永西区间风井盾构进出洞注浆施工方案.docx

北京地铁16号线06标 永西区间风井盾构进出洞注浆施工方案目 录一、编制依据1二、工程概况12.1 区间风井概况12.2工程地质概况32.3水文地质情况42.4管线情况5三、风道加固情况53.1 风道深孔注浆5四、盾构进出洞土体加固方案74.1加固目的74.2加固要求74.3工期计划及安排94.4盾构进出洞土体加固方案104.4.1二重管双液工法注浆特点104.4.2注浆材料114.4.3注浆加固原理114.4.4机械设备114.4.5注入材料特性124.4.6注浆量的计算原则124.4.7注浆压力的选定134.4.8注浆工艺及要求134.5质量保证措施14五、工程质量保证体系155.1质量控制165.2工程质量保证制度165.3工程质量措施16六、安全保证措施17七、出现坍塌时的应急响应措施187.1 临界条件187.2 应急响应措施18八、文明施工、环境保护保障措施19中铁电气化局集团有限公司 19一、编制依据北京地铁16号线工程永丰南站-西北旺站区间施工图设计（第一部分 区间风井风道结构施工图（上）及图纸会审；地下防水工程质量验收规范（gb50208-2011）；地下工程防水技术规范（gb50108-2008）；地下铁道工程施工及验收规范（gb50299-1999）（2003年版）；地铁暗挖隧道注浆施工技术规程（试行）（dbj01-96-2004）；北京地铁海淀山后线工程02合同段区间（永丰南站-西北旺站）岩土工程详细勘察报告（详勘）；与工程相关的其它规范、规程及标准。二、工程概况 2.1 区间风井概况区间风道位于永丰路下，由于风道上方管线较多，且永丰路地面交通较为繁忙，风道采用矿山法施工。该处轨面埋深较两端车站深，将风道位置处设置为区间低点，风道兼做区间联络通道及泵房。风井断面为矩形断面，开挖尺寸宽7m长14.6m，开挖深度28.25m，采用倒挂井壁法分三部分施工。风道断面为双层拱顶拱底直墙断面，开挖尺寸宽12.9m高16.67m，风道全长60.5m,覆土厚度为9.98m，采用双侧壁导坑法分四层施工。区间风道初支形式采用钢筋网片+钢格栅+锚喷混凝土形式，钢筋网片采用6，150150mm（拱顶铺设，内外双层），钢格栅间距0.5m，锚喷混凝土采用c20混凝土，厚度0.35m，临时中隔壁及临时仰拱0.3m。图2.1-1区间风道平面位置图图2.1-2区间风道立面图图2.1-3区间风道格栅钢架立面图2.2工程地质概况本区间风道主要穿越地层从上至下依次为粉质粘土1层、粉质粘土层、粉细砂3层、细中砂3层、粉质粘土层、粉土2层、粉质粘土4层，持力层位于粘土1层及粉土2层，详见下图。上层滞水，埋深9.5m盾构始发、接收加固区域主要地层为粉质粘土层、黏土1层、粉土2层、粉质黏土层、粉质粘土4层。盾构掘进区域区间联络通道兼泵站永丰南站西北旺站潜水，埋深14.1m层间水，埋深21.7m图2.2-1区间风井地质剖面图粉质黏土1层：褐黄褐灰色，很湿，可塑，含氧化铁、有机质，中压缩性。粉质黏土层：褐灰褐黄色，很湿，可塑，含氧化铁、钙质结核，夹粉细砂3透镜体，中压缩性。粉质黏土层：褐灰褐黄色，很湿，可塑，含氧化铁，夹黏土1、黏质粉土2及细中砂3透镜体，中压缩性。黏土1层：褐灰褐黄色，很湿，可塑，含氧化铁、钙质结核，中压缩性。黏质粉土2层：褐黄色，密实，湿很湿，含云母、氧化铁，中压缩性。粉质黏土4层：褐黄色，湿，可塑，含氧化铁，中压缩性。序号地质条件孔隙率%1粉质黏土层402粉质黏土层40.53黏土1层48.54黏质粉土2层365粉质黏土4层402.3水文地质情况本区间地下水分布情况见表2.3-1。表2.3-1 地下水位情况一览表 地下水类型初见水位深度（m）初见水位绝对标高（m）稳定水位深度（m）稳定水位绝对标高（m）上层滞水（一）9.735.609.535.80潜水（二）14.830.5014.131.20层间水（三）22.822.5021.723.60上层滞水（一）：水位不连续，无明显含水层，主要接受大气降水、管沟渗漏补给，以蒸发为主要排泄方式。潜水（二）：含水层主要为粉细砂3层，主要接受侧向径流补给，以侧向径流和向下越流为主要排泄方式。层间水（三）：含水层主要为黏质粉土2层，主要接受侧向径流补给，以侧向径流和向下越流为主要排泄方式。2.4管线情况2.4-1管线统计表序号所在位置管线名称材质管径埋深（m）距拱顶（m）备注1k0+13.85m中压燃气钢管5002.627.87未启用2k0+26.51m雨水混凝土8002.847.653k0+48.45m污水混凝土9005.634.86水深20cm4k0+50.77m雨水混凝土16003.766.735k0+60.54m中水钢管6002.547.95未启用6k0+65电力隧道混凝土管，复合式衬砌200023006.1m距端墙3.71m影响盾构施工区域的管线为d600中水管、d1600雨水管、d900污水管。三、风道加固情况3.1 风道深孔注浆区间风道注浆主要针对粉细砂3层、粉细砂3层及粉土2层，对于粉细砂层严格执行全断面注浆止水，对于粉土层采用上层导洞内超前施做注浆止水墙，提前形成封闭止水单元的止水方法，形成封闭止水单元后，开挖过程中若仍发现掌子面渗水严重，应对掌子面及时挂网喷混，并根据现场渗水严重程度，在掌子面上施做泄水孔，或采用全断面注浆止水，掌子面上泄水时应采取有效措施防止土层流失。区间风道底板大部分位于粉土2层，在开挖风道最下层导洞前应对该层土进行水头降压处理，并进行注浆封底处理。加固范围为拱顶外扩2米，侧墙及底板外扩1.5m范围，1015m为一循环，预留2m止水墙。风道采用双侧壁导坑法分四层三列施工，对需要深孔注浆的洞室先进行注浆，再进行开挖。注浆采用洞内辐射注浆工艺，如图3.1-3，先上后下，先外后内，注浆采用后退式分段注浆，布孔间距为800，成孔为小型机械钻孔，施工采用水泥-水玻璃双液浆注浆。风道深孔注浆孔位布置图如图3.1-4所示。图3.1-3 洞内辐射注浆示意图图3.1-4 风道深孔注浆孔位布置图四、盾构进出洞土体加固方案4.1加固目的通过对区间风井洞门范围内进行加固，减少盾构进出洞过程中因对土体的扰动而造成地面的不均匀沉降或坍塌，确保盾构机安全进出洞并顺利通过区间风井。4.2加固要求盾构进出口风道土体采用洞内深孔注浆加固，在施做风道二衬结构前施做，盾构接收加固区、始发加固区注浆加固一次性成型。盾构接收加固区注浆长度为9m，始发加固区长度为6m，如图4.2-1、4.2-2所示。加固后的土体应满足：土体有良好的均匀性和自立性，加固后土体不得有明显的渗水，其无侧限抗压强度不小于0.8mpa，渗透系数不大于1.010-6cm/s。盾构进出口注浆采用一次性注浆，注浆孔按梅花形布孔，孔距1000mm，孔位布置如图4.1-3。浆液配比、注浆压力等指标根据实验确定，深孔注浆压力控制在0.81.0mpa，有效扩散半径为0.5m，注浆浆液采用水泥-水玻璃双液浆。图4.2-1盾构进出口土体加固平面图图4.2-2盾构进出口土体加固立面图图4.2-3 盾构进出口深孔注浆孔位布置图图4.2-4 盾构进出口深孔注浆加固顺序图4.3工期计划及安排风井施工进度风井完成情况计划开始计划完成备注一、二层导洞已完成7号导洞2014.11.192014.12.2610号导洞2014.11.222014.12.318号导洞2014.11.272015.01.0511号导洞2014.12.22015.01.10考虑到盾构进出洞土体加固可能对风道开挖造成影响，故先对3、4号导洞进行土体加固，待风道三、四层两侧导洞全部开挖完成后再进行剩余部分盾构进出洞土体加固，加固采用2台注浆机同时对左右线进行土体加固，具体工期安排如下：盾构进出洞土体加固施工计划风井计划开始计划完成备注3号导洞加固2014.11.272014.11.304号导洞加固2014.11.302014.12.037、10号导洞2015.01.112015.01.178、11号导洞2014.11.182015.01.244.4盾构进出洞土体加固方案4.4.1二重管双液工法注浆特点 二重管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，改变原土体和物理性质，增加土体的密度，提高其抗压强度，达到土体的固结，提高自稳能力。能够一次性完成一个注浆区域的土体加固施工。 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。 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。 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。 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。 由于一次注入是限制注浆，二次注入是渗透注浆，注浆液不会向注入范围外溢出，从而有利保护地下环境而不被污染。4.4.2注浆材料本工程地层加固采用水泥-水玻璃双液浆进行加固根据我公司的以往施工经验和施工规范要求，下列材料及配合比以供施工参考。 注浆原材料水泥：新鲜的普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5水玻璃：模数2.22.8，浓度2530be 配合比水泥浆：水灰比（11.5）:1（重量比）水玻璃浆2530be 双液浆配合比：水泥浆：水玻璃浆=1:1凝结时间：180秒4.4.3注浆加固原理注浆时在不改变地层组成的情况下，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。待土体注浆完成，对土体进行钻芯取样，以检测土体的无侧限抗压强度。4.4.4机械设备机械设备数量其他辅助设备钻机2台排水处理设备注浆泵2台测定器制浆搅拌机2台储料搅拌机2台4.4.5注入材料特性注浆液属于安全性、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。注浆液特点： 固结硬化时间容易调整，设计硬化时间长的注浆液也具有很高强度。 渗透性良好，特别是对微细砂层的渗透性优易。 地层中有流动水的情况下也具有很强的固结性能。 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。 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。4.4.6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现场工程地质、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=an式中：q-总注浆量，m3；a-注浆范围体积，m3；n-孔隙率，%；-浆液填充系数，一般取0.8-注浆材料损耗系数，一般取1.11.2孔隙率选用表：序号地质条件孔隙率%1粉质黏土层402粉质黏土层40.53黏土1层48.54黏质粉土2层365粉质黏土4层404.4.7注浆压力的选定根据地层渗透情况及浆液注入量情况，注浆压力选定0.8mpa1.0mpa。4.4.8注浆工艺及要求 施工工艺流程图见图4.4-1。定孔位钻 孔配浆注浆回抽一节注浆结束移至新孔位图4.4-1 施工工艺流程图施工工艺定孔位：根据设计要求，对准孔位，不同入射角度钻进,要求孔位偏差不大于50mm，钻孔偏斜率最大允许偏差为0.5%。钻机就位：钻机按指定位置就位，调整钻杆的入射角度。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。回抽钻杆：严格控制提升幅度，每步不大于1520cm，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、断面砂层溢浆时，应立即停止注浆，查明原因后采取调整注浆参数或移位等措施重新注浆。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；注浆管的设置：钻孔机将注浆管设于预定深度注入清水并从浆液混合器端部流出；横喷射注浆：注浆管设置完毕，浆端点关闭、进行横喷射切换，一般为15-20l/min。同时根据工程实际进行调整。图4.4-2 注浆工艺流程图4.5质量保证措施 钻孔 布孔；严格按照施工设计图布孔并进行复核。 钻机定位：定位准确，钻头点位误差50mm。 钻孔：密切观察钻进尺度及溢水出水情况，出现涌水时，立即停钻，先行注浆止水，再分析原因。确认止水效果后，方可继续钻孔。 配料计量工具必须经过检验合格按照设计配方配料。 注浆按照设计的注浆程序施工。进浆量必须准确，严格控制注浆压力，注浆方向并由专人操作，当压力突然上升或从孔壁、地面溢浆以及跑浆时，立即停止注浆。应采取措施解决并确保注浆量。 注浆完毕后，应采取措施保证不溢浆、不跑浆。 由专人负责每道工序的操作记录。 注浆全过程应加强施工检查和监测，防止地面出水溢浆。隆起和施工地段的地面沉降。五、工程质量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。现场组织机构设置见图5-1。图5-1 永西区间风井风道注浆组织机构图工区经理：蒋华中铁电气化局集团有限公司北京地铁16号线06标段项目经理部工区总工：管金林生产经理：张旭彪工程部王崇安质部孔金飞综合部周鑫计合部甄建霞物设部石朝安机电部刘尚伦试验室韩亚伟测量组周立满注浆队伍5.1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。5.2工程质量保证制度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。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、经验丰富的工程师担任质量控制人员，实行监督检查，保证工程质量。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。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。加强与甲方、监理的配合，认真接受指导和监督。5.3工程质量措施钻孔布孔；严格按照施工设计图布孔并进行复核。钻机定位：定位准确，钻头点位误差50mm。钻孔：密切观察钻进尺度及溢水出水情况，出现涌水时，立即停钻，先行注浆止水，再分析原因。确认止水效果后，方可继续钻孔。配料计量工具必须经过检验合格按照设计配方配料。注浆按照设计的注浆程序施工。进浆量必须准确，严格控制注浆压力，注浆方向并由专人操作，当压力突然上升或从孔壁、地面溢浆以及跑浆时，立即停止注浆。应采取措施解决并确保注浆量。注浆完毕后，应采取措施保证不溢浆、不跑浆。由专人负责每道工序的操作记录。注浆全过程应加强施工检查和监测，防止地面出水溢浆。隆起和施工地段的地面沉降。六、安全保证措施建立安全管理组织机构，加强安全教育，提高安全意识与知识水平，认真贯彻“安全第一，预防为主，以人为本”的方针，坚持“管生产必须管安全”。结合工程施工特点和现场实际情况，制定各种行之有效的安全管理规章制度。 充分发挥安全管理人员的监督作用，随时检查现场施工安全。 施工现场设专人指挥、调度各种机械设备及运行车辆，并设立明显的标志，机械作业要保持留有安全距离，防止互相干扰和碰撞。 各类管线应设置明显标志，积极做好保护工作，必要时请有关人员到施工现场进行监护，确保各种管线设施及现场施工人员的安全。施工人员应戴安全帽，并根据所从事的工作穿戴相应的个人防护用品。设专人负责各种设备和施工过程中的安