WSS施工作业指导书

1、WSS 注浆 (健安桥段 )施工作业指导书一、工程概况1.1 工程简介1.1.1 总体施工简介奥运支线起点熊猫环岛车站南端折返线区间位于朝阳区中轴路下，折返线线路沿鼓楼外大街偏西布置，两侧为密集的高层居民楼；线路呈南北走向，从奥运支线工程设计起点向北沿鼓楼外大街将依次下穿裕民路过街通道、小月河及健安桥，到达终点熊猫环岛车站。折返线区间起止里程为K0+000.020 K0+470.616 ，隧道全长 450.616 米。1.1.2 健安桥简介健安桥于 1985 年竣工，为三跨简支梁桥，桥上设快慢车道，以及人行步道，快车道宽 24m ，慢车道宽 6.5m ，人行道宽 4m ，快慢车间设 1.5m

2、宽隔离带，全桥宽 48m, 中跨桥长 15m ，边跨桥长 7.5m ，桥两端设桥头搭板 7m ，全桥长 44.585m 。桥梁基础为 C20素混凝土，桥墩、桥台采用 100 号浆砌块石， 桥墩 42.50 高程以上部分采用 100 号浆砌条石，盖梁采用 C25 钢筋混凝土，梁为宽腹 T 梁。图 1.1 健安桥现状照片1.2 编制依据1.2.1 北京地铁十号线一期 (含奥运支线 )工程初步设计第二十三篇；降水工程第三十六册“熊猫环岛站奥体中心站区间 (含起点熊猫环岛站 )”。健安桥段专项施工图纸1.2.2 隧道工程施工质量验收标准 （GB 50194-93 ）1.2.3 建筑机械使用安全技术规范

3、 （JGJ 33-2001 ）1.2.4 建筑施工安全检查标准 （ JGJ 59-99 ）1.2.5 建筑工程质量检查评定标准 （GB 50210-2001 ）1.3 工程地质1.3.1 工程地质情况本工程场地位于永定河冲洪积扇的北部边缘。原始地貌形态已人为改观。场地标高为44.99 45.84m ，场区内地形较为平坦。本工程段地层编号不连续，本次勘察揭露地层最大深度为特点自上而下依次为：42.00m ，各地层岩性及其人工堆积层：粉土填土层：黄黄褐色，稍密中密，稍湿湿，含砖渣、灰渣和植物根等，局部为粉质粘土填土夹层；房渣土 1 层：杂色，稍密，稍湿湿，含砖块、灰渣等；粉质粘土填土 2 层：褐黄

4、色，可塑，含少量砖渣、灰渣、腐植物根等；人工堆积层厚度为 0.70 5.20m ，层底标高为 40.22 45.07m 。第四纪冲洪积层：粉土层：黄褐褐黄（暗）色，中密，湿饱和；粉质粘土 1 层：灰褐灰色，可塑，含云母、氧化铁、有机质和螺壳等，偶含姜石，局部夹粉土、粘土薄层；本大层厚度为 2.60 7.10m ，层底标高为 37.32 38.39m 。粉质粘土层：褐黄色，可塑，含云母和氧化铁，土质不均，局部夹粉土薄层；粘土 1 层：棕黄色，可塑，含云母、氧化铁，偶含姜石，局部夹粉土薄层；粉土 2 层：褐黄色，密实，湿饱和，含云母、氧化铁，偶含姜石，局部夹粉质粘土薄层；粉、细砂 3 层：褐黄色，

5、密实，湿饱和，含氧化铁，偶含砾石，局部夹粘土薄层。本大层厚度为 7.50 8.60m ，层底标高为 28.72 30.89m 。粉质粘土层：褐黄色，可塑，含云母、氧化铁，偶含姜石，局部夹粘土薄层；粘土 1 层：棕黄色，可塑硬塑，属中压缩性土，含云母和氧化铁；粉土 2 层：褐黄色，密实，湿饱和，属中低压缩性土，含云母和氧化铁；本大层厚度为 2.40 6.30m ，层底标高为 24.39 26.32m 。卵石层：杂色，密实，湿饱和，亚圆形， D 大 =70150mm ，D 一般 =20 40mm ，级配良好，粒径大于 20mm 颗粒含量约为总质量的 50 70，中粗砂充填，砂岩和砾岩为主，局部为圆

6、砾薄层；中、粗砂 1 层：褐黄色，密实，湿饱和，含氧化铁，偶含砾石；粉、细砂 2 层：褐黄色，密实，湿饱和，含氧化铁，偶含砾石；粉土 3 层：灰褐黄色，中密中上密，稍湿湿，属中低压缩性土，含云母、氧化铁和有机质；粉质粘土 4 层：褐黄色，可塑硬塑，属中低压缩性土，含云母、氧化铁；本大层厚度为 9.80 12.50m ，层底标高为 12.92 16.52m 。粉质粘土层：褐黄，可塑硬塑，属中低压缩性土，含云母、氧化铁，局部夹粉土薄层；粘土 1 层：棕黄色，可塑硬塑，属中低压缩性土，含云母、氧化铁。卵石层：杂色，密实，饱和，亚圆形，D 大 =120mm ，D 一般 =20 40mm ，级配良好，粒

7、径大于 20mm 颗粒含量约为总质量的50 70，中粗砂充填，局部为圆砾薄层。在健安桥处隧道穿越的土层主要为粉、细砂3 层、粉质粘土层、粉、细砂2 层等土层，桥基至隧道上方的土层为：粉土填土层、房渣土1 层、粉质粘土 1 层、粉质粘土层、粘土 1 层等土层。1.3.2 水文地质本次勘察最大孔深 42.00 米范围内，揭露两层地下水，分别为上层滞水和承压水，未发现潜水，可能与周边工地施工降水疏干该层水有关。 各层地下水的分布及特征简述如下：第一层地下水为上层滞水，含水层主要为粉土层，透水性好，水位标高为 40.42 44.17m （水位埋深为 1.40 5.70m ）。补给源主要为大气降水、地表

8、水渗漏；主要以蒸发、垂直入渗及天窗补给下层水。第二层地下水为承压水，含水层主要为卵石层、卵石层和粉细砂2 层，渗透系数大，透水性好，水位标高12.09 15.02m （水位埋深32.00 32.90m ）。本层水主要接受越流及侧向迳流补给，以侧向迳流方式排泄，承压水水头自西向东逐渐降低。小月河为人工河流，全长4.8km ，水深 1.5 米，河底虽经防渗处理，但仍对周围地层有补给。具体地质情况见下图：331144 144 366 27 27 47图 1.2 工程地质剖面图二、现状桥梁评估本标段折返线隧道沿鼓楼外大街方向向北下穿健安桥，隧道拱顶距健安桥基础为7.805 米。健安桥于 1985 年竣

9、工，运营至今已有20 年，基础为素混凝土条基，桥墩、桥台为 100 号浆砌块石，因此，桥梁的抗变形能力极差，尤其对不均匀沉降很敏感。2.1 安全等级健安桥位于北京的中轴路上，地理位置重要，交通繁忙，且不能中断，该桥是否安全及能否正常使用对北京的交通影响很大，因此设计暂定该桥的安全等级为一级。2.2 控制指标设计要求桥面沉降 15mm; 不均匀沉降 10mm 。区间隧道与健安桥的平面关系见图2.1 ，剖面见图 2.2 、图 2.3 。株距9.0m?15?15? 15? 15柳? 40? 15? 15? 15? 15? 10? 10? 40? 40? 40柳? 15图 1.3区间隧道与健安桥的平面

10、关系5.0871.36716501850图 1.4区间隧道与健安桥的立面关系5.087图 1.5 区间隧道与健安桥纵断面图2.3 工程重点及难点2.3.1 工程重点2.3.1 保证隧道的施工安全，保证按时优质完成本工程2.3.2 保证桥面交通及桥梁本身的安全，安全顺利的通过健安桥。2.3.2 工程难点根据设计要求，保证桥梁的桥面沉降15mm ，不均匀沉降 10mm ，路面交通不能中断的情况下，保证桥梁基础不开裂，保证桥梁的安全运营是本工程的难点。按照隧道开挖沉降槽的理论，健安桥完全在隧道开挖引起的沉降槽之内，在已经施工的地段，在相同的地质条件下，地表沉降都在25mm 30mm 之间，土质疏松地

11、段更是达到 70 80mm ，要在这样一个地质条件较差，又有地下水作用的地层里施工，又要穿越本身条件就很差的健安桥（桥上还有动载）难度很大。三、健安桥段 WSS 超前注浆加固方案3.1 总体施工方案针对隧道上方有健安桥及小月河的特殊性，为保证上述建筑物的稳定及保证隧道施工时不受河流的影响，开挖前采用二重管无收缩WSS 工法对穿越健安桥的施工区域进行超前注浆加固。加固范围为：隧道开挖面外轮廓线拱顶两侧3 米，底板 2 米区域，施工步距15 米。注浆控制指标：无侧限抗压强度 1.0Mpa ；渗透系数107cm/s 。每做 10m 做一次取芯抽样检查，以检验注浆的效果是否达到上述要求。3.2WSS

12、注浆原理二重管无收缩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，达到土体的止水效果，能够一次性完成一个注浆区域的土体加固施工，且注浆材料属于环保型，对河流及地下水无任何污染。由于浆材混合方式和喷射的方向性可随时调节，浆材的凝胶时间可以从瞬结到缓结，配比可任意搭配，能够实现定向、定量、定压喷浆施工。3.3 健安桥段 WSS 超前注浆加固方案3.3.1 施工准备挂网喷射 20cm 厚混凝土封闭需要进行注浆的掌子面，然后画出开挖断面，布设孔位。注浆材料要准备：水泥运输到洞内堆放在搅拌机旁，水玻

13、璃储存罐放在竖井旁边，采用塑料软管抽到洞内。由于采用水钻，掌子面前方要设置集水坑，并采取防渗措施，多余的水经过沉淀后要通过高扬程的抽水泵排入污水管道。现场机械多，为保证施工安全，所有电线挂设要规范，并做到一机、一箱、一闸。施工机械设备进场后首先要进行检修、调试，见表1 施工机械设备表表 1 施工机械设备表设备名称规格、型号数量单位功率用途钻机XY 2B300 型4台4.5钻孔注浆泵SYB 60/160 型2台7.5高压注浆立体式搅拌机SJY 双层立体2台3.2搅拌灰浆式注浆液混合器4套浆液混合旋转二重管4套浆液输送配电箱8个防漏电3.3.2WSS 超前注浆施工3.3.2.1 钻孔参数设计根据注

14、浆旋喷加固原理，结合工程地质条件，注浆施工参数设计如下：孔径与孔深：钻孔 42mm ，深度： 3.3 15.3m孔间距： 0.85m 1.0m扩散直径： 1.0 1.2m注浆压力：预注浆加固地层P=2 2.5Mpa砂土注入率： 45%粘土注入率： 35%平均注入率 : 40% （以实际注浆量为准）凝固时间：30s-60s （根据地质条件可做相应调整）加固后土层水泥含量： 18 20%注浆加固长度：健安桥桥梁穿越区域56 米注浆加固范围 : 隧道外扩 3 米范围，见图 3.1 注浆加固范围示意图注浆材料配比，见表 2 注浆材料配比A液B 液C 液Gs剂： 3.5kg水泥 :19.86%P剂： 4

15、.5kgGOX 剂: 4.2%硅酸钠60LDHP 剂: 5.6%DHP 剂： 6.7kg水40LXPM 剂: 5.4%GBX 剂： 7.1kg水剩余量水剩余量100 L100 L100 L机械设备状态良好良好良好良好良好良好备注 : A 、B 液组成在 WSS 工法中称为溶液A 、C 液组成在 WSS 工法中称为悬浊液3.3.2.2 注浆工艺流程3.3.2.2.1 工艺要求：（ 1）定孔位：依据甲方提供的隧道结构尺寸，严格按照施工布置图进行测量放线定位，并经甲方及监理验收合格。（ 2）钻机就位：对孔位时，应在测量人员控制下进行，钻机按指定位置就位，并须在技术人员指导下，调整钻杆的所需角度。对准

16、孔位后，钻机不得移位，大小臂也不得随意起降。（ 3）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。密切观察钻时尺寸，出现异常情况时，应立即停钻，分析原因再进行施工。（ 4）回抽钻杆：严格控制回抽幅度，每步不大于20cm ，匀速回抽，注意钻机参数变化。（ 5）浆液配比：采用准确的计量工具，按照设计配方配料。（ 6）旋喷：严格控制旋喷压力，同时密切关注注浆量，当压力突然上升时，应立即停止注浆，查明原因后采取调整注浆设计参数或移位等措施重新注浆。3.3.2.2.2 工艺流程图封闭工作面接管并检查管路试压施工前准备钻孔安孔口管封孔口钻孔钻孔结束备 料检

17、修机械设备配浆扫孔并钻进3.3.2.3 隧道内放射性注浆施工首先应对隧道开挖段面进行封堵，用与钢筋榀架同截面的直榀架与隧道两侧榀架用连接钢筋连接，并挂好双层钢筋网片，喷射同隧道初衬强度的砼封堵，喷射砼23 天后进行隧道内放射性注浆施工操作。在距隧道下台阶 3 米处搭设放置钻机平台，保证钻机移动灵活，使放射孔角度控制在8100 。使钻杆水平高度距拱顶0.8 1.2 米，平台必须牢固平稳，操作机具灵活方便，搅拌机和注浆机合理安放在隧道底板上，每步注浆水平深度暂定为15 米。钻孔时必须按布孔图和技术交底施工，严格控制钻杆角度和钻进深度，当钻至设计深度后，严格按设计配合比配制浆液，每灌浆液配制完成后必

18、须先检查凝固时间的可靠性，然后进行喷射注浆，一般喷射量为15 20L/min ，在特殊的喷入场合，可以根据需要，将喷射量调至 10 L/min 。喷射注浆时调整注浆压力，控制在0.3 0.5MPa, 达到水平渗透效果 ,在进行阶梯回抽时 ,一般以回抽 20 30cm 为一个步距 .当每个注浆断面完成后 ,隧道可以正式向前开挖 ,当开挖距注浆端点3 米时停止掘进 ,封堵掌子面进行二次隧道内放射性注浆。300300图 3.1 注浆加固范围示意图2米重叠段2米重叠段424.354238图 3.2 健安桥、区间隧道与WSS 注浆剖面关系示意1501502米重叠段1501500424. 300035 4

19、2 383500402033380000330孔号水平辐射角 ( )孔深 (m)注浆深度 (m)00035.4215.0715.073A A811.1815.2915.29BB714.212.3712.37018.269.489.84026.346.726.72003454.254.253各注浆孔参考数据图 3.3 拱顶、侧墙布孔示意图四、监控量测为保证地面行车安全及工程本身的安全，采取监控量测的方法对健安桥及隧道进行监测并根据监控量测结果，及时调整支护参数、施工方法及桥梁抢险措施。根据相关规范要求，并结合本工程的实际情况，健安桥监测重点为地表沉降、桥基础沉降。监测内容：隧道净空收敛、 拱顶沉

20、降、钢筋应力、初支后土压力、地表沉降、桥墩沉降、桥面沉降。健安桥车流量很大，在隧道施工干扰和车流动载的联合作用下，很容易对桥梁产生破坏，因此在隧道施工到健安桥前后 20 米范围内时加强对隧道拱顶沉降、隧道净空收敛的观测及地面沉降点的观测。桥沉降点布点原则：沉降观测点的埋设位置经充分考虑，尽可能反映健安桥各部分的不均匀沉降。桥梁沉降布设图如下所示：图 4.1健安桥监测点平面布置图图 4.2健安桥监测点纵断面图株距9.0m?15? 15? 15? 15柳? 40?15? 15? 15?15?10? 40? 40柳?15? 10?40图 4.1健安桥监测点平面布置图5.087图 4.2健安桥监测点纵

21、断面图控制方法及频率见下表：序量测间隔时间项目名称方法及工具点位布置距离掌子面 20距大于掌子面号米以内大于20米地质和支岩性、结构面产状开挖后及初期1护状况观及支护裂缝观察或每次格栅架设完成后进行支护后进行察描述，地质罗盘等每 5m 一个断2周边位移收敛仪面，每断面 212 次/天1次/2天3 对测点3拱顶下沉水准仪、水准尺、每 10m/ 一个断12 次/天1次/2天钢尺或测杆面4钢筋应力应力计不同断面形式，1 次/天5 点/断面5土压力压力盒不同断面形式，1 次/天5 点/断面开挖面距量测断面前后 2B 时，每 5m 一个断12 次/天地表下沉精密水准仪、水准开挖面距量测断面前后 5B 时

22、，6面，每断面至少桥面沉降尺12 次/天7 个测点开挖面距量测断面前后 2B 时，1 次/周注： B 为开挖宽度建立三级预警机制。监测控制级管理标准管理等级管理位移施工状态U0U可正常施工U3U0 U2/3应注意，并加强监测U0U2/3应采取加强支护等措施注：表中 U0 为实测位移值； U 为极限值监测频率管理等级观测时间位移平均最大速率控制值（mm/d ）12 天11 天1c 212 小时2注： c 为位移平均最大速率控制值五、质量保证体系及措施5.1 质量管理组织机构中铁一局集团北京地铁 10号线第22合同段项目部(质量管理)项目经理项目副经理项目总工程师办公室工程部中心试验室质量安全部物

23、资设备部计财部区间工区监实WSS 班组测验开挖支护班组组室作业班长作业班长表 4.1 质量管理体系组织机构图5.2 质量目标注浆后开挖面外轮廓能够形成一个硬壳， 确保开挖过程中及过后健安桥均能安全使用，保证桥面沉降15mm; 不均匀沉降 10mm 。5.3 质量保证措施5.3.1 质量保证措施5.3.2 钻孔施工：开钻前，应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 。钻杆垂直度不得大于 1% 。钻孔时，密切观察钻进情况，如发现异常情况，应立即停钻，分析原因再进行施工。二重管双液注浆质量标准内 容标 准内 容标 准孔位偏差20 mm注浆压力5

24、%孔距偏差100mm注浆量（暂定）5-8%钻杆垂直度1%提升幅度5mm5.3.3 配料：采用经计量准确的计量工具，严格按照设计配方配料， 并且注浆前进行配比试验。5.3.4 注浆：注浆时，应严格按照顺序分布进行施工。为实现整体加固的目的，每个孔注浆要准确，注浆压力一定要严格控制，专人操作。当压力突然上升时，应立即停止注浆。每段注浆量应严格设计进行，跑浆时，应采取措施确保注浆量满足设计要求。5.3.5 每道工序均要安排专人， 负责每道工序的操作记录。 如发生质量问题， 立即口头上报监理，并在 4 小时内递交有关质量问题的书面详细报告，包括时间、部位、细节描述、产生原因等。5.3.6 技术资料由施

25、工项目经理部在施工过程中负责收集、整理各种原始资料和记录， 并及时上报监理。六、安全保证体系及措施6.1 安全生产目标加强预防，做到安全生产，实现“杜绝死亡，无重伤以上责任事故；杜绝重大机械设备事故，确保健安桥行车安全”安全生产目标。6.2 安全管理组织机构图框项目经理项目副经理质量安全部工程技术部专职安全工程师区间二分部表 5.2 安全管理组织机构图框6.3 安全生产保证措施6.3.1 安全生产用电6.3.1.1 所有施工人员掌握安全用电的基本知识和所用设备性能，用电人员各自保护好设备的负荷线、地线和开关，发现问题及时找电工解决，严禁非专业电气操作人员乱动电器。6.3.1.2 电缆、高压胶管

26、等应尽量架空设置，不能架起的绝缘电缆和高压胶管通过道路时，一定要采取保护措施，以免机械车辆扎坏，发生事故。6.3.1.3 配电系统分级配电，配电箱、开关箱外观完整、牢固、防尘、外涂安全色、统一编号。其安装形式必须符合有关规定，箱内电器可靠、完好，选型、定值符合规定，并标明用途。6.3.1.4 现场内支搭架空线路的线杆底部要实，不得倾斜下沉， 与临近建筑应有一定安全距离，且必须采用绝缘导线，不得成束架空敷设，达不到要求的必须采取有效保护措施。6.3.1.5 所有电器设备及其金属外壳或构架均应按规定设置可靠的接零及接地保护。 保护接零：在电源中性点直接接地的低压电力系统中，将用电设备的金属外壳与供

27、电系统的零线或专用零线直接做电气连接，可使保护装置迅速而准确的动作，切断事故电源，保证人身安全。 保护接地：所有电气设备的绝缘状况必须良好，各项绝缘指标达到规定值； 电气设备及其相连机械设备的金属部分必须采取保护性接零或措施，挂好接地装置示意牌；按规定保护接地的电阻不大于4 欧姆。6.3.1.6 施工现场所有用电设备，必须按规定设置漏电保护装置，要定期检查，发现问题及时处理解决。6.3.1.7 现场内各用电设施，尤其是电焊、电热、电动工具，其装设使用应适合规范标准，维修保管应有专人负责。电焊机外壳必须接地良好，其电源的装卸由电工进行。电焊机要设单独的开关，开关应放在防雨的箱内，拉合时戴手套侧向

28、操作。焊钳与把线必须绝缘良好，连接牢固，更换焊条应戴手套，在潮湿地点工作时，站在绝缘胶板上。严禁在带压力的容器或管道上施焊，焊接带电的设备必须先切断电源。焊接预热构件时，有石棉布或挡板等隔热措施。更换场地移动把线时，切断电源，并不得手持把线爬高。多台电焊机在一起集中施焊时，焊接平台或焊件必须接地，并设置隔光板。把线、地线禁止与钢丝绳接触，不得用钢丝绳或机电设备代替零线。6.3.1.8安全电压：按照国家标准 GB3805 83安全电压中规定，对特殊场所的照明应采用安全电压。6.3.1.9防触电措施施工用电实行三级漏电配电，施工电缆线按规定架空铺设。开关箱内的漏电保护器具， 额定漏电电流应不小于 30mA ，额定漏电动作时间不能大于 0.1s 。保护零线按规定作好重复接地。洞内施工照明采用 36V 低压照明线路。气焊作业双线到位，氧气、乙