 结石的性质;（3） 浆液充填率及剩余孔隙率（4） 异地同地质情况下做垂直注浆试验采用挖探取心检查土质的密实度及结石性质，钻孔注浆辐射咬合及浆液充填率。（5） 无侧限抗压强度与抗剪强度；