全斷面注漿加固

1、1目目 錄錄1. 工程概況.22. 施工方案設(shè)計 .43.工程質(zhì)量保證體系.154. 注漿效果檢測手段.165.安全應急預案.1821.1. 工程概況工程概況1.11.1 隧道概況隧道概況本工程為北京通州運河核心區(qū)市政配套工程新華大街（新華南北路北運河西濱河路）電力管道工程，工程地址位于北京市通州區(qū)新華大街北側(cè)。起點位于新華大街與新華南北路交點的東北角,終點位于北運河西濱河路。主要工程量：本工程新建 2.02.3m 電力隧道 1827.4m。M-PP 過路拉管 131.5m。 （暫定）其中 4.0m 電力豎井 3 座，5.2m 電力三通井6 座；6.06.0m 電力四通井 3 座；5.05.0

2、m 電力四通井 3 座。防火線槽 3655m，通風亭 10 座，機械排水 8 套。隧道結(jié)構(gòu)見下圖。3250152504501850250152503330250152501000100025015250303032超前鋼管，L=1.75m，環(huán)向間距300，榀榀打設(shè)鋼筋網(wǎng)，拱墻底均鋪設(shè)610010020縱向連接筋沿橫斷面布筋，間距每米一根內(nèi)外交錯布置250厚C20噴射防水混凝土摻8%FS-P聚乙烯丙綸復合防水卷材（600g/）250厚C30現(xiàn)澆混凝土2.0m2.3 m隧道斷面圖1.21.2 地質(zhì)水文情況地質(zhì)水文情況根據(jù)目前鉆探所取得的地層資料及室內(nèi)土工試驗成果，將已完成鉆孔勘探深度（最大 20.

3、00m）范圍內(nèi)的土層劃分為人工堆積層和第四紀沉積層兩大類，并根據(jù)各土層巖性及工程性質(zhì)指標進一步劃分為 5 個大層及亞層?，F(xiàn)分述如下：粉質(zhì)粘土重粉質(zhì)粘土層：褐黃色，可塑，含云母、氧化鐵，夾粘土透鏡體，基本連續(xù)分布；粉砂1 層：褐黃色，飽和，中密，含云母、氧化鐵、粘性土團，透鏡體分布；粘質(zhì)粉土砂質(zhì)粉土2 層：褐黃色，稍濕，中密密實，含云母、氧化鐵，夾粘土透鏡體，呈透鏡體分布。4粉砂層：褐黃色，濕，中密，含云母、氧化鐵、粘性土團，局部地段缺失。細砂層：褐黃色，飽和，中密密實，含云母、氧化鐵，連續(xù)分布。細砂層：褐黃色，飽和，密實，含云母、氧化鐵，連續(xù)分布。本次勘探未穿透此層。地下水情況：勘察實測地下水

4、位，本次勘察鉆孔最大深度為 20m，在勘察深度范圍內(nèi)觀測到兩層地下水，地下水類型為上層滯水和潛水。上層滯水：水位埋深為 2.807.70m，水位標高為 15.7019.15m，觀測時間為 2013年 4 月 15 日4 月 19 日，含水層為粉砂1 層和粘質(zhì)粉土砂質(zhì)粉土2層，主要接受大氣降水補給，以蒸發(fā)和越流方式排泄。潛水：水位埋深為 7.7013.78m，水位標高為 8.6513.78m，觀測時間為 2012 年 4 月15 日4 月 19 日，含水層為細砂層和細砂層，主要接受大氣降水和徑流補給，以蒸發(fā)和徑流方式排泄。工程場區(qū)近 35 年最高地下水位標高為 18.4018.00m（自西向東逐

5、漸降低，且不含上層滯水） ，歷年（自 1955 年以來）最高地下水位接近自然地面。 2.2. 施工方案設(shè)計施工方案設(shè)計2.12.1 方案設(shè)計方案設(shè)計加固范圍為隧道拱頂、側(cè)墻外輪闊向外 1.5 米范圍，注漿孔設(shè)計間距 0.3 米梅花形布置，采用小型鉆機成孔，施工采用 AC、AB 雙液注漿（見下頁隧道斷面注漿布置圖） 。施工鉆孔按照“先外圈再內(nèi)部、先上后下跳孔施工的順序進行。加固施工為每 12 米為一一循環(huán)，成孔后，由5內(nèi)而外進行注漿。2.22.2 施工范圍施工范圍適用于本工程電力暗挖豎井、隧道開挖前的地層全斷面注漿。 2.32.3 雙液漿工法的特點雙液漿工法的特點2.3.1 雙液漿注漿工藝是從國

6、外引進的具有國際先進水平的地質(zhì)改良新技術(shù)，它能夠 100%將不同地質(zhì)情況填充密實，改變原土體和物理性質(zhì)，增加土體的密度，提高其抗壓強度，并能達到土體的止水效果，能夠一次性完成一個注漿區(qū)域的土體加固施工，而且注漿材料屬于環(huán)保型，對河流及地下水無任何污染。2.3.2 采用特殊的端點監(jiān)控器和二重管注入方式，使注入系統(tǒng)設(shè)備簡單單，具有很高的可靠性、經(jīng)濟性。2.3.3 可以進行一次、二次注入切換，回路變換裝置容易實行，所以能實行復合注入。62.3.4 瞬結(jié)性一次注漿液和浸透性二次注漿液的復合比率，在土層改良時可以自由地設(shè)定，從粘性土、砂質(zhì)土到地下水非常多的砂礫層，以及更加復雜的復合地層都可以適用。2.3

7、.5 二次注入材料是低粘性且凝膠時間長的浸透性注漿液，可以用壓力噴射到均勻的土質(zhì)顆粒之間，由于這樣的操作方法，減少了對周圍建筑物的影響。2.3.6 由于一次注入是限制注漿，二次注入是的滲透注漿，漿液不會向注入范圍外溢出，從而有利保護地下環(huán)境而不被污染。2.42.4 注漿加固原理注漿加固原理注漿時在不改變地層組成的情況下，使顆粒間的空隙充滿漿液并使其固結(jié)，達到改良土層性狀的目的。其注漿特性是使該土層粘結(jié)力 (c)、內(nèi)磨擦角()值增大，從而使地層粘結(jié)強度及密實度增加，起到7加固作用。注漿加固后強度:卵石層達到 2530kg/cm、細中砂層達到 1520kg/cm、粘土層達到 1012kg/cm。2

8、.52.5 注入材料特性注入材料特性無收縮注漿液屬于安全性、高滲透性的注漿材料，固結(jié)硬化時間可根據(jù)實際工程需要進行調(diào)整。無收縮注漿液分為超高強度型 CW-3A、高強度型 CW-313、普通型 CW-3C 三種類型。2.5.1 無收縮注漿液特點（1）固結(jié)硬化時間容易調(diào)整，設(shè)計硬化時間長的注漿液也具有很高強度。（2）滲透性良好，特別是對微細砂層的滲透性優(yōu)易。（3）地層中有流動水的情況下也具有很強的固結(jié)性能。（4）漿液強度、硬化時間、滲透性能可根據(jù)現(xiàn)場實際需要任意調(diào)整。（5）漿液不流失、固結(jié)后不收縮，硬化劑無毒，對地下水不會造成污染。 2.5.2 標準漿液的性質(zhì)比 重 (20)粘 度(cps/20)

9、PH 值A(chǔ) 液B 液A+B 液A 液B 液A+B 液A 液B 液A+B 液CW-3A1.301.051.1818.11.84.21.311.57.5CW-3B1.261.041.1512.01.44.21.511.27.2CW-3C1.201.031.124.11.42.411.51.47.22.5.3 CW-3A、CW-3B、CW-3C 的硬化時間及固結(jié)砂強度對比 (見圖)。2.5.4 CW-固結(jié)體的透水系數(shù)82.5.5 無收縮注漿液標準配比如下表所示：1m3A 、 C 液漿液中材料含量名稱內(nèi)容密度容積(L)質(zhì)量(kg)備注硅酸鈉=1.37220301.4A 液稀釋劑=1280280溶液水泥

10、200kg220kg按施工時的氣溫調(diào)整水泥摻量H 劑250C 劑200均為混合劑C 液XPM50用量為水泥摻量的 8%10%1m3A 、 B 液漿液中材料含量名稱內(nèi)容密度容積(L)質(zhì)量(kg)備注硅酸鈉=1.372503425A 液稀釋劑=1250250溶液B 液Gs 劑為多種化學物質(zhì)的混合劑（500L）CW-3ACW-3BCW-3C透水系數(shù) k(cm/s)11011011095110303760702345504020硬化時間302015H劑 量（L/B液200L）28 硬 化 時 間 (min)固結(jié)砂強度102015 一 軸 壓 縮 強 度（kg/d）注漿后天數(shù)（d） 無收縮注漿材料特性

11、（CW-3A）10固結(jié)砂強度 無收縮注漿材料特性 （CW-3B）2873151510 一 軸 壓 縮 強 度（kg/d）注漿后天數(shù)（d）H劑 量（L/B液200L）2864 硬 化 時 間 (min)10306070504020302015硬化時間251128731587642015硬化時間20405070603010 硬 化 時 間 (min)H劑 量（L/B液200L）注漿后天數(shù)（d） 一 軸 壓 縮 強 度（kg/d）2固結(jié)砂強度20155普通型注漿材料特性 （CW-3C）76431122年1年28天1天普通注漿材料無收縮注漿材料543210.40.50.3 無收縮注漿材料的耐久性一軸抗

12、壓強度（Mpa）6個月7天1.5年0.22.62.6 注漿量的計算原則注漿量的計算原則由于漿液的擴散半徑與砂層孔隙很難精密確定，為準備注漿材料，本參考圖注漿設(shè)計根據(jù)本線有關(guān)隧道工程地質(zhì)、水文條件和注漿方案以及所選擇的注漿材料，進行注漿量的估算。注漿量的估算公式按下式進行：Q=An（1+）式中：Q-總注漿量，m3；A-注漿范圍體積，m3；13n-孔隙率，%；-漿液填充系數(shù)（0.7-0.9）-注漿材料損耗系數(shù)設(shè)計中, n（1+）統(tǒng)稱為填充率, 填充率按下表選用填充率選用表序號地質(zhì)條件填充率%1雜填土30-352粉質(zhì)粘土、砂土20-253粉細砂、砂層40-454中砂、中粗砂50-602.72.7 注

13、漿壓力的選定注漿壓力的選定注漿壓力是注漿施工中的重要參數(shù)，它關(guān)系到注漿施工的質(zhì)量以及是否經(jīng)濟。因此，正確確定注漿壓力和合理運用注漿壓力有著重要的意義。注漿壓力與砂層孔隙發(fā)育程度、涌水壓力、漿液材料的黏度和凝膠時間長短等有關(guān)，目前均按經(jīng)驗確定。通常情況下按如下經(jīng)驗式計算：（1）按已知的地下水靜水壓力計算，設(shè)計的注漿壓力（終壓值）為靜水壓力的 2-3 倍，最大可達到 3-5 倍，即PP(3-5) P式中：P設(shè)計注漿壓力（終壓值） （Mpa）P 注漿處靜水壓力（Mpa）（2）根據(jù)注漿處地層深度計算P=KH式中：P設(shè)計注漿壓力（終壓值） （Mpa）H注漿處深度（m）14K由注漿深度確定的壓力系數(shù)壓力系

14、數(shù) K 的取值如表示：注漿深度（m）810-1212-1616-2020K0.023-0.0210.021-0.0200.020-0.0180.018-0.0160.0162.82.8 注漿工藝及要求注漿工藝及要求2.8.1 工藝要求定孔位：根據(jù)設(shè)計要求，對準孔位，不同入射角度鉆進,要求孔位偏差為3cm，入射角度偏差不大于 1。鉆機就位：鉆機按指定位置就位，調(diào)整鉆桿的垂直度。對準孔位后，鉆機不得移位，也不得隨意起降。鉆進成孔：第一個孔施工時，要慢速運轉(zhuǎn)，掌握地層對鉆機的影響情況，以確定在該地層條件下的鉆進參數(shù)。密切觀察溢水出水情況，出現(xiàn)大量溢水出水時，應立即停鉆，分析原因后再進行施工。每鉆進一

15、段，檢查一段，及時糾偏，孔底位置應小于 30cm。鉆孔和注漿順序由外向內(nèi)，同一圈孔間隔施工；回抽鉆桿：嚴格控制提升幅度，每步不大于 15-20cm，勻速回抽，注意注漿參數(shù)變化。漿液配比：采用經(jīng)計量準確的計量工具，按照設(shè)計配方配料。注漿：注漿孔開孔直徑不小于 45mm，嚴格控制注漿壓力，同時密切關(guān)注注漿量，當壓力突然上升或從孔壁、斷面砂層溢漿時，應立即停止注漿，查明原因后采取調(diào)整注漿參數(shù)或移位等措施重新注漿。土、砂層容易造成坍孔時，采用前進式注漿，否則采用后退式注漿；152.8.2 工藝流程 2.92.9 主要機械設(shè)備主要機械設(shè)備2.9.1 機械 75A 型鉆機兩臺、SYB60/160 型注漿泵

16、二臺、SJY雙層立體式攪拌機一臺2.9.2 器具旋轉(zhuǎn)二重管、注漿液混合器、噴頭3.4 施工機械配置見下圖定孔位鉆 孔配漿注漿回抽一節(jié)注漿結(jié)束移至新孔位163.3. 工程質(zhì)量保證體系工程質(zhì)量保證體系在本工程注漿施工中，應嚴格組織管理體系和科學嚴謹?shù)馁|(zhì)量體系來保證工程質(zhì)量。3.1 質(zhì)量控制質(zhì)量控制3.1.1 工程質(zhì)量嚴格按照本工程制定，并經(jīng)甲方和監(jiān)理工程師認可的施工方案執(zhí)行，嚴格按國家有關(guān)技術(shù)規(guī)范、規(guī)程、標準控制施工。3.1.2 根據(jù)施工程序，嚴把鉆孔深度、配料注漿壓力、注漿量關(guān)，每一道工序均安排專人負責，并記錄好每一道工序的原始數(shù)據(jù)。3.23.2 工程質(zhì)量保證制度工程質(zhì)量保證制度3.2.1 成立

17、工程項目經(jīng)理為責任的質(zhì)量管理小組，完善質(zhì)量保證體系，嚴格按照質(zhì)量體系中規(guī)定的責權(quán)要求運行。3.2.2 定期召開質(zhì)量分析會議，組織質(zhì)量教育，嚴格執(zhí)行“三檢”制度，加強技術(shù)交底工作，強化工序控制，由責任心強經(jīng)驗豐富的工程師擔任質(zhì)量控制人員，實行監(jiān)督檢查，保證工程質(zhì)量。3.2.3 加強現(xiàn)場施工材料管理，嚴格執(zhí)行進料檢驗制度，保證施工材料滿足設(shè)計和規(guī)范要求，不合格材料不得進場使用，確保工程質(zhì)量。3.2.4 配備好施工機具和計量工具以滿足施工要求，建立健全各種資料、原始記錄、作為評價工程質(zhì)量的重要依據(jù)。3.2.5 加強與甲方、監(jiān)理的配合，認真接受指導和監(jiān)督。3.33.3 工程質(zhì)量措施工程質(zhì)量措施3.3.

18、1 鉆孔施工：開鉆前，嚴格按照施工布置圖，布好孔位。鉆機定位要準確，開鉆前的鉆頭點位與布孔點之距相差不得大于 3cm，鉆桿度不17得大于 1。3.3.2 配料：采用準確的計量工具，嚴格按照設(shè)計配方配料施工。3.3.3 注漿：注漿一定要按程序施工，每段進漿要準確，注漿壓力一定要嚴格控制在 0.150.3MPa，專人操作。當壓力突然上升或從孔壁溢漿，應立即停止注漿，每段注漿量應嚴格按設(shè)計進行，跑漿時，應采取措施確保注漿量滿足設(shè)計要求。3.3.4 注漿完成后，應采用措施保證注漿不溢漿跑漿。3.3.5 每道工序均要安排專人，負責每道工序的操作記錄。雙液注漿質(zhì)量標準雙液注漿質(zhì)量標準內(nèi)內(nèi) 容容標標 準準內(nèi)

19、內(nèi) 容容標標 準準孔位偏差20 mm注漿壓力5%孔距偏差100mm注漿量（暫定）5-8%鉆桿垂直度1%提升幅度5mm4.4. 注漿效果檢測手段注漿效果檢測手段4.1 注漿施工結(jié)束后，通過注漿體內(nèi)鉆孔，用壓水、注水或抽水等辦法測定土（砂）層的流量及滲透系數(shù)，達不到設(shè)計要求需進行補充注漿。檢查孔的數(shù)目每個循環(huán)設(shè) 2-3 個檢查孔，檢查孔鉆取巖芯，觀察漿液充填情況，并檢查檢查孔內(nèi)涌水量，檢查孔涌水量小于 0.2L/m.min，布孔的重點是地質(zhì)條件不好的地段以及注漿質(zhì)量較差或有疑問的部位。在防滲注漿工程中，這類檢測是一種重要的和基本的手段。 對加固注漿而言上述水力物理性雖不能直接反映加固效果，但至今仍

20、舊被廣18泛的當作一種參考指標，因為吸水量大小與地基的密度和強度之間存在著一定的關(guān)系。 4.2 通過鉆孔，從注漿體內(nèi)取出原狀樣品，送實驗室進行必要的試驗研究。實踐經(jīng)驗證明，通過這類檢測可得出下述幾項重要的物理力學性能指標，據(jù)此能對注漿效果做出比較確切的評價 : （1）樣品的密度；（2）結(jié)石的性質(zhì)； （3）漿液充填率及剩余孔隙率； （4）異地同地質(zhì)情況下做垂直注漿試驗采用挖探取心檢查土質(zhì)的密實度及結(jié)石性質(zhì)，鉆孔注漿輻射咬合及漿液充填率。（5）無側(cè)限抗壓強度與抗剪強度；4.3 建筑物(及構(gòu)筑物)投入運行后，通過鉆孔網(wǎng)觀測灌漿體上下游的水位和滲流量，并用（1）和（2）式樣表達防滲效果，這樣可以確切地

21、評價出注漿加固土體的滲透性及長期滲流穩(wěn)定性。其計算公式如下： （1）HHEH （2）01QQEQ式中 EH按水頭損失計算的灌漿效果；H灌漿替上下游水頭差；H上下游總水頭差；EQ按滲流量計算的灌漿效果；Q0灌漿前土體的滲流量；Q穿過灌漿體的滲流量。19除上述方法外，還常用以現(xiàn)場測得的彈性縱波速度和動彈性模量來確定加固灌漿的效果。5.5.安全應急預案安全應急預案5.1 應急預案的方針與目標 堅持“安全第一、預防為主”、“保護人員安全優(yōu)先、保護環(huán)境優(yōu)先”的方針，貫徹“常備不懈、統(tǒng)一指揮、高效協(xié)調(diào)、持續(xù)改進”的原則。更好地適應法律和經(jīng)濟活動的要求；給企業(yè)員工的工作和施工場區(qū)周圍居民提供更好更安全的環(huán)境

22、；保證各種應急資源處于良好的備戰(zhàn)狀態(tài)；指導應急行動按計劃有序地進行；防止因應急行動組織不力或現(xiàn)場救援工作的無序和混亂而延誤事故的應急救援；有效地避免或降低人員傷亡和財產(chǎn)損失；幫助實現(xiàn)應急行動的快速、有序、高效；充分體現(xiàn)應急救援的“應急精神”。5.2 應急預案工作流程圖根據(jù)本工程的特點及施工工藝的實際情況，認真的組織了對危險源和環(huán)境因素的識別和評價，特制定本項目發(fā)生緊急情況或事故的應急措施，開展應急知識教育和應急演練，提高現(xiàn)場操作人員應急能力，減少突發(fā)事件造成的損害和不良環(huán)境影響。其應急準備和響應工作程序見下圖：危險源及環(huán)境因素辯識、評價編制應急預案成立搶險領(lǐng)導小組組建搶險隊、救護車配備應急物資

23、、設(shè)備應急知識教育培訓定期評審實施應急預案進行評審、修訂未發(fā)生發(fā)生205.3 突發(fā)事件風險分析5.3.1 為確保正常施工，預防突發(fā)事件以及某些預想不到的、不可抗拒的事件發(fā)生，事前有充足的技術(shù)措施準備、搶險物資的儲備，最大程度地減少人員傷亡、公司、甲方和國家財產(chǎn)、經(jīng)濟損失，必須進行風險分析和預防。5.3.2 根據(jù)本工程的特點，本段工程施工主要可能發(fā)生的安全事故為塌方，危及人身安全事故。5.3.3 應急預案應立足于安全事故的救援，立足于工程項目自援自救，立足于工程所在地政府和當?shù)厣鐣Y源的救助。5.4 應急準備5.4.1 成立搶險領(lǐng)導小組，明確責任分工。（1）公司搶險領(lǐng)導小組的組成組長：總經(jīng)理 副

24、組長：主管施工生產(chǎn)的副總經(jīng)理、總工程師成員：工程部、技質(zhì)部、物資部、安保部、辦公室職責：研究、審批搶險方案；組織、協(xié)調(diào)各方搶險救援的人員、物資、交通工具等；保持與上級領(lǐng)導機關(guān)的通訊聯(lián)系，及時發(fā)布現(xiàn)場信息。（2）項目部應急預案領(lǐng)導小組的組成組長：項目經(jīng)理，負責全面管理和協(xié)調(diào)工作，負責本項目應急預案的啟動實施、小組人員分工、向上級單位請示啟動上級部門應急預案等。副組長：項目副經(jīng)理、總工、安全員，協(xié)助組長工作，在組長不在場的情況下行使組長權(quán)利、協(xié)調(diào)處理相關(guān)工作，具體負責各分工區(qū)生產(chǎn)安全的現(xiàn)場管理，恢復和保證生產(chǎn)正常進行。（3）組 員：各部室人員以及各施工班組組長，服從組長及副組長的安排，負責應急搶險

25、任務的具體實施。 5.4.2 應急資源準備21應急資源的準備是應急救援工作的重要保障，項目部應根據(jù)潛在的事故性質(zhì)和后果分析，配備應急資源，主要分為應急物資、機械設(shè)備和救援器材。（1）主要應急物資、機械設(shè)備主要應急物資、機械設(shè)備儲備表序號材料、設(shè)備名稱單位數(shù)量 規(guī)格型號主要工作性能指標現(xiàn)在何處備注1錨噴機臺4TK-9615m3/h現(xiàn)場2注漿泵臺3BW-250現(xiàn)場3空壓機臺5SA-5150W20 m3/min現(xiàn)場4管棚鉆機臺1金星-900現(xiàn)場5鉆機臺1CY-2A現(xiàn)場6裝載機輛3ZL40斗容量 2m3現(xiàn)場7蛙式打夯機臺2YZS0.6B12KN現(xiàn)場8風鎬臺10G1026L/S現(xiàn)場（2）救援器材應急領(lǐng)導小組應配備下列救援器材：醫(yī)療器材：擔架、氧氣袋、塑料袋、小藥箱；搶救工具：一般工地常備工具即基本滿足使用；照明器材：手電筒、應急燈；通訊器材：手機、固定電話；交通工具：工地常備一輛值班車，該車輪值班時，不應跑長途。5.4.3 通信聯(lián)絡(luò)（1）常用報警電話22急救：120 和 9995.5 應急響應5.5.1 值班部署實行晝夜值班制。5.5.2 處理流程施工過程中施工現(xiàn)場或駐地發(fā)生無法預料的需要緊急搶救處理的危險時，應迅速逐級上報，次序為現(xiàn)場、辦公室、搶險領(lǐng)導小組、上級主管部門。由綜合部收集、記錄、整理緊急情況信息并向小組及時傳遞，由小組組長或副組長主持緊急情況處理會議，協(xié)調(diào)、派遣和統(tǒng)