隧道管片壁后注浆施工方案

隧道管片壁后注浆施工方案第第页共17页目录1编制依据与原则 31.1编制依据 31.2编制原则 32工程概况 42.1工程概述 43.施工机具及劳动力配备 43.1施工机具 43.2劳动力配备 54注浆目的和原理 54.1注浆种类 54.2注浆目的 54.3同步注浆原理 64.4二次注浆作用 64.5注浆工艺注意事项 65施工工艺及主要技术措施 75.1同步注浆施工工艺 75.1.1同步注浆施工工艺 75.1.2同步注浆孔位选择 85.1.3同步注浆材料 85.1.4注浆结束标准 95.2同步注浆流程 95.2.1施工准备 95.2.2浆液运输与储存 95.2.3同步浆液泵送 95.3同步注浆主要参数 105.4注浆时间 105.5二次补强注浆 115.5.1二次注浆工艺流程图 115.5.2注浆材料 115.5.3二次注浆流程 125.6其它注浆方式 136施工中常见问题及主要对策 136.1漏浆现象的处理 136.2同步注浆浆液堵管原因分析及主要对策 136.3地面沉降超限的原因分析及主要对策 147注浆质量保证措施 148安全措施及安全注意事项 159、环境保护措施 15

1编制依据与原则1.1编制依据（1）宁波市轨道交通3号线工程土建施工项目（JL3-2标）施工招投标文件；（2）宁波市轨道交通3号线工程土建施工项目（JL3-2标）区间地质勘察报告；（3）宁波市轨道交通3号线工程土建施工项目（JL3-2标）区间第4分册盾构防水设计图；（4）国家现行的主要施工技术及验收规范和标准（包括但不限以下施工规范和标准）：《地铁设计规范》GB50157-2013；《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版）；《地下防水工程质量验收规范》GB50208-2011；《盾构法隧道施工及验收规范》GB50446-2008；（5）同步注浆浆液浆液配合比试验情况；（6）二次注浆浆液配合比试验情况。1.2编制原则（1）技术先进、科学合理的原则。编制坚持技术先进性和科学合理性相结合，力求使方案具有极强的针对性和可操作性，确保施工质量和进度。（2）经济实用、节约成本的原则。根据现状场地条件，通过合理调配各种资源、优化吊装工艺、提高作业效率，从而达到经济实用、节约成本的目的。（3）安全可靠的原则。坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的安全方针，突出“以人为本、安全为天”的指导思想，确保安、拆方案的安全可靠。（4）健康环保的原则。结合作业内容、作业环境和周边环境情况，贯彻执行职业健康、环境保护等有关文件精神，确保注浆方案既有利于减轻职业健康危害，又有利于减少环境污染。2工程概况2.1工程概述1）北三路站～东江二路站区间北三路站～东江二路站区间为地下盾构区间，本区间主要下穿靑六北路，侧穿景观湖及景观湖桥。区间起终点里程为：YDK46+107.235～YDK47+062.111，区间右线长度954.87m，左线952．888m。总长1907.755m。于YDK46+605.000处设置1座联络通道兼泵站。图2.1-1北三路站～东江二路站区间平面示意图2）东江三路停车场出入段线盾构段区间区间起终点里程为：CDK0+80.001～CDK1+759.000，出段线长1678.999m；入段线起终点里程为RDK0+70.015～RDK1+682.164，入段线长1612.149m。出入段线总长3291.148m。区间设1座联络通道。详见“附图二、东江三路停车场出入段线盾构段区间平面示意图”。图2.1-2东江二路站～停车场线区间平面示意图3.施工机具及劳动力配备3.1施工机具表3.1-1同步注浆施工机具表单位数量储浆罐个1电瓶车列2注浆台车个1注浆机台2活动扳手把4手锤把4表3.1-2二次注浆施工机具表单位数量水泥搅拌桶个1水玻璃储存罐个1注浆台车列1双液注浆泵台13.2劳动力配备表3.2-1施工人员表人员数量值班技术员1人/班注浆手1人/班配合人员2人/班4注浆目的和原理4.1注浆种类管片壁后注浆可分为同步注浆以及二次注浆。4.2注浆目的通过及时的同步注浆，使管片尽早支撑地层，减少地基沉陷量，保证环境安全；确保管片衬砌早期稳定性；作为隧道衬砌防水的第一道防线，提供长期、均质、稳定的防水功能。在同步注浆后若发现以下情况进行二次注浆：(1)隧道成形后地面沉降仍有较大的变化趋势；(2)局部地层较软；(3)同步注浆注浆量不足时；通过管片中部的注浆孔进行二次注浆，二次注浆可起弥补土层损失、防止建筑物下沉，根据工程需要甚至可使上部土层适当隆起的效果；及增强管片、纵缝止水效果。4.3同步注浆原理注浆的基本原理就是将具有长期稳定性及流动性,并能保证适当初凝时间的浆液(流体),通过压力泵注入管片背后的建筑空隙,浆液在压力和自重作用下流向空隙各个部分并在一定时间内凝固,从而达到充填空隙,阻止土体塌落。4.4二次注浆作用同步浆量按照理论计算，应该为盾构穿越地层产生空隙量的130%～180%，但是在实际施工中，同步注浆注入量即使达到180%也不能完全控制住地面沉降值，原因可能有3个：一是同步注浆的浆液不可能完全填充满盾构穿越产生的空隙；二是地层渗透系数太大，浆液流失到地层中；三是同步注浆的浆液在凝固时体积会产生收缩。所以当管片裂缝、接缝渗漏水及地面沉降控制较高的地段或在盾构施工对地表建筑物或管线影响较大地段，需要采用二次注浆来控制沉降。4.5注浆工艺注意事项注浆是盾构法施工的重要环节,是填充盾构外壳与天然土体建筑空隙的重要手段,并随着盾构的推进同步进行,同步注浆的顺利进行应注意以下几点:（1）选用合适的注浆材料。在实验室给出配比后,应严格控制原材料的质量，避免出现堵管。（2）确定合适的注浆参数。在初步设计的基础上,要根据实际情况不断调整,使注浆的不利影响降到最低。（3）做到及时的监测，在确定某个土仓压力的基础上，根据推进上方的构筑物及管线的重要程度，确定监测频率，适当的进行注浆量、压力、稠度等的调整，使注浆效果趋于完善。（4）及时有效的清洗注浆管路，防止浆管堵塞。5施工工艺及主要技术措施5.1同步注浆施工工艺5.1.1同步注浆施工工艺图5.1-1注浆工艺流程图图5.1-2同步注浆示意图5.1.2同步注浆孔位选择为使管背环形间隙能较均匀地充填浆液，防止衬砌承受不均匀偏压，考虑管片存在上浮现象，所以注浆时开启盾构注浆的两个上孔同时注浆，两个下孔作为备用。5.1.3同步注浆材料本工程选用宁波地区常用的准厚浆，在盾构掘进前选取同步注浆配比，进行力学性能试验，得出适用的配合比，并进行配合比验证。注浆材料配比见表5.1.3-1。表5.1.3-1注浆材料配合比一览表每方水（kg）黄砂（kg）粉煤灰（kg）膨润土（kg）消石灰（kg）外加剂（kg）1m3530（470）800（840）40070603注：表中数值为1m3浆液中各组份的含量，水泥为P.O42.5，膨润土为钠基膨润土，粉煤灰为II级，砂为中粗砂（含水率5%）。原材料性能指标如下表5.1.3-2，浆液性能指标下表5.1.3-3。表5.1.3-2原材料性能指标材料名称性能指标消石灰钙镁含量70.5%粉煤灰Ⅱ级细砂细度模数1.6，含泥量4.2%，含水率3%～7%膨润土钠基，膨胀率13.5ml/g水天然水添加剂PCA1表5.1.3-3浆液性能指标名称性能指标坍落度初始值24～26cm，2小时内不低于24cm稠度10～13cm凝结时间≤14小时抗压强度R7≥0.7Mpa；R28≥1Mpa密度不小于1.82g/cm35.1.4注浆结束标准(1)双控标准:注浆压力达到设计压力,注浆量达到理论注浆量的95%以上。(2)注浆效果检查主要采用分析法,即根据压力-流量-时间曲线,结合衬砌、地表及周围建筑物变形量测结果进行综合分析判断。(3)对拱顶部分才用超声波探测法通过频谱分析进行检查，对未满足的部分进行补充注浆。5.2同步注浆流程5.2.1施工准备(1)注浆泵是否正常,保证其能正常工作;(2)检查注浆管路,确保管路畅通;(3)检查压力显示系统,确保其准确无误。5.2.2浆液运输与储存(1)浆液运输车运送到现场中板储浆罐。(2)搅拌好的浆液从中板储浆罐输送到砂浆车,运送到工作面,再用砂浆泵输送到盾构机上储浆罐(8m3)中并立即开始搅拌。(3)由于运输过程中无法搅拌,故运输时间不宜过长。特殊情况需较长时间运输、储存,则考虑适当加入缓凝剂。(4)若浆液发生沉淀、离析则进行二次搅拌。(5)浆液运输车与储存设备要经常清洗。5.2.3同步浆液泵送盾尾同步注浆系统包括储浆罐、注浆泵、和控制面板3部分。浆罐带有搅拌轴和叶片,注浆过程中可以对浆液不停的搅拌,保证浆液的流动性,减少材料分离现象。配套设施的2台注浆泵可以同时对4个加注口实施同步注浆。该系统可以根据要求，在盾构机控制室内对盾尾注浆的压力进行设定,实现对注浆压力的控制。5.3同步注浆主要参数注浆压力：根据注浆地段的水土压力要求确定。为充分充填盾构施工产生的地层空隙，避免引起地表过大沉陷，影响地表建筑物与地下管线的安全，同时为防止压力过大而引起地表隆起或破坏管片衬砌，所以同步注浆的压力控制在0.3～0.4MPa，二次补充注浆的压力控制在0.3～0.5MPa。注浆量：根据盾构施工背衬注浆量的经验公式：Q=V•λQ-充填体积（m3）λ-注浆率，取2.1V-盾构施工引起的空隙（m3）其中，V=π（D2-d2）L/4D-盾构切削外径（取每台盾构机的切削外径）d-预制管片外径（为6.2m）L-每环管片长度（为1.2m）盾构机型号盾构机切削外径1126350mm小松6370mm三菱重工6470mm由此，得出同步注浆理论注浆量为：盾构机型号盾构机同步注浆理论量1123.73m3小松4.22m3三菱重工6.76m35.4注浆时间衬砌背部注浆时间一般应在管片脱出盾尾及盾构掘进时同步进行,并在推进一环的时间内完成。同步注浆速度应与掘进速度相匹配,按盾构掘进一环(1.2m)的时间内完成当环注浆量来确定其平均注浆速度,达到均匀注浆目的。一般掘进50mm开始同步注浆,掘进结束前50mm停止同步注浆。为防止注浆使管片受力不均产生偏压导致管片错位造成错台及破损,同步注浆时四个注浆孔对称均匀的注入十分重要。5.5二次补强注浆5.5.1二次注浆工艺流程图图5.2.1-1二次注浆工艺流程图5.5.2注浆材料二次注浆材料有：水、水泥、水玻璃。（1）水泥技术标准：现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175等的规定材料名称：普通硅酸盐水泥强度等级：42.5R进货验收批量：不大于200t，附有质量证明书。（2）水采用市内自来水技术标准：现行国家标准《混凝土拌合用水标准》JGJ63的规定检查数量：同一水源检查不应少于一次（3）水玻璃规格：35～45゜Be进货检验：质量证明书及现场测试波美度5.5.3二次注浆流程二次补强注浆一般在管片与土层间的空隙充填密实性差，致使地表沉降得不到有效控制或管片衬砌出现较严重渗漏的情况下实施。盾构机穿越后考虑到地表、沉降控制和隧道稳定因素，如发现同步注浆有不足的地方，通过管片中部的注浆孔进行二次补注浆，从而减少盾构机过后土体的后期沉降，减轻隧道的防水压力。二次注浆浆液分为单液浆和双液浆，浆液配比如下。单液浆配合比：水：水泥=1：1（质量比）水玻璃浆液为：水：水玻璃=2：1（质量比）水玻璃浆液：水泥浆浆液=1：1（质量比）每方双液浆浆液有水玻璃182.5kg,水泥378kg。压浆量和压浆点视压浆时的压力值和地层变形监测数据而定。压浆属一道重要工序，须指派专人负责，对压入位置、压入量、压力值均作详细记录，并根据地层变形监测信息及时调整，确保压浆工序的施工质量。为防止浆液在注浆系统内的硬化，必须定时对工作面注浆系统进行清洗。每次注浆结束后，应立即用清水进行管路及泵内的清洗。浆液：同步注浆后管片外壁包裹颗粒间间隙较少，故选用水泥单液浆或水玻璃双液浆，配合比根据实际需要现场经试验配。注浆量及压力：为防止管片背后压力过大引起错台，注浆压力一般控制在0.2～0.3Mpa，注浆量通过现场监测结果来确定，可采用少量勤注的方法，减少错台的产生。注浆孔设置逆止阀，双液浆经注浆泵在离管片注浆孔前的混合器混合后被注入，注完浆后及时清洗注浆设备。隧道内送浆车以及地面上的拌浆系统也应进行清洗，清洗时间基本控制在每班一次。由于盾构工作面的注浆管路清洗等原因将形成一定的废浆，可利用平板车、土箱进行外运。5.6其它注浆方式除了通过同步注浆、二次注浆外，还可以根据施工现场需要进行即时注浆、多次补浆来加强结构的稳固性。6施工中常见问题及主要对策6.1漏浆现象的处理盾尾漏浆除了加大对漏浆点附近区域的尾脂量的加注，还可用海绵进行封堵，或通过局部改变盾构尾部间隙的方法，减缓漏浆效果。6.2同步注浆浆液堵管原因分析及主要对策盾构始发期间,掘进速度很慢(一天两环)浆液在管路中停留时间很长,而且由于浆液还没有调整到合适的配比,以及机器没有独立的清洗管路,因此在始发期间容易出现堵管现象。(1)调整浆液配比,选择合适的胶凝时间8～10h。(2)安装管片或出碴过程中预留部分砂浆,间断泵入以保持管路畅通。(3)配备的膨润土清洗管路。盾构自身配置了同步注浆系统、泡沫注入系统、膨润土注入系统、其中泡沫注入系统,膨润土注入系统用来改良渣土。为解决堵管问题采用膨润土清洗注浆管路,在同步注浆系统管路中增加进浆管,两管路连接后与膨润土管路连通。需要长时间(2h以上)停机时,关闭浆液闸阀,打开膨润土进浆管闸阀,泵入膨润土,注浆管中充填膨润土,充分利用膨润土的润滑性保持注浆管路的畅通,杜绝了堵管现象的再次发生。6.3地面沉降超限的原因分析及主要对策6.3.1地面沉降超限的原因分析（1）同步注浆浆液注入量不足，注浆与掘进不同步。（2）浆液凝固时间过长。6.3.2主要对策（1）严格按照“掘进注浆同步，不注浆不掘进”的原则施工，并根据地面监测数据及时进行壁后补浆。（2）进行浆液实验，调整浆液配比，使其凝固时间小于地面沉降超限的时间变化范围。7注浆质量保证措施（1）注浆前进行详细的浆材配比试验，选定合适的注浆材料及浆液配比，保证所选浆材配比、强度、耐久性等物理力学指标符合设计要求。（2）制订详细的