隧道注浆加固工程施工组织设计方案
2015-05-06
一、 工程概况：
北京大学站进线电力沟工程位于北京市海淀区成府路中段，东起铁路东侧家具店，西至东升乡乡政府路口，全长约500米。本工程电力沟为2.00×2.05m暗挖隧道。初衬200mm，二衬200mm，初衬和二衬之间为SBC120聚乙烯丙纶复合防水卷材。
由于2.00×2.05m暗挖隧道位于粉质粘土土层中，部分地段为回填土，地层松软，自稳能力差，施工中土体坍塌严重，存在着很大的安全隐患。为保证施工安全及施工的顺利进行，必须对此段进行开挖预加固处理。针对上述情况，本着技术可靠、施工可行、经济合理和对现况土体扰动小的原则，结合近年来我公司注浆加固的成功经验，经研究决定采用二重管A、C液无收缩注浆加固的方法，对该段地基进行加固处理，增强地基的自稳性和抗压强度,加固范围见图一。
二、 工程地质条件：
根据建设部综合勘察研究设计院提供的岩土工程勘察报告，隧道开挖深度范围内的土体工程地质和水文地质条件如下：
1） 工程地质条件：
填土①层：杂填土①1层：杂色，以建筑垃圾为主，中下密度；素
填土①2层：黄褐色，以粉土、粉质粘土为主，中下密度；该层厚度为1.0~2.5m。
粉土②层：褐黄~灰黄色，结构较好，可塑~硬塑，厚度为2.5~4.3m。
粉质粘土③层：浅灰~褐黄色，结构较好，可塑~硬塑，夹粉土③1层透镜体，厚度为6.7~7.9m。
2） 水文地质条件：
根据勘察报告，隧道开挖深度影响范围内，存在上层滞水，含水层为粉土②层，静止水位埋深为1.6~2.78m，主要来源为大气降水、管线渗漏。
三、 施工方案设计
（一）、施工目的
本工程主要以改善地层松散的性状为目的，以及止水，使隧道顶部及侧面增加抗压强度和粘结性，实现加固目的，保证隧道掘进时，拱顶土体不产生塌落从而保证暗挖施工顺利进行和施工安全。
（二）、施工方法选择：
本工程采用双重管无收缩注浆工法，对隧道作业面前方的起拱线以上3米部分土体及侧面2米部分土体的范围进行辐射型注浆加固处理，形成具有一定强度复合地基，以达到稳固土体的预期目的。
四、 注浆加固：
(一)、注浆材料：
1、其特性对地下水而言，不易溶解；
2、对不同地层，凝结时间可调节；
3、高强度、止水；
4、注浆材料配比：
A 液 B 液 C 液
硅酸钠 130L 水 70L Gs剂 8.5%P剂 4.5%DHP剂 6.7%GOX剂 7.1%水 水泥 47% DHP 剂 5.6% GOX 剂 4.2% XPM 剂 5.4% 水
200L 200L 200L
注：溶液由A、B液组成；悬浊液由A、C液组成
注浆时，将根据现场实际情况适当加入特种材料以增加可灌性和早期强度。
(二)、注浆范围的设计：
经计算，出线沟暗挖隧道土体注浆加固范围确定如下：
a、隧道结构外轮廓线：左右两侧各2m以内的土体；拱部以上3m以内的土体；底部不加固。位于回填土内的隧道全段面加固，位于天然土层内的隧道仅加固隧道开挖范围外的两侧各2米，上部3米的范围。
b、断面纵向每次加固长度12m。
c、采用垂直、水平和斜向成孔、注浆加固。
(三)、注浆孔的布置：
根据隧道结构及地质状况，注浆孔于开挖断面上呈正方形布置，间距0.7米。
(四)、施工布署及工艺流程：
1、施工布署
① 加固区长度每段12米，开挖时预留3.0米，以防下一次注浆时浆液外溢。
② 水平加固区采用由中心部→外围或外围→中心部，并采用隔孔注浆施工。
③ 如现场地面施工条件具备，为缩短工期，采用地面垂直注浆方案。
2、工艺流程
① 钻孔：根据设计要求，对准孔位，根据不同入射角度钻进，要求孔位偏差不大于2cm，入射角度偏差不大于1°。
②注入浆液：成孔后，开始注浆，注浆压力0.3~0.5Mpa；
② 拔出注浆管，封堵注浆孔：采用粘土或其他材料封堵注浆孔，防止浆液流失。
③ 冲洗注浆管：注浆完毕，应立即用清水冲洗注浆管，必须采取适当措施处理废水，搞好清洁工作。
⑤转入下一孔位施工。
(五)、工程数量：
1、以现场实际注浆量为准。
五、 注浆施工程序及人员组织：
六、工程质量保证体系：
在本工程注浆施工中，应以严格组织管理体系和科学严谨的质量体系来保证工程质量。
(一)、质量控制：
1、工程质量严格按照本工程制定，并经甲方和监理工程师认可的施工方案执行，严格按国家有关技术规范、规程、标准控制施工。
2、根据施工程序，严把钻孔深度、配料注浆压力、注浆量关，每一道工序均安排专人负责，并记录好每一道工序的原始数据。
(二)、工程质量保证制度：
1、成立工程项目经理为责任的质量管理小组，完善质量保证体系，严格按照质量体系中规定的责权要求运行。
2、定期召开质量分析会议，组织质量教育，严格执行"三检"制度，加强技术交底工作，强化工序控制，由责任心强经验丰富的工程师担任质量控制人员，实行监督检查，保证工程质量。
3、加强现场施工材料管理，严格执行进料检验制度，保证施工材料满足设计和规范要求，不合格材料不得进场使用，确保工程质量。
4、配备好施工机具和计量工具以满足施工要求，建立健全各种资料、原始记录、作为评价工程质量的重要依据。
5、加强与甲方、监理的配合，认真接受指导和监督。
(三)、工程质量措施：
1、钻孔施工：开钻前，严格按照施工布置图，布好孔位。钻机定位要准确，开钻前的钻头点位与布孔点之距相差不得大于2cm，钻杆度不得大于1°。
2、配料：采用准确的计量工具，严格按照设计配方配料施工。
3、注浆：注浆一定要按程序施工，每段进浆要准确，注浆压力
一定要严格控制在0.3~0.5MPa，专人操作。当压力突然上升或从孔壁溢浆，应立即停止注浆，每段注浆量应严格按设计进行，跑浆时，应采取措施确保注浆量满足设计要求。
4、注浆完成后，应采用措施保证注浆不溢浆跑浆。
5、每道工序均要安排专人，负责每道工序的操作记录。
七、安全措施：
1、建立健全各种岗位责任制，严格执行现场交接制度。
2、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。
3、每次注浆前，要认真检查安全阀、压力表的灵敏度，并调整到规定注浆压力位置。
4、安装高压管路和泵头各部件时，各丝扣的联接必须拧紧，确保联接完好。
5、注浆过程中，禁止现场人员在注浆孔附近停留，防止密封胶冲式阀门破裂伤人。
6、注浆时不得随意停水停电，必要时必须事先通知，待注浆完成并冲洗后方可停水停电。
7、注浆施工期间，必须有专门机电修理工，以便出现机械和电器故障时能及时处理。 8、注浆现场操作人员必须佩戴安全帽、防护眼镜、口罩和手套等劳保用品，方可进行注浆施工。
9、施工前必须做好施工准备，地下埋藏管线较多，必须经甲方或总包方认可后方可开钻钻进。并请甲方或总包方提供周边详细的管线布置图，调查清管线的位置和埋深。
八、注浆施工组织管理系统：
注浆施工阶段建立由注浆施工项目经理和主任工程师中间控制的管理系统。
九、注浆效果检测手段：
1、注浆施工结束后，通过注浆体内钻孔，用压水、注水或抽水等办法测定地基的流量及渗透系数，不合格者需进行补充注浆。检查孔的数目约为总注浆孔数的5~10%，布孔的重点是地质条件不好的地段以及注浆质量较差或有疑问的部位。
在防渗注浆工程中，这类检测是一种重要的和基本的手段。
对加固注浆而言上述水力物理性虽不能直接反映加固效果，但至今仍旧被广泛的当作一种参考指标，因为吸水量大小与地基的密度和强度之间存在着一定的关系。
2、通过钻孔，从注浆体内取出原状样品，送实验室进行必要的试验研究。实践经验证明，通过这类检测可得出下述几项重要的物理力学性能指标，据此能对注浆效果作出比较确切的评价:
(1)、样品的密度；
(2)、结石的性质；
(3)、浆液充填率及剩余孔隙率；
(4)、无侧限抗压强度及抗剪强度；
(5)、渗透性及长期渗流稳定性；
3、采用挖探或其他方法检验加固效果。
十、施工工期：
施工机具4套，每套施工机具按2班计算，每班实际工作时间10小时，隧道内注浆时预计3天左右完成一个阶段。
十一、主要机械设备及配置
机械] [器具] [其他]
TXU-75A型钻机四台 旋转二重管 排水处理装备
SYB-60/50型注浆泵四台 注浆液混合器 测定器具
SJY-双层立体式搅拌机二台喷头 凝胶时间测定仪
