暗挖区间深孔注浆方案.doc

1、.中铁五局石家庄地铁1 号线 10 标项目部石家庄地铁1 号线 10 标暗挖区间深孔注浆施工方案编制：复核：审核：中铁五局（集团）有限公司石家庄地铁1 号线 10 标段项目部2014年 9月 13日.目录第一章编制说明11.1编制依据11.2编制原则11.3编制范围1第二章工程概况2第三章注浆施工方法及技术措施43.1 注浆方案43.2 注浆工艺及试验43.3 注浆效果检测及结论12第四章工程安全质量保证措施184.1质量保证措施184.2安全措施19.第一章编制说明1.1编制依据1）石家庄地铁1 号线火炬广场站石家庄东站暗挖区间施工图；2）地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999

2、）（ 2003 年版）；3）地铁暗挖隧道注浆施工技术规程（DBJ 01-96-2004 ）；4）石家庄市政府关于地铁施工的有关规定及法规文件；5）现场调查的施工临时用水、用电、便道、场地、交通等情况。1.2编制原则1）严格按要求的合同工期、质量、安全、试验等目标编制施工方案，使建设单位的各项要求均得到有效保证。2）遵循设计文件的原则。认真阅读核对所获得的设计文件资料，了解设计意图，掌握现场情况，严格按设计资料和设计原则编制方案，满足设计标准和要求。3）遵循“安全第一、预防为主”的原则。严格按照地下工程施工安全操作规程，从制度、管理、方案、资源方面制定切实可行的措施，确保施工安全，服从建设单位指

3、令，服从监理工程师的监督检查，严肃安全纪律，严格按规程办事。4）遵循“科技是第一生产力”的原则。采用地铁建设的成功经验和新技术，充分应用“四新”成果，配备精干高效的技术骨干力量和专业化的施工作业队伍，充分发挥科技在施工生产中的先导保障作用。5）遵循施工生产与环境保护同步规划，同步建设，同步发展的原则。6）遵循贯标机制的原则。确保质量、安全、环境三体系在本项目工程施工中自始至终得到有效运行。1.3编制范围本方案适用于石家庄地铁1 号线 10 标暗挖区间深孔注浆施工。.第二章工程概况火炬广场站 石家庄东站区间以火炬广场站为起点，向东沿长江大道敷设左转至秦岭大街，沿秦岭大街向北至石家庄东站。区间出火

4、炬广场站线间距由5.1m 逐渐增大为 17.2m，主要采用明挖法（下穿控制中心段、石家庄东站前渡线段）、矿山法（火炬广场站 控制中心段；控制中心 盾构接收井段）及盾构法施工。本暗挖段线路平面设1 处曲线（ R=400m）, 线路纵向呈单向坡，坡度为25、3。因下穿二期商业开发地块区间设计方案尚未稳定，本暗挖区间设计里程暂定为右线K21+968.700 K22+261，左线里程K21+968.700 K22+256.366 。 其中K21+968.7K22+102段为大断面（单洞双线），区间长度约 134m，K22+107K22+261段为标准断面（单洞单线），区间全长 154m。为满足施工工期

5、需要， 在里程 K22+104.5处设施工竖井及横通道辅助施工。暗挖区间起 点竖井及横通道商业开发西侧暗挖区间终点火炬广场站石家庄东站暗挖区间商业开发地段施工平面图本区间暗挖段结构拱顶以上主要为素填土2 层、黄土状粉质粘土 1 层、黄土状粉土 2 层、粉细砂 1 层及粉质粘土 1 层。其中粉细砂 1 层为中密土层，土体自稳能力较差，施工过程中容易发生坍塌。穿越风险源时， 隧道拱顶上方地质为黄土状粉质粘土1 层，隧道上半断面主要位于粉细砂 1 层及粉质粘土 1 层中。暗挖隧道 14.3m 开挖断面、区间下穿市政过街通道、 市政管线等风险源部分时为保证开挖安全、地铁上方构筑物及管线的安全，控制地面

6、沉降。采用深孔注浆加固地层施工。具体范围如下表所示：.火石区间暗挖段深孔注浆统计表注浆加固起讫里程长度（延注浆原因注浆范围注浆方式米）K21+995K22+01924拱部 150初衬外采用双重管下穿地下过街通道侧 2m内侧 1m无收缩注浆K22+067.99 K22+101.64933.659大断面开挖拱部 160初衬外 工法。注浆深侧 1.5m 内侧1m度 12m。后序注浆段均预区间下穿 2.3x2.7m电力沟、留 3 米已注浆3.2x3.5m 热力沟、 DN700、拱部 180初衬外 段作为下一K22+135K22+240105DN500污水管、DN300上水管、1.5m 内 1m注浆段的

7、制DN500上水、 DN200燃气等多浆盘。种有压管线，热力管沟区间距区间结构拱顶净距约2.6m。.第三章 注浆施工方法及技术措施3.1 注浆方案1）施工方案确定本着加固地层的目的， 使区间暗挖隧道顶部及侧面增加抗压强度和粘结性， 实现加固地层的目的，保证 14.3m 开挖断面、区间下穿市政过街通道、市政管线等风险源部分时周围土体稳定。 采用双重管无收缩注浆工法深孔注浆， 注浆液采用水泥- 水玻璃双浆液。注浆压力控制在 12MPa，从里向外逐渐减压。加固后的土体 14d 无侧限抗压强度要求不小于 0.4MPa。若现场发现渗水时，增加抗渗性检测。2）施工工序图测量放点钻机就位移动钻机钻机钻孔准备

8、施工下一个孔安设孔口分段注浆结束钻进多次循环深孔注浆工序示意图3）注浆施工（ 1）准备工作喷射混凝土封闭掌子面，首段注浆前应设置止浆墙，封闭开挖工作面，设计厚度 25cm，掌子面喷砼封闭，设置双层 6.5150x150钢筋网片，网片固定在掌子面打设的钢筋锚杆上。钢筋的规格为22，间距为 500x500，长度为 1.5m。见下页图。.非首段深孔注浆段喷射混凝土封闭掌子面，喷射厚度20cm。中间铺设一层钢筋网片（ ,6.5150150）。钻机就位之前，先进行测量放线工作，测量出每个孔的具体位置，孔距根据注浆试验确定为500mm。并用红油漆标出。搭设注浆脚手架。（ 2）钻孔布置（ 2）根据不同加固段

9、加固范围进行钻孔布置，单管扩散半径按不小于 0.7m，注浆管环向均匀布置。孔距根据注浆试验确定为 500mm，如下图所示。大断面区间下穿横通道深孔注浆断面图.钻孔施工按上下台阶拉开3 米距离。每循环进尺12 米，后序注浆段均预留3米已注浆段作为下一注浆段的制浆盘，如下图所示。单个注浆孔深孔注浆参数表（一）编号钻孔长度（ m）打设角度（）注浆长度（ m）备注112.012.006.00212.1710.00本表参数适用于下穿地下过街通5.1037.5516.00道及下穿管线深孔注浆段， 加固范2.981m 外 2m。注浆孔布置在44.8925.00围开挖轮廓内2.08位置，见下图示53.3638

10、.00初支下 0.5m2.39单个注浆孔深孔注浆参数表（二）编号钻孔长度（ m）打设角度（）注浆长度（ m）备注112.0126.01本表参数适用于大断面开挖深孔212.1573.87注浆段， 加固范围开挖轮廓内 1m 外38.49114.001.5m 。注浆孔布置在初支下 0.5m 位置，44.80192.20见下图示52.83331.50.深孔注浆浆液暂定为水泥 - 水玻璃双液浆。施工单位应根据地层条件进行注浆试验，以选取合理的注浆浆液种类及配合比、注浆参数、注浆机械设备等。施工前应根据地层进行注浆试验，确定最佳材料配比、注浆压力等参数确保注浆效果。深孔注浆强度要求加固体 14 天无侧限抗

11、压强度不小于 0.4MPa。若现场发现渗漏水时，加固体渗透系数要求不大于 1.0x10 -7 cm/s。3.2 注浆工艺及试验钻孔施工按上下台阶拉开 3 米距离。每循环进尺 12 米，后序注浆段均预留 3 米已注浆段作为下一注浆段的制浆盘。（ 3）注浆材料的选择注浆液采用水泥 - 水玻璃双浆液。注浆施工前通过工艺试验确定注浆材料的配合比。一、试验点的确定选用马头门位置的大断面深孔注浆作为本次注浆试验的试验点， 检验各项参数是否达到设计要求，从而确定合适的注浆参数。二、注浆参数及实验方案.注浆压力：依据以往施工经验， 注浆终压暂定为 12Mpa，结合现场实际情况进行必要的调整和优化。浆液注入量：

12、单孔每米理论注浆量 Q= R2 Lna（1+）= 0. 7 2 10.41 0.641m3式中：R浆液有效扩散半径： 根据现场实验， 浆液有效扩散半径为 0.7m；L注浆长度（ m）：具体注浆长度根据设计要求。n地层裂隙度（ %）：此段结构主要为粉细砂层、中粗砂层，根据类似地质资料及现场实验，地层裂隙度初步定为10%；a=浆液充填系数， 0.7 0.9 ，取 0.8 ；浆液损失率 ： 10 30，取 20%；设计中， na（1+）统称为填充率，填充率按下表选用，此处选用41%。此理论注浆量可作为配制浆液数量和注浆质量评定的依据， 在施工中，应根据现场实际情况确定注浆数量。 .浆液配制采用水泥

13、- 水玻璃双液注浆。采用波美度 40Be的水玻璃原液，分别稀释为30Be、 20Be 、15Be 、10Be水玻璃溶液，在实验室做了水泥与水玻璃的配比试验，对注浆参数进行研究， 选择合适的水玻璃浓度配比对， 试验得出以下参数：.不同配合比水泥与水玻璃凝胶时间表水泥浆：水玻璃（体积比）水玻璃浓度 /Be1:11:0.51:0.25初凝 /s终凝 /s初凝 /s终凝 /s初凝 /s终凝 /s40830131914253019307181026201138152410381521391231582102514013815123223水玻璃原液 40Be，水泥标号 425，试验中采用固定水灰比1:1从

14、上表可以看出，水泥 - 水玻璃在不同浓度（ 40 Be15 Be）下的浆体初凝时间变化不大，从 8s到 19s变化；终凝时间从 25到 3223s变化，变化非常大。过长的终凝时间注浆时跑浆漏浆非常严重的，这说明：过稀的水玻璃的浓度达不到加速水泥固结的目的；水玻璃浓度的变化对水泥的初凝时间变化不大；水泥胶凝时间的总趋势是随着水玻璃浓度变小而增大。注浆过程中既要保证扩散半径 0.7m，又不能扩散太远， 要求水泥浆的初凝和终凝之间有一段合适的时间差，根据要求综合考虑取水灰比 1:1 的水泥浆，水玻璃浓度15Be，水泥浆与水玻璃体积比为 1:0.25 ，其原因如下：在水玻璃浓度为 15Be时，不同的水

15、泥与水玻璃体积比下，此浓度下的初凝与终凝的时间差比较理想；该浓度下可以弥补施工中工人在现场稀释水泥浆的误差，水泥浆稍浓或稍稀都不会是水泥浆的胶凝差变化很大；该浓度条件下水玻璃胶凝差正合适，扩散半径可以很好地控制在一定范围内，而不至于过小或过大，并且可操作性好，施工过程中一旦出现机器故障，有足够的时间清洗输浆设备，而不至于损害机器和高压输浆管。（ 5）机械设备.机械设备一览表机械设备数量TXU-150 型钻机2 台SYB-60/5 型注浆泵2 台制浆搅拌机2 台储料搅拌机2 台逆止阀若干（ 6）注浆工艺及要求注浆工艺图注浆定孔位回抽一节钻孔注浆结束配浆移至新孔注浆工艺图施工工艺要求定孔根据设计要

16、求定准孔位，不同角度钻进，要求孔为偏差 3cm，入射 角度1。钻机就位：钻机按指定位置就位，调整钻杆的垂直度，对准孔位后，钻机不得移位，也不得随意起降。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，以确定该地层条件下的钻进参数。每钻进一段，检查一段，及时纠偏。孔底位置偏差应小于 30cm。钻孔和注浆从外到内施工，同一圈孔间隔施工。回抽钻杆：严格控制提升幅度，每步15-20cm，注意注浆参数变化。浆液配比：采用计量准确的计量工具，按照设计配比配料。注浆：注浆开孔直径不小于 42mm，严格控制注浆压力，同时密切关注注浆量，当压力突然上升或从孔壁、断面溢浆时，应立即停止注浆，查明原

17、因后采取调整注.浆参数或移位等措施重新注浆。粘土层造成塌孔时，采用前进式注浆，否则采用后退式注浆。3）注浆过程中异常情况处理A）冒浆注浆过程中要认真观察地表及相邻管线的变化情况，由于浆液的进入， 引起地层变化，封闭强度较低的地方， 首先可能会冒出浆液， 这就需要在冒浆处加以堵塞，必要时采取间歇注浆方式，以保证浆液有效的注入地层。B）注浆压力变化：注浆过程中， 压力要在控制范围之中， 过大或过小的注浆压力都不能满足施工需要，如果压力过低应该检查是否有漏浆之处，或浆液通过地下某些管道流走，压力过高应检查是否管路或混合器被堵塞。施工时需要观察好注浆终压不能高于规定的注浆压力值。C）凝胶时间变化：凝胶

18、时间需要根据被加固土体的性质来调整。地层含水量大时， 浆液容易被地下水稀释，影响固结效果，需要缩短凝胶时间；含水量少，为了扩散一定范围，需要延长凝胶时间。凝胶时间由双液浆的混合比例来控制，水泥浆比例高，凝胶时间短。需在现场根据地质情况调控，才能满足施工要求。D）注浆量调整：地层的注浆量是否合适是地层加固的效果的体现，采用隔孔注入方式， 这样既避免注浆孔互相影响， 又使后注孔起到补充先注孔的作用，保证土体浆液扩散均匀E）注浆泵异常：在注浆过程中，由于凝胶时间短，管路在两种浆液混合过程中，不可避免的发生凝固和堵塞现象，此时注浆泵会由于管路故障而提高压力， 机器发出异常的声音，压力表指示压力上升，

19、如果不及时处理会产生高压伤人危险事故。 此时必须停泵卸下注浆高压软管， 冲洗清理管路， 或者清理混合器， 检查出故障部位， 并予以处理，冲洗干净，然后再继续工作。3.3 注浆效果检测及结论3.3.1注浆效果检测手段注浆结束前，对注浆效果进行检查， 确认已达到注浆结束标准， 方可结束注浆。否则必须进行补孔注浆。效果检查的主要方法采用：.分析法：对注浆记录进行统计分析， 检查每孔压力流量是否达到注浆结束标准，有无漏浆、串浆情况，从而反算浆液扩散范围；检查本循环所有注浆孔是否都按规定进行了注浆，有无漏注或无法注浆的情况，判定注浆效果。取芯法：通过钻孔，从注浆体内取出原状样品，送实验室进行必要的试验研

20、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，据此能对注浆效果作出比较确切的评价 :(1) 、样品的密度；(2) 、结石的性质；(3) 、浆液充填率及剩余孔隙率；(4) 、无侧限抗压强度及抗剪强度；(5) 、渗透性及长期渗流稳定性。3.3.2注浆效果分析按照本方案的施工工艺及相关参数我们进行了现场施工，现场注浆施工中， 我们对每根管的注浆过程中的注浆压力以及注浆量均进行了记录，如下图所示， 以大断面马头门深孔注浆 1-5 号小导管为例。.现场注浆与设计对比表管实际注设计注实际注浆压力浆长度浆长度实际注浆量（ m3）设计参数号(MPa）)（m）（m）1-126.0163.8

21、2-223.873.92.3注浆终压为 12Mpa，单3-11.86.016.13.7管每米理论注浆量4-51.51.51.50.950.631m35-31.4442.5通过对注浆记录进行统计分析，注浆过程无漏浆、串浆情况，且所有注浆孔是否都按规定进行了注浆， 根据上表数据可知， 单管实际注浆量均超过了理论注浆量80%。注浆完成 14天后，在现场随机通过钻孔从注浆体内取出了2组原状样品，送实验室进行试验研究（取芯过程照片及检测报告附后）。通过对检测结果分析：深孔注浆周围扩散半径能够达到70cm，周围砂层能够固结，起到自稳防滑落的效果。3.3.3结论通过马头门注浆现场实践证明，小导管注浆工艺参数

22、如下：1、现场工艺工法可行；2、注浆压力：注浆终压为12Mpa；3、浆液配制： 水玻璃浓度 20Be，水灰比 1:1 的水泥浆与 20Be的水玻璃体积比为 1:1 ，现场配制；4、注浆结束标准：单根注浆量结束标准：注浆过程中，压力逐渐上升，流量逐渐减少，当压力达到注浆终压，注浆量达到设计注浆量的80%以上，可结束该孔注浆；注浆压力未能达到设计终压，注浆量已达到设计注浆量，无漏浆现象，亦可结束该孔注浆。本循环注浆结束标准：所有注浆孔均达到注浆结束标准，无漏注现象，即可结束本循环注浆。.深孔注浆范围内现场随机取芯深孔注浆范围内现场随机取芯芯样（后附芯样检测报告）.第四章工程安全质量保证措施4.1质

23、量保证措施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。( 一 ) 、质量控制：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。根据施工程序，严把钻孔深度、配料注浆压力、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。1）主控项目（ 1）注浆管所用钻具的品种 / 级别 / 规格和数量必须符合设计要求。（ 2）注浆用水泥 / 外加剂等原材料必须符合设计要求及有关规范 / 标准的规定。2）一般项目（ 1）注浆管的纵向搭接长度应符合设计要求。（ 2）浆液配比 / 注浆量及注浆压力应满足设计

24、要求。（ 3）开挖过程中应注意观察浆液扩散情况 , 观察地层是否达到了有效固结 , 有无流砂现象 , 一边修正下一循环注浆参数。（ 4）超前注浆管注浆施工偏差应符合表 2 的要求。注浆管注浆施工允许偏差项次检查项目允许偏差检查方法（mm）1管长 40用钢尺量2花眼间距 15用钢尺量3孔位偏差 40用钢尺量4孔位方向（）2实测5孔深0，+50用钢尺量( 二 ) 、工程质量保证制度：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、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

25、工程师担任质量控制人员，实行监督检查，保证工程质量。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。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。5、加强与甲方、监理的配合，认真接受指导和监督。( 三) 、工程质量措施：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2cm，钻杆度不得大于1。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、注浆：注浆一定要按程序施工，每孔进浆要准确，注浆压力一定要严格控制在 12MPa，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。4、注浆完成后，应采用