賓館小管棚錨索護坡樁錨桿加固方案報告

新建鐵路蘭州至中川機場線機場隧道賓館錨索護坡樁加固方案（里程：DK62+000-DK62+120）中鐵二十一局集團中川鐵路工程項目經(jīng)理部二〇一四年七月二十九日一、編制目的本方案根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和施工的總體要求，按照設計文件、技術(shù)規(guī)范、標準及專家方案評審意見編制而成，確保賓館房屋結(jié)構(gòu)安全及施工順利的實施。二、編制依據(jù)中鐵第一勘察設計院機場隧道施工圖；2014年7月24日賓館加固方案專家評審意見；3.《鐵路隧道設計規(guī)范》TB10003-2005J449-2005；《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GB50010-2002；《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011；《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012；《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012；《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設計規(guī)范》TB10005-2010；《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》GB50108-2008；《鐵路隧道監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)范》TB10121-2007；三、設計背景機場隧道 DK62+000-DK62+120 段線路左側(cè)賓館占地面積10.88畝，主體為二層磚混加一層彩鋼房，基礎為條形獨立基礎。賓館靠東側(cè)部分位于鐵路征地線內(nèi)，賓館柵欄侵入隧道主體結(jié)構(gòu)0.54-0.68m，隧道埋深1.8-2.4m。因拆遷費用1問題地方政府多次組織同產(chǎn)權(quán)單位商談未果，經(jīng)地方政府和中川鐵路公司協(xié)商，建議在賓館不拆除的情況下，采取加固措施進行機場隧道施工。具體位置見下圖：m8.1深埋0.5mm 10.5m0.82m0.68mmm8.5151.9四、現(xiàn)場概況（一）工程概況機場隧道地處黃土高原的隴中地區(qū)，工程位于甘肅省蘭州市永登縣中川鎮(zhèn)境內(nèi)。該隧道地處傾斜沖洪積平原區(qū)，地面高程一般為 1927～1951m。洞身地形平坦開闊，表層植被較發(fā)育。隧道起止里程DK60+700～DK63+089.1（全長2389.1m）。隧道全部采用明挖法施工，結(jié)合戰(zhàn)線布設，分單2箱、雙箱、三箱、四箱等矩形斷面。洞身縱坡依次為-18%、9%、1%。隧道位于蘭州市中川機場附近，交通方便。（二）工程地質(zhì)、水文特征該隧道地處傾斜沖洪積平原區(qū)，地面高程為1927～1951m。洞身地形平坦開闊，表層植被較發(fā)育。隧道洞身通過區(qū)的地層主要為第四系全新統(tǒng)雜填土，沖積砂質(zhì)黃土、粉砂、細砂、中砂、粗砂、礫砂、細圓礫土、粗圓礫土。隧道在構(gòu)造上位于祁連褶皺系的中祁連隆起帶，但隧道通過區(qū)巖性較單一，地質(zhì)構(gòu)造相對簡單。地下水位埋深15.6米，屬第四系松散層孔隙潛水，主要賦存于砂類土中，含水層厚度大于4米。主要靠大氣降水、灌溉等方式補給。地下水對混凝土具硫酸鹽和氯鹽侵蝕性，侵蝕等級為 H1、L1。（三）原設計施工方案機場隧道設計起止里程為 DK60+700～DK63+089.1，全長2389.1m，采用明挖法施工。賓館段里程為 DK62+000～DK62+120，共計120m，隧道主體設計為全明洞結(jié)構(gòu)，隧道兩側(cè)均為邊坡防護放坡開挖，開挖深度 11.8米。其中，左側(cè)采用噴錨防護，坡率為1:0.75；噴C20混凝土厚10cm，內(nèi)設Φ8鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸為150×150mm，Φ22砂漿錨桿長3m，間距1.5×1.5m，梅花形布置；右側(cè)采用土釘墻防護，邊坡坡率為1:0.5，土釘鉆孔直徑為 100mm，采用Φ25的土釘，長311.5m，注漿材料采用水泥漿，其強度等級為 M10。該段基坑開挖高度大于 10m，邊坡中間 8m處分一臺階，臺階寬1.5m。原設計開挖支護斷面圖（四）現(xiàn)場概貌見下照片。4五、變更設計方案DK62+100-DK62+120 段線路右側(cè)邊坡防護維持原設計土釘墻+掛網(wǎng)+噴錨方案不變，土釘鉆孔直徑為 100mm，注漿材料采用水泥漿，其強度等級為 M10 土釘防護邊坡坡率為1:0.5，基坑高度小于10m時，采用Φ25的土釘，長8m；基坑高度大于10m時邊坡中間分一臺階，臺階寬1.5m，采用Φ25的土釘，長 11.5m。該段線路左側(cè)邊坡因賓館房屋制約，放坡必須拆除既有賓館，歷經(jīng)數(shù)次談判無果而終。鑒于此，原設計放坡開挖方案無法實施，不得不采用垂直開挖方式，既便如此，隧道仍5有54-68cm侵入賓館基礎。為保證賓館正常營業(yè)，以及確保賓館房屋不產(chǎn)生裂縫和變形破壞，必須采用超強的基坑支護措施?？紤]到采用大管棚+灌漿加固及水平旋噴樁加固兩個方案對賓館地基有較大的撓動，且很難確保房屋不開裂變形。決定采用小管棚+錨索護坡樁+錨桿為主的支護方案。詳見附件：深基坑加固工程立面圖及斷面圖。（一）小管棚在房屋基礎下面一定距離設置一道管棚，長 9m，間距0.3m，傾角5°。鉆孔直徑130mm，內(nèi)置φ108mm無縫鋼管，鋼管內(nèi)置Φ32鋼筋，以增加管棚剛度，孔內(nèi)灌注 M30水泥砂漿，在端頭用Φ32鋼筋縱向與內(nèi)置鋼筋相焊接，對柵欄外暴露的土體邊坡采用掛網(wǎng)噴射混凝土封閉。該措施增強基礎的整體性，并撐托柵欄等一部分懸空土體。（二）冠梁（或者托梁）冠梁基坑開挖后，在開挖面范圍噴射 C20混凝土封閉，然后在管棚下面及樁頂位置處澆筑一道 C25鋼筋混凝土梁，高60cm，寬100cm，長度約120m。一是增加管棚剛度及整體性，形成了準筏形基礎；二是可起到樁頂冠梁的作用，將樁連成整體。冠梁施工完成待混凝土達到一定強度后，對冠梁與小管棚之間的縫隙采用分段注漿的方法處理。詳見附件：冠梁結(jié)構(gòu)圖。6（三）預應力錨索護坡樁在托梁下面即隧道邊墻外側(cè)，設置一道鋼筋混凝土護坡樁，樁徑0.8m（加上護壁為 1.0m），上端與冠梁相連，下端嵌入隧道底面以下穩(wěn)定地層 6.0m，樁中設置兩道型鋼腰梁，腰梁與樁節(jié)點處設置兩排預應力錨索，上下排錨索長度分別為20m和18m，錨固段為 10m，嵌入穩(wěn)定巖體內(nèi)，錨索由 5Φs15.24鋼絞線組成，設計荷載 500kN，鎖定荷載 400kN。護坡樁本身就可以約束土體橫向變形，加之錨索可預先對樁施加一個向坡內(nèi)的主動力，阻止樁體或土體向外變位。這樣雙重作用，可嚴格控制地基土體向外位移，只要土體不向外側(cè)變形，房屋基礎就不會產(chǎn)生下沉。詳見附件：深基坑加固立面圖及預應力錨索結(jié)構(gòu)圖。（四）樁間錨桿及掛網(wǎng)為控制樁間土體的變形，在樁間自上而下設置多道玻璃纖維錨桿，長11.5m，縱橫間距1m。外面掛鋼筋網(wǎng)并噴射混凝土封閉，以阻止樁間土體側(cè)向變形。纖維錨桿施工方法及工藝流程如下：7鉆孔安設玻纖錨桿注水試驗配制漿液注漿作業(yè)第一段注漿達到要求NoYes注第二段漿No所有段達到要求補注Yes結(jié)束注漿工藝流程具體施工工藝為：1．放線定位按設計要求放線定孔位，誤差不大于2cm，并準確測量孔外插角。2．鉆孔采用多功能地質(zhì)鉆機鉆到設計深度。在鉆孔過程中，做好詳細的鉆孔記錄，對鉆孔進行地質(zhì)描述，經(jīng)過同原設計地質(zhì)圖相比較，進行變更和指導下一步的注漿作業(yè)施工。3．鉆孔至設計深度后，將玻纖錨桿下入孔內(nèi)至設計深度，然后封孔一次性注漿。4．漿液配制首先在攪拌機中加入水，啟動攪拌機，根據(jù)設計漿液配合比，加入水泥，強力攪拌，混合均勻，待用。85．注漿順序原則上采取由外到內(nèi)、自上而下約束——發(fā)散性方式，從而有效控制漿液擴散區(qū)域，確保注漿后形成完整的注漿加固體。注漿方式采取前進式一次性注漿工藝，即在孔口進行注漿，直至完成所有注漿段。注漿過程中應做好詳細的注漿記錄，并對漿液進行凝膠時間的測定，確保注漿施工效果和玻纖錨桿錨固質(zhì)量。（五）防水及襯砌施工支護完成后，進行隧道主體施工，左側(cè)襯砌邊墻施工時，不支外模板，先將防水卷材密貼鋪設在支護面上，然后綁扎鋼筋、支內(nèi)模板，進行砼澆筑施工。防水板搭接如下圖。10030 10 20 10 30雙焊縫焊接雙焊縫焊接六、各工序主要施工流程及施工注意事項基坑整體施工流程：管棚施工→坡面修整掛網(wǎng)噴砼→冠梁施工→護坡樁施工→開挖第一層→坡面掛網(wǎng)噴砼→上排錨索施9工→樁間錨桿施工→開挖第二層→坡面掛網(wǎng)噴砼→樁間錨桿→開挖第三層→坡面掛網(wǎng)噴砼→錨索施工→開挖第四層→坡面掛網(wǎng)噴砼→檢查標高及結(jié)構(gòu)尺寸→基坑施工結(jié)束。 詳見下圖所示。建立基坑監(jiān)測網(wǎng)開挖至基礎下1.0m跳槽施工管棚噴射坡面混凝土動態(tài)監(jiān)測分段施工冠梁（或基礎托換梁）小于預警值？否跳槽開挖護坡樁停止當前施工起動應急預案分段開挖路槽至即定高度是分析變形原因樁間錨桿施工及噴射混凝土采取措施后達到穩(wěn)定到達錨索高度時施工錨索錨索張拉鎖定開挖至隧道底標高進行坡面修整并噴射下面混凝土復查標高及結(jié)構(gòu)尺寸進行正常隧道施工程序基坑整體施工工藝流程1．管棚施工流程：測放孔位→鉆孔→鋼管制安→內(nèi)置鋼筋→孔內(nèi)注漿→及時補漿→外接鋼筋焊接→修整坡面→掛網(wǎng)噴射砼。管棚施工時，鉆孔前應校對好孔位、孔向及傾角，確保無誤后再開鉆；鉆孔中，鉆機手要做好施鉆記錄，記錄進尺快慢、渣土顏色、干濕情況、露風卡鉆情況，發(fā)現(xiàn)異常及時10匯報；鉆孔跳點距離不小于 3m；控制漿液濃度及注漿飽滿度，發(fā)現(xiàn)縮孔時，及時補漿。2．護坡樁施工流程：測放樁位→跳兩樁開挖坑槽→清理并穩(wěn)固坑槽附近坡面→施工護坡樁鎖口→開挖一節(jié)樁孔→綁扎護壁鋼筋→支模→澆注護壁砼→開挖下一節(jié)樁孔→重復上面三道工序直到設計標高→封底砼→綁扎樁身鋼筋→安設錨索孔位預埋管→澆灌樁身砼→養(yǎng)護。護坡樁工程施工時，護坡樁要按樁排方向及樁中心坐標準確放線定位；護坡樁施工前應先將樁位附近邊坡或表層易滑塌部分予以清除，并做好樁位附近地表水的攔截工作；護坡樁應跳樁分節(jié)開挖，按設計做好鎖口盤和每節(jié)護壁。每節(jié)開挖深度1.0m，開挖一節(jié)，做好該節(jié)護壁，當護壁砼具有一定強度后方可開挖下一節(jié)，護壁各節(jié)縱向鋼筋必須焊接，禁止簡單綁扎；澆筑護壁砼時，必須保證護壁不侵入樁截面凈空以內(nèi)。樁坑開挖過程中應隨時校準其垂直度和凈空尺寸；在開挖樁孔過程中，地質(zhì)人員要下坑進行地質(zhì)編錄，核對地層巖性及滑面位置，如發(fā)現(xiàn)與設計情況不符時，應及時與監(jiān)理及設計人員聯(lián)系，以便及時作出設計變更；坑挖到設計標高后進行驗槽、保證封底砼厚度；下半樁身砼應邊灌注、邊振搗，不間斷一氣呵成；上半樁身砼應進行支模，并與冠梁連接處進行植筋。113．錨索施工流程：錨索孔定位→錨索鉆孔→錨索制安→錨索注漿→錨索張拉鎖定。預應力錨索施工時，護坡樁錨索設計荷載 500KN，鎖定荷載400KN；錨索張拉分五級進行，分別為設計荷載的0.25、0.5、0.75、1.0、1.2倍；錨索材料采用高強度、低松弛預應力鋼絞線，直徑φ＝15.24mm，強度1860MPa。要求順直、無損傷、無死彎；錨固段必須除銹、除油圬，按設計要求綁扎分線環(huán)；自由段除銹后，涂抹黃油并立即外套波紋管，兩頭用鐵絲扎緊，并用電工膠布纏封；錨索下料采用砂輪切割機切割，避免電焊切割?？紤]到錨索張拉工藝要求，實際錨索長度要比設計長度多留 2.0m，即錨索長度 L錨=L錨固段+L自由段+2.0m（張拉段）；錨索孔位測放力求準確，偏差不得超過±1cm，鉆孔傾角允許誤差± 2°；考慮沉碴的影響，為確保錨索深度，實際鉆孔深度要大于設計深度 1.0m；錨索造孔禁止開水鉆進，以確保錨索施工不致于惡化邊坡巖體工程地質(zhì)條件；鉆進過程中應對每孔地層變化（巖粉情況） 、進尺速度（鉆速、鉆壓等）、地下水情況以及一些特殊情況作現(xiàn)場記錄。若遇坍孔，應立即停鉆，進行固壁灌漿處理，注漿 36小時后重新鉆進；護坡樁錨索及框架錨索終孔孔徑均為130mm，成孔后的孔徑不得小于該值。鉆孔完成之后必須使用高壓空氣（風壓 0.2～0.4Mpa）將孔中巖粉或地下水全部清除孔外，以免降低水泥砂漿與孔壁巖體的粘結(jié)強度；錨索12孔內(nèi)灌注水泥砂漿，水灰比 0.4～0.45，灰砂比 1:1，砂漿體強度不低于 30Mpa。采用從孔底到孔口返漿式注漿，注漿壓力不低于 0.25Mpa。4.掛網(wǎng)噴錨施工流程：刷坡→初噴 5cm→打設錨桿→掛設網(wǎng)片→噴漿。噴射砼前先將工作面上的雜草、小樹、松土、浮石等清理干凈。選用ф8鋼筋，校直后按200mm×200mm尺寸編成正方形網(wǎng)絡，網(wǎng)距離巖面保持7.5cm間距，交結(jié)點用22號鐵絲綁扎，網(wǎng)子翻上坡頂平臺0.5m后固定。錨桿外露端頭與掛接鋼筋及鋼筋網(wǎng)焊接牢固。噴漿料集料配比按灰:砂:石=1:2:2，選用新鮮425#普通硅酸鹽水泥、干凈的中～細砂和強度較高的卵（碎）石，最大骨料直徑不超過１０mm，采用人工拌合３～４次，確認均勻后方可上機噴射。掛網(wǎng)噴錨坡面上下左右間隔3米設一泄水孔，內(nèi)插φ50mm塑料管,且將塑料管按4%的坡度綁扎在網(wǎng)子上。七、施工監(jiān)測為了保證在施工過程中隧道結(jié)構(gòu)的安全，施工期間需對房屋地表、基礎豎向位移、開挖面水平位移及變形進行施工監(jiān)測。監(jiān)測項目：拱頂沉降、邊墻收斂、止?jié){墻位移。監(jiān)測頻率：1次/d；13測點埋設： 5m布置一個斷面，每斷面布置測點 4個。監(jiān)測儀器：DSZ-2+FS1 自動調(diào)平水準儀、JS-3型坑道收斂計控制標準：收斂速度v＜1mm/d時正常施工；v＝1～5mm/d應加強觀測，適當采取措施；v＝5～10mm/d時，應調(diào)整施工方案，加強支護，v＞10mm/d時，基礎處于急劇變化狀態(tài)，暫時停止施工、采取特殊措施進行處理。八、安全質(zhì)量保證措施1．施工之前，施工單位會同賓館業(yè)主、監(jiān)理對建筑物散水、外圍水溝、地下管溝、管線溝、外墻及室內(nèi)廁所等進行檢查并拍照，留下影像資料。2．在施工期間，加強地表、建筑