地表加固方案

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1 長沙市營盤路湘江隧道工程 西岸主隧道洞口段 地表加固注漿施工方案 中鐵隧道集團有限公司 長沙市營盤路湘江隧道工程聯合體項目經理部 2010年3月19日 2 西岸主隧道洞口段地表加固注漿施工方案 一 工程概況 長沙市營盤路湘江隧道工程位于銀盆嶺大橋和橘子洲大橋居中偏 南位置 東西走向 分別穿越瀟湘大道和湘江大道 距上游橘子洲大 橋約1 3km 左右 距下游銀盆嶺大橋約2 1km 左右 隧道東端接線道 路為營盤路 隧道西端接線道路為咸嘉湖路 西岸設一進一出兩匝道 接主線北側的瀟湘北路 二 地質情況 長沙市營盤路湘江隧道西岸工區(qū)施工重難點全集中在江底大跨段 安全順利的通過此段是項目勝利的關鍵 為確保施工安全 降低施 工風險 同時順利完成工期履約 有必要在進入江底大跨段施工前 暨里程NK0 682 NK0 991 5及SK0 579 213 SK0 945 對其進行預加 固處理 地質祥勘報告中指出在主隧道NK0 682 NK0 991 5及SK0 579 213 SK0 945段圍巖從上到下主要由粉質粘土 可 硬塑 圓礫 強風 化板巖 散體結構 中風化板巖組成 層狀結構 中風化板巖巖 質較硬 圍巖不能自穩(wěn) 變形破壞較嚴重 預估地下水呈滴水 線狀 涌出 需超前支護 2010 年 1 月西岸地質補勘報告對本段圍巖描述為從上到下主要由 雜填土 圓礫 粗粒徑 大堤段還包括回填塊石 粗砂 中砂 全 風化板巖 散體結構 和強風化板巖 圍巖自穩(wěn)能力差 透水性強 且圓礫層和砂層直通江底 對隧道施工 特別是大跨段施工帶來了較 大的風險 建議在隧道施工前對其進行預加固處理 三 施工方案 由于本區(qū)域內隧道圍巖自穩(wěn)能力極差且透水性強 出于施工安全 和工期壓力等因素考慮 在隧道開挖前對NK0 682 NK0 991 5及SK0 5 79 213 SK0 945段 單線長度354m 加固面積17839m 2進行地表袖閥管 注漿預加固 3 1 設計概況 3 1 1 加固范圍 平面位置上大跨及大跨聯拱段地表袖閥管對隧道開挖輪廓線外 8 米的范圍進行注漿加固 小凈距段為開挖輪廓線外 6 米 縱向位置上 加固范圍是從地表到進入強或中風化板巖 2m 詳見附圖 1 西岸地表 注漿施工平面圖 及附圖 2 西岸地表加固斷面圖 3 1 2 袖閥管施工參數 1 布孔形式 3 注漿孔采用梅花形 等腰三角形布孔形式 中對中間距 1 5m 排 距 1 5m 詳見圖 1 地表袖閥管加固大樣圖 2 注漿參數 在正式施工前 在施工地段施做 2 3 根試驗樁 以校對注漿建議 參數 并進行及時調整 注漿建議參數見表 1 表 1 注漿參數 參 數 名 稱 參 數 值 備注 漿液擴散半徑 m 0 75 1 淤泥地層擴散 半徑 0 75m 其 余 1 5m 注漿孔間距 m 1 5 漿液凝膠時間 min sec 45sec 1min30sec 注漿速度 l min 20 30 注漿壓力 MPa 1 1 5 管線周邊注漿 壓力控制在 0 1 0 5MPa 注漿分段長 m 0 4 0 5 淤泥質 100 150 粉質粘土 120 200單孔單段注漿量 L 圓礫 200 300 單液水泥漿 P 042 5R W C 0 8 1 1 1 加固范圍內及 管線附近注漿 孔采用 注漿材料 雙液水泥漿 W C 0 8 1 1 1 C S 1 1 水玻璃濃度 33 35 Be 稀釋后 加固范圍周邊 3 排采用 3 2 施工方案 4 3 2 1 施工工藝流程 袖閥管施工工藝流程見圖 2 袖閥管工藝流程圖 3 2 2 施工工藝 圖 2 袖閥管注漿施工工藝流程圖 1 施工準備及場地平整 場地平整后 在作業(yè)區(qū)內做好臨時排水排漿系統(tǒng) 并與場區(qū)內排 水系統(tǒng)相連 2 鉆孔 鉆孔 鉆孔至設計深度 注入套殼料安裝袖套管 安裝注漿芯管及第一段注漿 配置漿液 鉆孔檢查注漿效果是否合格 配置漿液否 施工準備及場地平整 測量放線 鉆孔標注 注漿設備就位 是 第 n 段注漿 鉆孔檢查注漿效果是否合格 配置漿液否 是 第二段注漿 結束注漿 封孔 5 鉆孔采用地質鉆機間隔鉆孔 垂直偏差不大于 1 隧道方向每 30m 范圍內的首個鉆孔做好詳細的地質鉆孔記錄 3 注漿管的安設 鉆孔至設計深度后 拔出鉆桿用清水清洗 然后利用鉆桿向孔內 注入封殼料 直至孔口流出封殼料為止 再插入袖套管至孔底 地面 預留長度不小于 10cm 封殼料的配合比由現場試驗定 根據不同的地 質情況靈活調整 建議配合比 質量比 為 水泥 膨潤土 水 1 2 3 2 配制時 先將稱好的水泥和膨潤土分別置于水槽中 制成漿液且攪拌均勻 然后將攪拌均勻的膨潤土漿摻入水泥漿中制成 封殼料 封殼料澆筑時的粘度 s 為 20 30 析水率為 6 10 7d 抗壓強度不小于 0 4MPa 4 注漿 注漿采用跳孔式注漿 待封殼料強度起來 約 24h 后 在袖套管 內安設雙向密封注漿芯管 進行跳孔分序分次注漿 每段注漿完畢后 應用清水沖洗袖套管內的殘留漿液 整孔注漿完成后 應封閉孔口 5 效果檢查 注漿結束后 通過注漿效果分析法和鉆孔取芯法對注漿效果進行 檢查評價 從而確定注漿質量 1 注漿效果分析法 通過整理分析注漿記錄資料 分析注漿施工過程中的 P Q t 曲 線 定性地評價注漿效果 注漿結束后 匯總注漿量 通過對地層填充率的反算分析 確 定地層中漿液的填充情況 定量地確定注漿效果 2 注水試驗 根據采用水泥 水玻璃雙液漿固結體強度不高的特點 測試注漿后 地層滲透系數的方法 采用注水試驗進行 滲透系數圓礫及砂土小于 1x10 5cm s 淤泥質土和粘土小于 1x10 6cm s 3 鉆孔取芯法 鉆孔取芯是注漿工程中較為普遍的一種效果檢驗方式 具有直觀 性強 簡單易操作等優(yōu)點 但其對砂質 粘土類地層較為有效 而對 于礫石含量較高地層取芯完整率較低 僅能通過觀察進行定性地評價 鉆孔取芯是指注漿完成后在注漿區(qū)域通過地質鉆機鉆孔 盡可能 完整地從地層內取出巖芯 再根據取芯率 漿液分布及充填狀況等指 標對注漿效果進行分析評價 取芯強度應不小于 1 0MPa 滲透系數圓 礫及砂土小于 1x10 5cm s 淤泥質土和粘土小于 1x10 6cm s 3 3 袖閥管加固施工注意事項 6 1 地面鉆孔施做前 應對鉆孔范圍內管線調查清楚 待管線查 清后 方可進行布孔施鉆 2 為確保注漿質量 防止串漿的發(fā)生 當采取鉆孔 注漿施工 平行作業(yè)時 鉆孔和注漿孔間隔距離應在 6m 以上 3 地面鉆孔施做前 應對鉆孔范圍內管線調查清楚 待管線查 清后 方可進行布孔施鉆 管線調查主要按照勘測設計所提供的設計 圖紙進行揭開路面查清 4 鉆孔水平孔位誤差 5cm 鉆孔垂直度 1 鉆孔內 套 管內 不得有雜物 以便有利于注漿管的安設 5 注漿方式采用后退式分段注漿 即在注漿帶內由孔底向上分 段進行注漿 每次注漿段長為 0 4 0 5m 注完此段后 再后退注另一 段 直至全孔注漿完畢 每段注漿由止?jié){塞控制 漿液在止?jié){塞控制 下 只能在該段向地層擴散 當全孔注漿結束后 立即取出芯管清洗 以防止?jié){液在芯管中凝固 6 注漿順序按先周邊 后中間 隔排跳孔的原則進行 7 在施工中若發(fā)現地質情況與祥勘存在較大差異時 對于洞身 地質變差時 加固深度應以進入中或強風化巖 2 米為標準 對于隧道 底部地質變差差時 加固深度應達到隧道底部 6 米 四 資源配制及工期計劃 4 1 機械或設備配置 詳見表 4 1 機械或設備配置表 表 4 1 機械或設備配置表 序號 設備名稱 規(guī)格型號 數量 1 地質鉆機 30 2 多功能鉆機 2 3 注漿機 10 4 挖掘機 2 5 發(fā)電機 1 4 2 人力資源配置 據總體施工進度要求和擬投入的施工機械設備 在施工擬配備管 理和生產人員合計 100 人 其中管理人員 6 人 生產人員 94 人 具體 配備如下表 4 2 勞動力配備計劃表 表 4 2 勞動力配備計劃表 7 各作業(yè)隊質量員 專職質檢員 工 程 部 長 安 質 部 長 設 物 部 長 辦 公 室 主 任 質 檢 工 程 師 計 財 部 長 項目經理 項目副經理總工程師 噴嘴質量管理委員會 序號 項 目 人 數 備 注 1 管理人員 6 2 挖土機司機 4 施工高峰期 3 注漿施工 90 施工高峰期 合 計 100 4 3 施工工期 1 進度指標 根據機械配備數量及其生產能力確定進度指標 并考慮施工過程 其它因素影響 擬定引孔 3 個 臺 天 2 工期安排 擬定于 3 月 18 日開始施工準備工作 3 月 19 日開始引孔及注漿施 工 總工期約 60 天 計劃在 5 月 19 日結束施工 并開始恢復沿江綠 化帶地表 五 質量保證 5 1 質量管理組織機構 質量保證機構見圖 5 1 質量管理組織機構圖 注 項目經理 謝仁根 項目總工程師 姜永濤 項目副經理 彭再勇 工程部長 魏祥 安質部長 王厚濤 設物部長 李曉龍 辦公室主任 張建峰 質檢工程師 王厚濤 計財部 長 白樹君 8 圖 5 1 質量管理組織機構圖 5 2 質量保證措施 1 成孔質量控制 首先應將鉆機固定在孔位中心 要求鉆孔孔 位誤差小于 5cm 為保證鉆孔質量 鉆機安置要平直 穩(wěn)固 開孔前均 應對鉆機的安裝垂直度進行檢查 確保鉆孔垂直度小于 1 成孔后需 核驗鉆孔深度 孔深必須達到設計要求 鉆孔須超深約 0 5 1m 2 澆筑封殼料時 應使封殼料將孔內泥漿或其他鉆進沖洗液完 全頂出孔外位置 另外 插入袖閥管時 為使封殼料的厚度均勻 應 設法使袖閥管位于鉆孔中心 并應避免封殼料進入袖閥管內 3 注漿材料質量控制 漿液應具有良好的流動性和流動性維持 能力 以便在不高的壓力下獲得盡可能的擴散距離 漿液析水性要低 穩(wěn)定性要高 且要求漿液結石具有較高的不透水性和抗?jié)B穩(wěn)定性 本 工程注漿材料選用水泥漿和水泥 水玻璃雙液漿 水泥應按要求碼放整 齊 進行防潮保護 防止變質 制漿時應嚴格按設計配比加料 并經 常對漿液配比進行檢驗 4 注漿過程質量控制 待封殼料強度起來后 一般 24 小時 在袖閥管內插入底部帶雙 向密封注漿頭的注漿芯管進行注漿 放芯管前需檢查管兩端密封橡膠 安置是否正確 防止其滑落 注漿初始參數見表 1 根據實際地質情況對參數進行校核 漿液采用二級攪拌 水泥進入攪拌桶應過篩 攪拌時間不低于 3min 漿液充分攪拌后導入儲漿桶備用 注漿管吸漿龍頭應包裹過濾 網 注漿結束標準 以定量和限壓相結合的方式進行控制 當注漿段吸漿量大于 30L min 或出現冒漿 漏漿 串漿時 根據 實際情況選用以下措施進行處理 a 減小壓力 b 冒漿地表壓沙袋 水泥 水玻璃漿或干硬性水泥砂漿封堵 c 間歇 10 20 分鐘或限流注 漿 d 在水泥漿中加入速凝劑或采用雙液漿 e 對吸漿量大 可進行 多次注漿直至達到結束標準 注漿施工過程應做好相應的施工記錄 對鉆孔深度 每輪次注漿 壓力 每輪次注漿量 每輪次注漿時間和總注漿量等參數進行詳細記 錄 及時整理資料 經常分析對比相鄰注漿孔和相鄰排注漿孔的注漿 流量 注漿壓力和注漿量等參數 根據各參數的變化情況估計注漿效 果 對注漿過程中存在的問題 及時進行分析處理 六 安全 環(huán)保及文明施工保證措施 6 1 安全施工保證機構 9 班組安全員 安全員 項目經理 總工程師 項目副經理 工程部長 設物部長安質部長 安全工程師 各作業(yè)隊長 辦公室主任 計財部長 安全總監(jiān) 安全管理機構見圖 6 1 安全管理組織機構 注 項目經理 謝仁根 項目總工程師 姜永濤 項目副經理 彭再勇 工程部長 魏祥 安質部長 王厚濤 設物部長 李曉龍 辦公室主任 張建峰 質檢工程師 王厚濤 計財部 長 白樹君 6 1 安全管理組織機構 6 2 安全保證措施 1 進入施工場人員須正確佩戴安全防護用品 確保施工作業(yè)安 全 2 在大堤段或行人行車通道醒目位置設立警示標志 并在交通 干線上派遣交通協管人員 3 場地內用電線路須進行穿管保護 嚴禁線路置于水中 每日 電工巡檢時將此項作為專項檢查 確保施工用電安全 4 場區(qū)內油料統(tǒng)一存放統(tǒng)一管理 且設專人看管 確保油料使 用安全 5 場區(qū)內設立避雷裝置 為雨季施工做好預防措施 6 3 文明施工 環(huán)境保護保證機構 6 3 1 環(huán)保 文明施工管理機構 文明施工組織機構見圖 6 2 環(huán)保 文明施工組織機構框圖 6 3 2 文明施工保證措施 1 施工廢水 廢油及雜物統(tǒng)一存放和處理 未經處理嚴禁直接 10 排入湘江 2 工程材料 制品構件堆放整齊 機具設備保持機容整潔 注 項目經理 書記 項目副經理 彭再勇 技術主管 魏祥 機電主管 蔣勇 材料主 管 李曉龍 辦公室主任 張建峰 圖 6 3 環(huán)保 文明施工組織機構框圖 3 嚴格執(zhí)行作業(yè)施工程序 做到工完料凈場地清 無垃圾雜物 4 加強碴土施工管理 做好保潔工作 將施工對沿江綠化帶的 影響降至最小 施工完畢后 立即回復綠化帶原貌 6 3 3 環(huán)境保護保證措施 1 限制施工人員和機械的活動范圍 施工結束后及時清理現場 將施工對生態(tài)環(huán)境的影響降低到最低程度 2 工程施工期間 嚴格按照國家和長沙市有關法規(guī)要求 執(zhí)行 建筑施工場界噪聲限值 GB12523 90 城市區(qū)域環(huán)境振動標準 GB10070 88 標準 根據施工場地周圍的環(huán)境情況 減少夜間作業(yè) 避免燈光 噪聲及震動等對周邊居民的驚擾 3 施工中的污染物 妥善處理施工期間產生的各類污染物 防 止其對重點地段的生態(tài)環(huán)境造成污染 特別是對地下水及土壤的影響 4 環(huán)境保護具體措施 專人負責環(huán)境保護工作 根據不同 的施工階段和季節(jié)及時調整環(huán)保工作內容 保證保護質量 施工中 產生的廢水必須在固定的排放池中存放 經沉淀后指定排放 廢油 必須保存在密封的容器內 統(tǒng)一處理 項目經理 書 記 副經理 技 術 主 管 辦 公 室 主 任 機 電 主 管 材 料 主 管 生 產 組 各作業(yè)班組 11 七 防洪措施 由于施工時間在 3 月到 5 月 正值長沙市的雨水季節(jié)和湘江水位 回升階段 此時段內在大堤河灘段施工對防洪措施提出了更高的要求 我項目為保證員工生命安全及施工安全 在施工時針對防洪將采取以 下措施 1 施工期間 保持與當地氣象部門的聯系 掌握湘江天氣及水 文情況 及時反饋施工現場 以便及時合理的安排和指導施工 2 在施工場區(qū)指定地點儲備充足的應急搶險物資 專人看管專 人檢查 保證應急搶險物資的質量和數量 3 施工現場自備備用發(fā)電機 以滿足突然停電情況下的防洪及 施工生產需要 4 合理安排可行的施工工藝 盡量節(jié)約工期 努力在汛期來臨 前完成施工 少洪水對工程的影響 5 施工期間項目部派值班干部對防洪堤進行觀察防護 以保證 防洪堤出現問題前及時進行加固 杜絕更大事故發(fā)生 6 每天對湘江水位進行觀測 待達到警戒水位時 立即停止施 工 并按照程序逐級上報