深孔注浆实验方案待审版

目录1、工程概况 32、地质及水文概况 42.1、马头门的地质条件 42.2、水文地质情况 43、横通道施工周边风险情况 53.1、风险描述 53.2、监控量测 63.2.1、监测内容 63.2.2、监测控制标准 74、深孔注浆试验工艺 74.1、试验目的 74.2、试验设计 85、施工前准备工作 125.1、技术要求 125.2、施工具备的条件 135.3、施工人员 135.4、施工设备 145.5、施工材料的准备 156、安全质量措施 156.1、安全生产措施 156.2、质量保证 161、工程概况广渠门外站～双井站区间线路位于广渠门外大街上，交通较为繁忙，道路两侧多为住宅小区、商业楼等。广渠门外站后设置单停车线线间距15～17m，沿线下穿富力城人行天桥、双井立交桥、地铁10号线双井站等。在区间隧道右K12+577.8处设一防灾联络通道兼暗挖施工竖井。区间施工竖井结构净空尺寸为4.6×6m，矩形断面，竖井开挖深度为26.685m；横通道长54.2m，其中标准段长22.85m，通道过渡段长6m，通道加高段长25.35m。因通道加高段处于区间正线范围，同时在此段内设置联络通道，因此施工通道加高段设置主体结构。图1广～双区间施工竖井及横通道结构剖面图2、地质及水文概况2.1、马头门的地质条件马头门顶部土层自上而下主要为中粗砂⑤1层、粉土⑥2层及粉质粘土⑥层（特性如表1）；均属Ⅵ级围岩，稳定性差，很难形成自然拱，施工过程中容易发生坍塌，根据竖井开挖时的地质记录及马头门破除时的掌子面土质及含水判断，由于粉质粘土⑥层的透水性差，在中粗砂⑤1层与粉质粘土⑥层交界处，存在大量降水井难以疏干残留水，残留水在施工时，携带大量中粗砂自拱顶两侧涌出，致拱顶形成空洞，有引起地面塌陷的危险。目前采用超前小导管注浆的措施暂时施工进尺1.5米，但小导管效果未达到设计要求无水作业要求。表1马头门岩土特性表地层代号岩性名称颜色密实度湿度压缩性含有物分布⑥粉质粘土褐黄色密实饱和中压缩性含氧化铁、云母、局部有粉土夹层连续分布⑤1中粗砂褐黄色密实饱和低压缩性云母、氧化铁、圆砾、有机质连续⑥2粉土褐黄色密实饱和中压缩性云母、氧化铁连续2.2、水文地质情况根据区间竖井及横通道地质剖面图所示，结合设计说明。本段现赋存二层地下水，类型分别为潜水（二）和承压水（三），但是由于大气降水、管线渗漏等原因，不排除局部存在上层滞水的可能性。地下水性质水位/水头埋深(m)水位/水头标高(m)观测时间主要含水层备注潜水（二）11.5～12.0925.2～26.942009.12粉细砂④3层、中粗砂④4层、圆砾⑤层及中粗砂⑤1层12.4025.282009.4承压水（三）16.3～17.4121.2～21.652009.12圆砾⑦层、粉细砂⑦2中粗砂⑦1层19.1818.682009.4承压水（三）处于马头门拱顶处，对马头门施工影响很大。承压水（三）的含水层厚度大、水量补给较充分，且含水层透水性较好，在施工过程中，地下水可能产生潜蚀作用，并造成流砂、坍塌现象，承压水（三）水压极高，施工过程中可能会产生涌水、涌砂和坍塌等现象，影响施工安全。3、横通道施工周边风险情况3.1、风险描述1）施工横通道垂直下穿DN400燃气管，与横通道间净距离16.4米，垂直下穿DN500燃气管，净距离16.8米（风险等级二级）。2）施工横通道垂直下穿两根DN600上水管，净距离分别为16.8米及13.9米（风险等级二级）。3）施工横通道垂直下穿DN800污水管、DN900雨水管，净距离分别为9.05米及12.4米（风险等级二级）。4）施工横通道与5600*3000热力沟近距离施工，但并非正上方，竖向净距离6米，横向净距离2.5米（风险等级二级）。图2横通道与周边环境相对位置图3.2、监控量测在深孔注浆的加固前后，将不可避免对周边地质体产生扰动，使地层应力状态发生改变，导致结构产生位移和变形，同时也会对地表及周边环境造成一定的影响。当这种位移和影响超出一定范围，必然对结构产生破坏，并影响到结构上方地表和临近建筑设施的安全使用。因此在施工过程中，监测系统是一个重要环节，通过对支护结构与周围环境进行监测，并及时采取措施消除隐患，是确保施工安全一项重要措施。3.2.1、监测内容（1）地层及支护情况观察：竖井或通道开挖后观察地层及其稳定情况，观察已施工地段支护结构的情况；（2）地表沉降：竖井锁口及附近地面和通道上部地面布设沉降观测点，定期量测地表变化情况；（3）建筑物沉降及建筑物倾斜监测；（4）通道的洞内收敛；（5）通道拱顶下沉；（6）地下水位。3.2.2、监测控制标准监控量测管理基准值是根据有关规范、规程、计算资料及类似工程经验制定的。当监测数据达到管理基准值的70%时，定为警戒值，应加强监测频率。当监测数据达到或超过管理基准值时，应立即停止施工，修正支护参数后方能继续施工。根据设计说明：本工程监测管理基准值如下表3所示：表3监测管理基准值4、深孔注浆试验工艺4.1、试验目的因横通道拱顶出现塌方，小导管超前注浆达不到安全施工效果，无法继续开挖，为确保广双区间暗挖横通道能够安全顺利的掘进，特在横通道自马头门开始进尺1.5米处，对深孔注浆工艺进行试验，利用试验结果确定下一步施工的各种施工参数，保证注浆效果可靠、有效控制沉降。4.2、试验设计为达到总体试验效果，采用深孔注浆进行地层超前加固处理，加固效果及要求：确保作业面的稳定、防止拱顶及作业面渗漏水。总体注浆工艺如下：1）、孔位设置a、深孔注浆范围为：开挖面以外1.5m；图3深孔注浆正面钻眼布置图图4深孔注浆钻进剖面图b、注浆孔位布置：由外向内共设置3层孔，梅花型布设，孔间距为0.5m，层间距为0.5m；见图3、图4所示。c、钻孔注浆顺序由下至上依次施做，以防浆液下窜。2）、钻孔注浆孔采用TXU-75A型钻机。注浆采用YZB-50/70型双液注浆机，采用后退式注浆工艺，浆液根据地层选用水玻璃化学浆进行止水和水玻璃水泥双液浆加固地层土体，本次注浆长度为15m。钻进成孔：按注浆长度及注浆范围要求，要严格掌握钻杆深度，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定该地层条件下的钻进参数．密切观察溢水出水情况，若出现大量溢水时必须立即停钻，分析清楚实际原因后方可继续施工。退出钻杆：严格控制退出速度，每次退出不大于200mm，匀速后退．边退出边注浆，退出后的钻杆应及时清洗干净，以备后用。3）、注浆注浆管采用后退式注浆施工，分节钻孔，每节长度为2.0m，两节之间采用双孔专用接头和专用钻头钻孔。钻孔角度为9°～16°不等，见图4-2。4）、注浆参数a.注浆终压：深孔注浆段注浆压力≤2MPa；b.凝固时间：1～2分钟，为速凝注浆；c.钻杆回抽幅度：约15～20cm；d.注浆速度：与地层孔隙及连通情况、地层密实度有关，因此注浆速度暂定为每分钟不大于10～20L；e.注浆结束标准：注浆量与注浆压力双控注浆，每根导管注入规定浆液，压力达到注浆终压，即可结束注浆。如压力长时间不上升，流量不减少，可能为跑浆现象，采用间歇注浆。5）、浆液配比根据地层情况选择浆液，以水泥水玻璃双液浆为主，水特别大时，用水玻璃化学浆液辅助施工，水泥水玻璃双液浆能够有效的加固地层，控制拱顶沉降，水玻璃化学浆液能够起到很大的注浆止水效果，故在含水量较大地层选用，进行注浆止水。（1）水玻璃化学浆液：为A液和B液的混合物，A液为稀释后的水玻璃，Ｂ液由固化剂、外加剂和水组成。外加剂主要是调节浆液的可灌性和混合液的凝结时间，因此在施工现场中，外加剂的添加应根据现场的实际情况进行适当的调整。两种浆液在注入之前必须搅拌均匀（由于该段地层内含水量较低，故在试验时未采用该浆液）。A液B液硅酸钠：411kg固化剂(磷酸)：64.5kg水：567.7kg乙二醇：32.3kg水：548.6kg（2）水泥－水玻璃双液浆：为A液和C液的混合物，A释后的水玻璃，C液由水泥、外加剂和水组成。外加剂主要是调节浆液的可灌性和混合液的凝结时间，因此在施工现场中，外加剂的添加可根据现场的实际情况进行适当的调整。C液各成分放入搅拌机的顺序依次为：水、外加剂、水泥，两种浆液在注入之前必须搅拌均匀，并经常检查混合后的浆液凝固时间是否适应现场施工环境。一般施工时配比如下，混合后浆液PH值7—7.5：A液C液硅酸钠：411kg水泥：198kg水：567.7kg外加剂：157kg水：282.9kg5、施工前准备工作5.1、技术要求1）首先要熟悉方案，深孔注浆的工艺，施工质量控制标准；2）要对现场施工的工人做详细的技术交底和安全交底，着重对施工的重点内容进行讲解，同时要说明施工中可能存在的危险及安全保护措施；3）为防止注浆过程中工作面漏浆，注浆前应封闭开挖工作面，设计厚度0.3m；4）测量班要及时放出钻眼位置，施工过程中加强复核；5）严格控制拔管幅度，每步不大于20cm，匀速拔管，注意注浆参数变化；6）采用经计量准确的计量工具，按照设计配方配料；7）采取后退式分段注浆。严格控制注浆压力，同时密切关注浆量；8）工作面预注浆每段设2～3个检查孔，并检查量测孔内的涌水量；9）注浆后，必须在分析资料的基础上进行注浆效果检查，采取钻孔取芯观察浆液填充情况，同时检查孔内涌水量不大于0.2L/min.m，且某一处的漏水量不大于10L/min；5.2、施工具备的条件（1）清理工作平台，保证有足够的工作面，且工作平台牢固可靠；（2）保证施工需要的水电供应到位；（3）注浆需要的物资到场；（4）准备一定数量的应急物资，包括方木、工字钢、砂袋等随时应对可能出现的事故。5.3、施工人员人员的配备如表4。表4人员配备表序号工种名称人数备注1井长12现场技术管理33测量员24安全员15电工26电焊工2作业班组7注浆工3作业班组8信号工1作业班组9司机2抓斗吊10普工6分两个班合计235.4、施工设备施工机械设备及测量设备配置见表5、表6表5主要施工机械配备表序号设备名称设备型号设备数量进场时间用途1提升系统抓斗2.5m312011.4物资垂直运输2电焊机EX50082011.4钢筋焊接3湿喷机TK96112011.4网喷混凝土4空压机VY12/712011.4施工供风5钻机TXU-75A12011.4钻孔6双液注浆机YZB-50/7022011.4钻孔注浆7凿岩机12011.4破除混凝土8自动计量设备/12011.4喷射混凝土表6主要测量设备配置名称规格型号产地检定证书编号数量1、全站仪莱卡1201+瑞士2009L09681套2、水准仪拓普康AT-G2+测微器水准仪日本No.JD2b2010-4-02461套5.5、施工材料的准备钢筋网片、注浆管、水泥、砂子、石子、速凝剂、方木、脚手架及注浆材料，还有必要的应急物资。6、安全质量措施6.1、安全生产措施1）人进场前先由项目部组织进行三级安全教育，经考试合格后才能进入现场施工；2）建立健全各种岗位责任制，严格执行现场交接班制度；3）现场施工照明线路电压在施工区域内不大于24V，施工区域以外地段可用220V；动力设备为380V，所有电力设备设专人检查维护，并设示警标志；4）钻机注浆泵及高压管路必须试运转，确认机械性能和各种阀门管路，压力表完好后，方准施工；5）每次注浆前，要认真检查安全阀、压力表的灵敏度，并调整