深孔注浆专项施工方案

石家庄轨道交通1号线04标 深孔注浆专项施工方案中铁航空港建设集团有限公司目录1.编制依据 12.工程概况 12.1工程简介 12.2工程地质 22.3水文概况 22.4设计概况 23.1施工方案设计 23.2深孔注浆原理 34.1准备工作 34.2钻孔的布置及工序 34.3注浆材料的选择 54.4注浆量 54.5注浆压力的选定 64.6注浆过程中异常情况处理 74.7注浆机械 74.8注浆工艺及要求 84.9工期安排 94.10人员安排 95.施工保证措施 95.1质量保证措施 95.2安全保证措施 95.3文明施工、环境保护保障措施 106.出现坍塌时的应急响应措施 106.1临界条件 106.2产生的主要原因 106.3应急响应措施 106.4坍塌的应急抢救要求 116.5设备物资配置及相关措施 11石家庄轨道交通1号线一期工程XXXX站~XXXX站区间风险源深孔注浆施工方案1.编制依据1）石家庄市城市轨道交通1号线一期工程XXXX站～XXXX站区间暗挖段主体结构施工图；2）XXXX站～XXXX站区间挖隧道专项施工方案；3）根据目前我施工单位掌握的现场勘测资料；4）根据目前施工情况和工期的要求；5）现行国家、行业相关技术规范、要求、标准及石家庄市有关安全、质量、工程验收等方面的地方性法规和行业标准、法律和法规；6）我单位现有的施工技术、施工管理和机械设备配备能力。2.工程概况2.1工程简介石家庄轨道交通1号线XXXX站~XXXX站区间，由站前街的XXXX站出发，沿中山路向东，到达XXXX站。区间起点里程K9+603.75，终点里程K10+686.300,全长1082.55m。暗挖隧道下穿地下通道、电力沟、污水管等风险源，为保证地铁上方构筑物及管线的安全，控制地面沉降。隧道初支外2.5m，初支内1m范围内采用深孔注浆加固措施。序号风险源工程名称对应线路里程注浆部位注浆加固长度1矿山法区间下穿华北眼镜城地下通道K9+640.15K9+628~+652双线48m2矿山法区间下穿电力沟K9+670.95K9+660.95~+680.95双线40m3矿山法下穿污水管K9+687.9K9+680.95~+697.95双线34m4矿山法区间侧穿过街天桥K9+749.2K9+735~+760右线25m5矿山法区间侧穿过街天桥K10+235.5K10+215.5~255.5双线80m2.2工程地质本区间暗挖段结构拱顶以上主要为素填土=1\*GB3①2层、黄土状粉质粘土=3\*GB3③1层、黄土状粉土=3\*GB3③2层、粉细砂=4\*GB3④1层及粉质粘土=5\*GB3⑤1层。其中粉细砂=4\*GB3④1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=3\*GB3③1层，隧道上半断面主要位于粉细砂=4\*GB3④1层及粉质粘土=5\*GB3⑤1层中。2.3水文概况本段勘察钻孔最大深度45m，在勘察深度范围内未能实测到地下水位，根据本场地周边水井的调查资料及区域水文地质资料，本段线路结构所在地层无地下水。区间施工不需施工降水。但由于大气降水等原因，不排除局部存在上层滞水的可能性，因此施工时须考虑上层滞水对本工程的影响。2.4设计概况区间暗挖结构支护参数表项目设计参数材料标准断面开挖方式台阶法开挖，预留核心土。初期支护超前支护拱部120°，环向间距300mm，L=2m，每榀打设φ42×3.25钢筋网φ6.5@150×150mm单层钢筋网喷射砼厚度0.25mC25喷射混凝土格栅钢架间距0.5mHRB400/HPB300临时仰拱每榀设置C25喷射混凝土锁脚锚管每榀一打，上台阶角部，L=2.5mφ42×3.253.施工技术方案3.1施工方案设计1）施工目的：本着加固地层的目的，使解~平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，保证暗挖隧道下穿构筑物及电力隧道等风险源时拱顶土体稳定，拱顶沉降量在20mm以内，倾斜率控制在0.002以内。2）施工方法选择：本工程采用双重管无收缩注浆工法，对隧道上导初支外2.5m。初支内1m范围内进行深孔注浆。注浆孔数为27个，深度为12m，三排布设，以达到稳固土体的预期目的。3.2深孔注浆原理深孔注浆是用水泥-水玻璃浆液从注浆孔道均匀地注入土体中，以填充、渗透和挤密等方式，驱走砂层和粘土颗粒间的水分和气体，并填充期位置，通过改性浆液中所含矿物与土体中的水土分别发生水解、水化反应以及团粒作用等，形成悬浮胶体和团粒，硬化后形成强度大、压缩小和抗渗性高、稳定性良好的土体。同时改性浆液本身胶凝时间短，在吃力含碎较大、渗透系数较大的砂层时能更好的、及时的加固止水。土体结硬后后，土体的孔隙率和含水率较低，密度加大，同时由于改性浆液挤压土体，使土体抗变形能力增加，提高了变形模量，从而防止或减少掌子面土体坍塌。4.深孔注浆施工4.1准备工作1）掌子面封闭采用C25喷射混凝土，混凝土喷射厚度为20cm，中间铺设一层钢筋网片（,6.5@150×150）。2）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，并用红油漆标出。3）搭设脚手架、严格按照相关技术规程进行。4）熟悉技术交底所交的相关内容。4.2钻孔的布置及工序1）钻孔布置如下图4-1所示，在钻孔过程中先上后下，先外后内，注浆采用后退式分段注浆，布孔间距600mm。钻孔施工按照上下台阶拉开3m距离，每循环进尺12m，后序注浆段预留4m已注浆段作为止浆盘，详见图4-2.2）深孔注浆的具体施作方法工序示意如图4-3所示。图4-1钻孔布置横断面图4-2钻孔布置纵断面图4-3深孔注浆工序示意图4.3注浆材料的选择经过小导管注浆试验，确定在粉质粘土及较密实粉细砂地带采用注浆浆液为水泥~水玻璃双液浆。1）注浆原材料水泥：PO.42.5普通硅酸盐水泥水玻璃：模数2.2～2.8，浓度40Be’20配合比1.5:1水泥浆+30be’水玻璃（水泥浆与水玻璃体积比1:1）4.4注浆量按照钻孔施工顺序图，钻孔完成后即进行该孔的注浆，全段总注浆量如下：计算依据：注浆量可按以下公式计算：L=V×n×a（1+β）式中：L=注浆量，单位m3；V=注浆范围土体体积，单位m3；n=地层（粉质粘土和粉细砂层）孔隙率；a=浆液充填系数，0.7～0.9，取0.8；浆液损失率β：10％～30％，取20%；设计中，n×a（1+β）统称为填充率，填充率按下表选用。单根当达到以下条件之一，即可结束注浆：a.注浆压力达到注浆终压；b.注浆压力上升缓慢，当注浆量达到设计要求，并确认未发生跑浆或漏浆；循环达到下述条件可结束注浆：设计的注浆孔均满足单根结束标准结束注浆，无漏注现象。施工中及时形成注浆记录，通过对注浆记录的统计，认为注浆达到结束标准后，进行开挖，开挖过程中观察浆液的扩散情况，分析存在问题的原因，为下循环注浆做准备。每个断面所有注浆管完毕后，对注浆孔实行封密，恢复原状。4.5注浆压力的选定1）根据注浆处地层深度计算P=KH式中，P——设计注浆压力（终压值）（MPa）H——注浆处深度（m）K——由注浆深度确定的压力系数2）根据地层渗透系数情况根据地层渗透系数情况及浆液注入量情况，注浆压力一般选用0.3~0.5MPa。4.6注浆过程中异常情况处理1）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。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。3）凝胶时间变化：凝胶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。4）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5）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，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。4.7注浆机械根据现场钻孔及注浆施工的要求，具体需要的机械设备如下表：机械设备一览表机械设备数量其他辅助设备TXU-150型钻机1台排水处理设备SYB-60/5型注浆泵1台测定器制浆搅拌机1台储料搅拌机1台逆止阀若干4.8注浆工艺及要求1）施工工艺流程图2）施工工艺定孔位：根据设计要求，对准孔位，不同入射角钻进，要求孔为偏差为±3cm，入射角度偏差不大于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。钻孔成孔：第一孔施工时，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。每钻进一段，检查一段，及时纠偏，孔底位置偏差小于30cm。钻孔和注浆顺序有外向内，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15~20cm，匀速回抽，注意参数变化。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、断面溢出时，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。粘土层造成坍孔时，采用前进式注浆，否则采用后退式注浆。4.9工期安排工期安排为每循环3~4天。4.10人员安排负责人1名、技术人员1名，技术工人分为2班，其中每班钻孔注浆工人5名，配浆工人3名，运输工人2名，共计22人。5.施工保证措施5.1质量保证措施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。表2注浆管注浆施工允许偏差项次检查项目允许偏差（mm）检查方法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5.2安全保证措施1）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全隐患检查工作。2）地质钻机、注浆机等应有持有上岗证的专职人员进行操作。3）配制浆液时，应穿戴合格有效的防护用品，非专业配浆人员不得动用各种机具。4）各种设备、设施应通过安全检验及性能检验合格后方可使用。5）打管和注浆时，应注意调查地下管线和地下构筑物，采取有效的保护措施，若发现前方有异物，查明情况制定措施后方可继续施工。5.3文明施工、环境保护保障措施1)工程材料、制品构件分门别类、有条理地堆放整齐；机具设备定机定人保养，保持运行整洁，机容正常。合理布置隧道内各种管线。2)施工现场坚持日做日清，工完场清，严禁乱堆乱放建筑垃圾。3)加强现场施工管理，减少对周围环境的影响。4)在选择施工设施，设备及施工方式时，考虑由此产生的噪音以及它对施工单位的劳动力和周围地区居民的影响。确保施工期间，其发生的噪音不超过周围环境噪音的规定值。5）优先选用电动机械，尽量减少内燃机械对空气的污染。6）工程竣工后搞好地面恢复。6.出现坍塌时的应急响应措施6.1临界条件1、根据施工监控量测数据进行分析，某监控点有异常下降或上升。2、施工掌子面围岩突然出现异常状况如垮塌、涌沙等。6.2产生的主要原因1、对地质情况没有超前意识，掌子面地质情况没有掌握。2、超前注浆效果不好，背后回填注浆没有及时跟进。6.3应急响应措施①发生事故后，应第一时间组织现场施工人员撤离施工现场，组织人员抢救。②第一到达现场的任何一位负责人应承担指挥责任或立即向值班领导或相关部门报告，使相应人力、物力等资源在第一时间