隧道竖井帷幕注浆施工方案

隧道竖井帷幕注浆施工方案一、工程概况1.1工程简介本工程为城市轨道交通隧道竖井工程，位于繁华地段地下25米深处，竖井设计为矩形结构，内净空尺寸23m×18m，采用明挖逆筑法施工。场地地质条件复杂，自上而下分布有人工填土层、坡残积层、花岗岩全风化带及弱风化带，其中弱风化岩层节理裂隙发育，存在富水含水层，渗透系数达1.2×10⁻³m/s。为确保竖井开挖及后续隧道施工安全，需在竖井周边5米范围实施全封闭帷幕注浆，形成有效厚度不小于3米的止水帷幕，将渗透系数降至10⁻⁷m/s以下。1.2地质水文条件地层分布：①素填土（厚1.5-3.0m）；②粉质黏土（厚2.0-4.5m）；③全风化花岗岩（厚5.0-8.0m）；④弱风化花岗岩（揭露厚度15m）地下水：存在两层地下水，上层滞水埋深2.5m，承压水埋深12m，水头压力1.2MPa不良地质：在18-22m深度范围存在中风化岩脉破碎带，裂隙率15-20%1.3工程重难点富水破碎带注浆堵水效果控制注浆压力与竖井结构受力平衡控制复杂地层条件下浆液扩散半径精准控制周边建筑物及地下管线保护二、施工准备2.1技术准备组织技术人员进行图纸会审，编制专项施工方案并通过专家论证。收集工程地质勘察报告、水文地质资料及周边环境调查报告，进行现场注浆试验确定关键参数。试验内容包括：不同地层浆液配比试验（水灰比0.8:1至1.5:1）压水试验确定岩层透水性（试验压力1.5倍静水压力）浆液扩散半径测定（采用钻孔摄像法）分段注浆长度优化（5m/段与10m/段对比试验）2.2设备准备按照"一用一备"原则配置施工设备，主要包括：钻孔设备：XY-2PC型地质钻机3台，配套φ108mm金刚石钻头注浆设备：ZJB-6型变频注浆泵2台（最大工作压力10MPa），SJ2000型浆液搅拌机2台监测设备：JTM-800型注浆自动记录仪2套，MEMS微震监测系统1套辅助设备：BW-250型泥浆泵1台，XY-1型地质钻机（检查孔施工）1台2.3材料准备水泥：P.O42.5R普通硅酸盐水泥，细度模数320m²/kg，初凝时间≥45min水玻璃：波美度38-42Be'，模数2.4-3.0外加剂：UNF-5型高效减水剂（掺量0.5%），GQ-3型速凝剂（掺量2-5%）特种材料：超细水泥（D90=8μm），丙烯酸盐化学浆液所有材料进场需进行性能检验，水泥存储期不超过3个月，水玻璃密封存储2.4现场准备平整场地并硬化处理（C20混凝土10cm厚），设置排水沟及集水井。搭建防雨棚（采用钢结构架+彩钢板，高度5m），划分材料存储区、制浆区、钻孔作业区。安装双回路供电系统（380V/200kW），设置专用配电箱并安装漏电保护器。三、施工工艺3.1总体流程止浆墙施工→测量放线→钻孔施工→注浆管安装→浆液制备→分段注浆→扫孔→下一循环施工→检查孔施工→效果评估3.2止浆墙施工在竖井开挖至设计注浆起始面（地面下5m）后，施作C30钢筋混凝土止浆墙，厚度1.2m，配置φ16mm@200mm双层钢筋网。墙体内预埋φ159mm注浆孔导向管，倾角15°，梅花形布置，间距1.5m。止浆墙施工完成后养护7天，进行压水试验验证其密封性（试验压力2MPa，恒压30min渗漏量＜5L/min）。3.3钻孔施工采用前进式成孔工艺，钻孔直径110mm，终孔直径91mm。钻孔顺序遵循"先外围后内部、跳孔施工"原则，分三序进行：Ⅰ序孔：沿帷幕外轮廓线布置，占总孔数30%Ⅱ序孔：位于Ⅰ序孔之间，占总孔数40%Ⅲ序孔：加密布置于注浆薄弱区域，占总孔数30%钻孔施工参数：开孔偏差：≤50mm/10m终孔倾角偏差：≤1°孔深误差：±50mm每钻进5m进行孔斜测量，超差时采用纠偏器调整3.4注浆管安装采用φ89mm×5mm无缝钢管作为注浆管，管身按梅花形布设注浆孔（孔径8mm，间距300mm），端部2m范围加密至150mm。注浆管安装采用套管跟进法，底部设置止浆塞（膨胀橡胶型），中部每隔5m设置分级止浆装置。安装完成后进行试水试验，确保管路畅通。3.5浆液制备根据地质条件采用不同浆液类型：普通水泥浆：水灰比1:1-1.2:1，适用于全风化岩层水泥-水玻璃双液浆：水泥浆:水玻璃=1:0.5（体积比），适用于富水破碎带超细水泥浆：水灰比0.8:1，适用于微裂隙发育区（＜0.2mm裂隙）丙烯酸盐化学浆：浓度35%，适用于涌水量＞50m³/h的集中出水点浆液制备严格控制：搅拌时间：≥3min浆液温度：15-30℃放置时间：水泥浆≤2h，双液浆≤30min采用比重计实时监测浆液密度（误差±0.02g/cm³）3.6分段注浆采用自上而下分段注浆法，每段长度5m，注浆参数按地层调整：地层类型注浆压力(MPa)注浆流量(L/min)凝胶时间(min)结束标准素填土0.5-1.030-5060-90压力达设计值持续10min粉质黏土1.0-1.520-4030-60吸浆量＜5L/min持续30min全风化花岗岩1.5-2.040-6045-75压力达设计值弱风化花岗岩2.0-3.050-8060-120压力达设计值+吸浆量锐减注浆过程控制：采用变频注浆泵实时调节压力与流量每5min记录一次注浆参数（压力、流量、累计注浆量）当压力突然上升时，降低注浆速率并检查管路当吸浆量异常增大时，改为双液浆并降低水灰比3.7特殊情况处理涌水处理：涌水量＞30m³/h时，先采用速凝浆液（凝胶时间＜30s）封堵，再进行正常注浆串浆处理：发生串浆时，关闭串浆孔阀门，采用间隔注浆法施工压力骤降：检查管路密封性，如地层漏浆则采用模袋注浆法封堵隆起超标：当监测到地面隆起＞5mm时，立即停止注浆，分析原因后调整参数四、质量控制4.1原材料控制建立材料进场检验制度，水泥每200t为一批次进行强度、细度检验；水玻璃每50t检验波美度及模数；外加剂按产品标准检验。所有材料经检验合格后方可使用，不合格材料严禁入场。4.2工序控制实行"三检制"（自检、互检、交接检），关键工序设置质量控制点：钻孔：孔位偏差≤50mm，孔斜率≤1%注浆管：安装垂直度偏差≤1°，止浆塞密封压力≥1.2倍注浆压力浆液：配比误差±2%，密度误差±0.02g/cm³注浆：压力波动范围±0.2MPa，流量波动范围±5L/min4.3质量检验注浆完成28天后进行质量检验，方法包括：检查孔：按总孔数10%布置检查孔，取芯观察帷幕连续性（芯样采取率≥85%）压水试验：在检查孔进行压水试验，透水率q≤1Lu物探检测：采用地质雷达检测帷幕完整性，扫描分辨率≤2cm水位监测：设置3个水位观测孔，监测水位变化（稳定后水位降深≤0.5m/d）4.4质量标准帷幕厚度：平均≥3m，最小处≥2.5m渗透系数：≤1×10⁻⁷m/s结石体强度：28天抗压强度≥5MPa堵水率：≥95%五、安全措施5.1危险源辨识识别重大危险源：高处坠落、物体打击、触电、机械伤害、中毒窒息、突水突泥、边坡失稳等，制定专项防控措施。5.2安全防护措施高空作业：设置1.2m高防护栏杆，满挂密目安全网，作业人员佩戴双钩安全带用电安全：采用TN-S接零保护系统，设备金属外壳可靠接地，潮湿环境使用12V安全电压机械操作：钻机设置稳固基础，传动部位安装防护罩，操作人员持证上岗防毒措施：化学浆液存储于专用库房，配置强制通风系统，作业人员佩戴防毒面具5.3监测监控建立三维监测体系：地面监测：布设12个沉降观测点，监测频率1次/天，预警值30mm竖井变形：在井壁布设8个测斜点，监测深层水平位移微震监测：设置4个微震传感器，监测岩体破裂情况（预警值50Hz）地下水位：设置6个水位观测孔，监测帷幕效果5.4应急管理编制专项应急预案，配备应急物资：应急设备：柴油发电机（150kW）1台，潜水泵（流量100m³/h）2台应急材料：速凝水泥5t，编织袋1000条，方木（10cm×10cm）200m医疗救护：急救箱2个，担架2副，氧气袋4个组织应急演练，每月1次桌面演练，每季度1次实战演练六、环保措施6.1噪声控制选用低噪声设备，钻机设置隔声罩，夜间（22:00-6:00）禁止施工。噪声排放符合《建筑施工场界环境噪声排放标准》（GB12523-2011）要求，昼间≤70dB，夜间≤55dB。6.2废水处理设置三级沉淀池（总容积50m³），注浆废水经处理后回用（用于场地洒水降尘）。生活污水经化粪池处理后排入市政管网，排放标准执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。6.3固废处理建筑垃圾分类存放，钻渣运至指定消纳场处置，废浆液经脱水后运至建筑垃圾处理厂。生活垃圾集中收集，由环卫部门定期清运。危险废物（废油、化学浆液容器）单独存放，委托有资质单位处置。6.4扬尘控制场地主要道路硬化处理，设置洗车平台（含三级沉淀池）。材料堆场设置围挡，水泥等易扬尘材料采用密闭存储。施工区域每日洒水降尘（不少于4次），钻孔作业采用湿法施工。七、施工进度计划7.1进度安排总工期60天，具体安排：施工准备：7天（含设备进场、场地平整）止浆墙施工：10天（含养护）注浆施工：35天（日均完成12个孔）质量检验：8天7.2进度保障措施资源保障：投入足够的设备和人员，确保24小时连续施工技术保障：优化施工参数，采用并行作业（钻孔与注浆同步进行）机械保障：建立设备台账，定期维护保养，确保完好率≥95%应急保障：储备备用设备和材料，应对突发故障八、验收标准8.1主控项目注浆材料性能符合设计要求注浆压力、流量等参数控制在设计范围内帷幕厚度及渗透系数满足设计指标检查孔取芯率≥85%，压水试验透水率≤1Lu8.2一般项目钻孔孔位偏差≤100mm，孔斜率≤1.5%注浆管安装牢固，止浆可靠施工记录完整、真实现场整洁，文明施