暗挖隧道注浆施工方案1.doc

北京市卢沟桥再生水厂及再生水利用工程卢沟桥南路再生水管线（大瓦窑北桥永定河东岸）工程1+8462+016段暗挖隧道注浆施工方案一、工程简介卢沟桥污水处理厂再生水回用工程东起大瓦窑北桥现况DN800再生水干管，西至永定河东岸，与卢沟晓月再生水补水管相接，向卢沟晓月提供河湖环境补水。中水桩号1+846-2+016过五环段是卢沟桥污水处理厂再生水回用工程的一部分，设计采用暗挖隧道结构，隧道总长度约170m。二、工程概况隧道采用直墙拱形结构，净宽1.6m，直墙高4.43m，矢高0.563m。隧道断面拱顶埋深810m。2.1、位置及范围1)卢沟桥南路再生水管线1+846-2+016段采用浅埋暗挖法下穿西五环路。隧道内底标高46.00-47.20m，五环路下方隧道初衬顶覆土8.68m。2)隧道1+920-1+940区段从五环路宛平桥F匝道桥的F-3、F-4桩之间穿过且距桥桩较近。3)隧道与F匝道桥平面位置关系示意图如下：隧道下穿F匝道桥平面示意图隧道与F匝道桥F3、F4桩相对位置示意图2.2、隧道结构隧道净宽1.6m，直墙高1.43m，失高0.563m。拱顶埋深8m-10m。采用直墙拱形复合衬砌结构，由钢格栅加喷射混凝土的初期支护与模注砼的二次衬砌组成。层间设柔性防水层。初衬厚250mm，二衬厚250mm，采用上下台阶法施工。2.2、构造措施混凝土保护层厚度：初衬内侧：30mm、外侧：40mm；二衬内外侧均为35mm。变形缝设置：隧道与竖井连接处各设一道，隧道间隔30m设一道；缝宽20mm。2.3、工程水文地质土质编号埋深m土壤类别土壤性质备注内摩擦(0 )天然密度g/cm3N63.50-3.31卵石-碎石填土12.02.127D=2-6cm粘性土填土及细砂填土约30%。3.31-6.5卵石-圆砾34.02.1586D长=10cm、D大=8cm，D一般=2-6cm，亚圆形，级配较好，含中砂约20%-30%。6.5-11.5卵石38.02.20110含中砂夹层，D长=14cm、D大=10cm，D一般=4-8cm，亚圆形，级配较好，含中砂约20%-25%，局部少量漂石。说明：隧道在F匝道桥范围，处于、层。场地无地下水影响。2.4、与隧道交叉的现况管线及构筑物情况现况管线、构筑物情况统计表管线名称结构类型位置高程与隧道关系污水管D1200砼1+858内底50.59距结构顶2.6m雨水管D600砼1+915内底54.41距结构顶5.6m电信管2002001+918外顶56.30距结构顶7.2m给水管DN100钢管1+950外顶56.48距结构顶7.3m大兴灌渠钢筋砼结构1+870底高52.65距结构顶4.1m永定河堤坝浆砌块石2+005底高52.46距结构顶2.9m三、注浆加固区段划分1)超前小导管注浆区段：1+846-1+906、1+9512+016段，合计全长125m。2)拱顶后退式深孔注双液浆区段：1+9061+913、1+9231+930、1+940.71+951，全长24.3m。3)拱顶及两侧后退式深孔注双液浆区段：1+913-1+923及1+930-1+940.7，全长20.7m。四、注浆支护方案4.1、注浆方案的选择本工程围岩结构较松散，且透水性强，暗挖段拟穿越永定河堤坝、大兴灌渠、京周公路辅路、五环路主路以及F匝道桥，且路面沉降量要求非常严格(15mm)，为保证上述地段在隧道施工时土层承载力，根据以往施工成功经验，围岩在注入水泥-水玻璃以及外加剂组成的浆液发生化学反应，使颗粒间的空隙充满浆液并使其固结，提高了各项力学指标数值，使土层透水性降低，形成具有一定强度和止水效果的地下连续注浆防护体，达到止水、加固的预防目的。经对1+8461+874段隧道土体开挖发现，采用超前导管注浆，导管打入困难，施工难度较大，对土层固化作用小，且实施困难、坍塌严重。故方案选择如下：1）在穿越F匝道桥时对1+9131+923、1+9301+940.7段采用后退式拱顶及两侧深孔灌注双液浆的加固措施。2）在穿越五环路主路（除穿越F匝道桥段）时采用后退式拱顶深孔灌注双液浆的加固措施。3）其余地段采用超前小导管注浆，浆液为改性水玻璃。注浆方案选择示意图4.2、后退式深孔灌注双液浆1）注浆孔布置： 掌子面孔位分三环布置，从掌子面通过三次定位钻机使注浆轨迹呈发散状，孔位间排距0.8米，孔深由外到内分别为6米、8米、10米，每环间交叉梅花型布置。第一工作循环为避免产生注浆盲区，多设置1环，孔深4米。2）主要技术要求及参数每一工作循环对地层的有效加固深度为10米；单个注浆孔位有效扩散半径0.751米；对地层有效加固,加固范围超过开挖轮廓线不小于1.0米；注浆加固按先外环后内环的顺序施工，采用后退式注浆。3）注浆参数注浆速度：每分钟1020升；注浆时间：每10分钟回抽钻杆0.5米；注浆压力：0.20.5MPa，局部地层可适当调节；注浆量与该砂卵石的性质、范围有关，按扩散半径0.75米计算，注浆量约为每延长米0.35立方米；浆液材料及配合比如下：A液：水玻璃稀释比为3：2，即水玻璃（硅酸纳）60%,水40%；B液：搅拌机每次加水泥150kg，加水混合后加入液态添加剂1.2L、固态添加剂1kg及适量缓和剂。比例为：水泥34.3%，DHP剂（固态添加剂）5.56%，GOX剂（液态添加剂）4.17%，XPM剂（缓和剂）2.97%，水53%。A液B液比例为：1：1；浆液凝固时间1分钟7分钟可调。4.3 、深孔后退式全断面注浆1)匝道桥区段为隧道标准断面，采用台阶法施工。为减小对桥桩周边土体扰动，本着“先加固后施工”的原则，在隧道轮廓外2m范围做深孔后退式全断面注浆加固。实际实施中，区间施工至距保护桥桩5m时，封闭掌子面，对前方桥桩进行定向二重管无收缩双液注浆加固，加固范围为桩基前后各5m长度，加固重点为桩底及下部桩周。2)二重管无收缩双液注浆施工工艺钻孔：根据地质情况及施工方法，选用不同的钻孔方法。钻孔中注意事项a）、做好钻探详细记录，指导注浆施工。b）、钻孔时分批进行，隔孔施钻。浆液选择：见下表所示。A 液B 液C 液硅酸钠 60L水 40LGs剂：3.5%P剂：4.5%DHP剂：6.7%GBX剂：7.1%水 剩余量水泥 19.86%DHP剂 5.561%GOX剂 4.171%XPM剂 2.979%水 剩余量100 L100 L100 L注浆参数注浆终压：0.31Mpa； 浆液扩散半径：500mm；注浆施工机具机械：KD-200型坑道钻机2台、SYB-60/50型注浆泵3台、SJY-双层搅拌机2台；器具：旋转二重管、旋喷液混合器、切换喷头其它：排水处理装备、测定器具、凝胶时间测定仪浆液配制：a）、按搅拌机的容积和注浆材料的配比参数计算出配制一桶浆液所需要的水泥和水的用量。b）、先在搅拌机中加入一定量的水，再加入规定量的缓凝剂，强力搅拌3min，然后加入一定量的水泥，强力搅拌均匀，待用。c）、在浓水玻璃中加入水，稀释至设计浓度，搅拌均匀后待用。d）、按比例进行凝胶时间测试试验，如果达不到设计要求重新调整。e）、量取水泥浆搅拌桶的体积，根据其面积及配比要求标定须加入水的高度及需加入水泥的重量，以此控制水泥浆的配比。f）、量取水玻璃桶的体积，标定设计单段注浆量所需的高度，以此控制设计注浆量。工艺要求a）、止浆塞初始停放位置：应根据注浆长度及注浆管前端开孔位置以及止浆塞构造精确计算止浆塞初始停放位置。b）、后退式分段注浆应注意将带有止浆塞的芯管和顶管连接后插入到注浆管孔底，压紧止浆塞使之膨胀，以达到止浆效果。分段后退式注浆要特别注意止浆塞损坏程度，施工过程中若发现止浆塞存在问题，应立即更换，以免引起注浆管堵塞，造成芯管无法拔出。3)施工顺序：注浆范围：穿越宛平桥区评估咨询报告所示注浆加固范围如右：注浆方法：封闭掌子面，全断面深孔后退式注浆，一次性注浆12m，开挖10(10.7)m。注浆效果检查：必须保证一次性合格；本段采用后退式深孔注浆对匝道桥桩基进行预加固。其注浆方法及参数与过路段注浆加固施工相同。加固示意图如下：4.4超前小导管注浆1）超前小导管注浆工艺流程详见下图2）超前小导管的制作超前导管的制作超前小导管采用323.25mm钢管，管长3.0m。纵向间隔每2榀设置一排。注浆管前端做成尖形，后端焊上铁箍，在距铁箍端0.6m处开始钻孔，钻孔沿管壁间隔150mm呈梅花形布设，孔位互成90度，孔径8mm。3）注浆施工a.首先喷射混凝土封闭掌子面。超前导管从网构钢架腹内穿过，沿隧道开挖轮廓线布置，环向间距300mm。纵向间隔每2榀设置一道，相邻两排导管搭接水平投影长度1m。为保证核心土稳定，在核心土范围增加4个水平打入点，用超前导管灌注水泥浆。b.导管用岩心钻打入土层，注浆前将钢管尾端用绵纱封堵、钢管周边空隙用快硬水泥封闭；c.待本环超前导管全部打入后并完成封闭后开始注浆。在管口连接高压注浆管，压水试运转，检查管路是否漏水和注浆机工作是否正常，合格后开始作业。浆液现场配置，在规定时间内完成。注浆压力视现场条件波动在0.30.5MPa；采取隔一注一，最后注中间孔方式，注浆时注意观察压力和进浆量的变化，发现情况异常，及时分析原因采取对策，注浆结束后清洗注浆设备。北京市卢沟桥再生水厂及再生水利用工程卢沟桥南路再生水管线（大瓦窑北桥永定河东岸）工程1+8462+016段暗挖隧道注浆施工方案目录一、工程简介1二、工程概况12.1、位置及范围12.2、隧道结构22.2、构造措施