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(tuán)有限公司 長沙市營盤路湘江隧道工程聯(lián)合體項目經(jīng)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(shè)一進(jìn)一出兩匝道 接主線北側(cè)的瀟湘北路 二 地質(zhì)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(guān)鍵 為確保施工安全 降低施 工風(fēng)險 同時順利完成工期履約 有必要在進(jìn)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(jìn)行預(yù)加 固處理 地質(zhì)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(zhì)粘土 可 硬塑 圓礫 強(qiáng)風(fēng) 化板巖 散體結(jié)構(gòu) 中風(fēng)化板巖組成 層狀結(jié)構(gòu) 中風(fēng)化板巖巖 質(zhì)較硬 圍巖不能自穩(wěn) 變形破壞較嚴(yán)重 預(yù)估地下水呈滴水 線狀 涌出 需超前支護(hù) 2010 年 1 月西岸地質(zhì)補(bǔ)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(fēng)化板巖 散體結(jié)構(gòu) 和強(qiáng)風(fēng)化板巖 圍巖自穩(wěn)能力差 透水性強(qiáng) 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(fēng)險 建議在隧道施工前對其進(jìn)行預(yù)加固處理 三 施工方案 由于本區(qū)域內(nèi)隧道圍巖自穩(wěn)能力極差且透水性強(qiáng) 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(jìn)行地表袖閥管 注漿預(yù)加固 3 1 設(shè)計概況 3 1 1 加固范圍 平面位置上大跨及大跨聯(lián)拱段地表袖閥管對隧道開挖輪廓線外 8 米的范圍進(jìn)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(jìn)入強(qiáng)或中風(fēng)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(shù) 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(shù) 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(shù) 并進(jìn)行及時調(diào)整 注漿建議參數(shù)見表 1 表 1 注漿參數(shù) 參 數(shù) 名 稱 參 數(shù) 值 備注 漿液擴(kuò)散半徑 m 0 75 1 淤泥地層擴(kuò)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(zhì) 100 150 粉質(zhì)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(nèi)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(zhǔn)備及場地平整 場地平整后 在作業(yè)區(qū)內(nèi)做好臨時排水排漿系統(tǒng) 并與場區(qū)內(nèi)排 水系統(tǒng)相連 2 鉆孔 鉆孔 鉆孔至設(shè)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(zhǔn)備及場地平整 測量放線 鉆孔標(biāo)注 注漿設(shè)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(jié)束注漿 封孔 5 鉆孔采用地質(zhì)鉆機(jī)間隔鉆孔 垂直偏差不大于 1 隧道方向每 30m 范圍內(nèi)的首個鉆孔做好詳細(xì)的地質(zhì)鉆孔記錄 3 注漿管的安設(shè) 鉆孔至設(shè)計深度后 拔出鉆桿用清水清洗 然后利用鉆桿向孔內(nèi) 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(yù)留長度不小于 10cm 封殼料的配合比由現(xiàn)場試驗定 根據(jù)不同的地 質(zhì)情況靈活調(diào)整 建議配合比 質(zhì)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(qiáng)度不小于 0 4MPa 4 注漿 注漿采用跳孔式注漿 待封殼料強(qiáng)度起來 約 24h 后 在袖套管 內(nèi)安設(shè)雙向密封注漿芯管 進(jìn)行跳孔分序分次注漿 每段注漿完畢后 應(yīng)用清水沖洗袖套管內(nèi)的殘留漿液 整孔注漿完成后 應(yīng)封閉孔口 5 效果檢查 注漿結(jié)束后 通過注漿效果分析法和鉆孔取芯法對注漿效果進(jìn)行 檢查評價 從而確定注漿質(zhì)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(jié)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(jù)采用水泥 水玻璃雙液漿固結(jié)體強(qiáng)度不高的特點 測試注漿后 地層滲透系數(shù)的方法 采用注水試驗進(jìn)行 滲透系數(shù)圓礫及砂土小于 1x10 5cm s 淤泥質(zhì)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(qiáng) 簡單易操作等優(yōu)點 但其對砂質(zhì) 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(jìn)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(zhì)鉆機(jī)鉆孔 盡可能 完整地從地層內(nèi)取出巖芯 再根據(jù)取芯率 漿液分布及充填狀況等指 標(biāo)對注漿效果進(jìn)行分析評價 取芯強(qiáng)度應(yīng)不小于 1 0MPa 滲透系數(shù)圓 礫及砂土小于 1x10 5cm s 淤泥質(zhì)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(yīng)對鉆孔范圍內(nèi)管線調(diào)查清楚 待管線查 清后 方可進(jìn)行布孔施鉆 2 為確保注漿質(zhì)量 防止串漿的發(fā)生 當(dāng)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(yīng)在 6m 以上 3 地面鉆孔施做前 應(yīng)對鉆孔范圍內(nèi)管線調(diào)查清楚 待管線查 清后 方可進(jìn)行布孔施鉆 管線調(diào)查主要按照勘測設(shè)計所提供的設(shè)計 圖紙進(jìn)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(nèi) 套 管內(nèi) 不得有雜物 以便有利于注漿管的安設(shè) 5 注漿方式采用后退式分段注漿 即在注漿帶內(nèi)由孔底向上分 段進(jìn)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(kuò)散 當(dāng)全孔注漿結(jié)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(jìn)行 7 在施工中若發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與祥勘存在較大差異時 對于洞身 地質(zhì)變差時 加固深度應(yīng)以進(jìn)入中或強(qiáng)風(fēng)化巖 2 米為標(biāo)準(zhǔn) 對于隧道 底部地質(zhì)變差差時 加固深度應(yīng)達(dá)到隧道底部 6 米 四 資源配制及工期計劃 4 1 機(jī)械或設(shè)備配置 詳見表 4 1 機(jī)械或設(shè)備配置表 表 4 1 機(jī)械或設(shè)備配置表 序號 設(shè)備名稱 規(guī)格型號 數(shù)量 1 地質(zhì)鉆機(jī) 30 2 多功能鉆機(jī) 2 3 注漿機(jī) 10 4 挖掘機(jī) 2 5 發(fā)電機(jī) 1 4 2 人力資源配置 據(jù)總體施工進(jìn)度要求和擬投入的施工機(jī)械設(shè)備 在施工擬配備管 理和生產(chǎn)人員合計 100 人 其中管理人員 6 人 生產(chǎn)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(zhì)量員 專職質(zhì)檢員 工 程 部 長 安 質(zhì) 部 長 設(shè) 物 部 長 辦 公 室 主 任 質(zhì) 檢 工 程 師 計 財 部 長 項目經(jīng)理 項目副經(jīng)理總工程師 噴嘴質(zhì)量管理委員會 序號 項 目 人 數(shù) 備 注 1 管理人員 6 2 挖土機(jī)司機(jī) 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(jìn)度指標(biāo) 根據(jù)機(jī)械配備數(shù)量及其生產(chǎn)能力確定進(jìn)度指標(biāo) 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(zhǔn)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(jié)束施工 并開始恢復(fù)沿江綠 化帶地表 五 質(zhì)量保證 5 1 質(zhì)量管理組織機(jī)構(gòu) 質(zhì)量保證機(jī)構(gòu)見圖 5 1 質(zhì)量管理組織機(jī)構(gòu)圖 注 項目經(jīng)理 謝仁根 項目總工程師 姜永濤 項目副經(jīng)理 彭再勇 工程部長 魏祥 安質(zhì)部長 王厚濤 設(shè)物部長 李曉龍 辦公室主任 張建峰 質(zhì)檢工程師 王厚濤 計財部 長 白樹君 8 圖 5 1 質(zhì)量管理組織機(jī)構(gòu)圖 5 2 質(zhì)量保證措施 1 成孔質(zhì)量控制 首先應(yīng)將鉆機(jī)固定在孔位中心 要求鉆孔孔 位誤差小于 5cm 為保證鉆孔質(zhì)量 鉆機(jī)安置要平直 穩(wěn)固 開孔前均 應(yīng)對鉆機(jī)的安裝垂直度進(jìn)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(dá)到設(shè)計要求 鉆孔須超深約 0 5 1m 2 澆筑封殼料時 應(yīng)使封殼料將孔內(nèi)泥漿或其他鉆進(jìn)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(yīng) 設(shè)法使袖閥管位于鉆孔中心 并應(yīng)避免封殼料進(jìn)入袖閥管內(nèi) 3 注漿材料質(zhì)量控制 漿液應(yīng)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(kuò)散距離 漿液析水性要低 穩(wěn)定性要高 且要求漿液結(jié)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(yīng)按要求碼放整 齊 進(jìn)行防潮保護(hù) 防止變質(zhì) 制漿時應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計配比加料 并經(jīng) 常對漿液配比進(jìn)行檢驗 4 注漿過程質(zhì)量控制 待封殼料強(qiáng)度起來后 一般 24 小時 在袖閥管內(nèi)插入底部帶雙 向密封注漿頭的注漿芯管進(jìn)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(shù)見表 1 根據(jù)實際地質(zhì)情況對參數(shù)進(jìn)行校核 漿液采用二級攪拌 水泥進(jìn)入攪拌桶應(yīng)過篩 攪拌時間不低于 3min 漿液充分?jǐn)嚢韬髮?dǎo)入儲漿桶備用 注漿管吸漿龍頭應(yīng)包裹過濾 網(wǎng) 注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn) 以定量和限壓相結(jié)合的方式進(jìn)行控制 當(dāng)注漿段吸漿量大于 30L min 或出現(xiàn)冒漿 漏漿 串漿時 根據(jù) 實際情況選用以下措施進(jìn)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(jìn)行 多次注漿直至達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn) 注漿施工過程應(yīng)做好相應(yīng)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(shù)進(jìn)行詳細(xì)記 錄 及時整理資料 經(jīng)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(shù) 根據(jù)各參數(shù)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(jìn)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(jī)構(gòu) 9 班組安全員 安全員 項目經(jīng)理 總工程師 項目副經(jīng)理 工程部長 設(shè)物部長安質(zhì)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(jī)構(gòu)見圖 6 1 安全管理組織機(jī)構(gòu) 注 項目經(jīng)理 謝仁根 項目總工程師 姜永濤 項目副經(jīng)理 彭再勇 工程部長 魏祥 安質(zhì)部長 王厚濤 設(shè)物部長 李曉龍 辦公室主任 張建峰 質(zhì)檢工程師 王厚濤 計財部 長 白樹君 6 1 安全管理組織機(jī)構(gòu) 6 2 安全保證措施 1 進(jìn)入施工場人員須正確佩戴安全防護(hù)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(shè)立警示標(biāo)志 并在交通 干線上派遣交通協(xié)管人員 3 場地內(nèi)用電線路須進(jìn)行穿管保護(hù) 嚴(yán)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(nèi)油料統(tǒng)一存放統(tǒng)一管理 且設(shè)專人看管 確保油料使 用安全 5 場區(qū)內(nèi)設(shè)立避雷裝置 為雨季施工做好預(yù)防措施 6 3 文明施工 環(huán)境保護(hù)保證機(jī)構(gòu) 6 3 1 環(huán)保 文明施工管理機(jī)構(gòu) 文明施工組織機(jī)構(gòu)見圖 6 2 環(huán)保 文明施工組織機(jī)構(gòu)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(jīng)處理嚴(yán)禁直接 10 排入湘江 2 工程材料 制品構(gòu)件堆放整齊 機(jī)具設(shè)備保持機(jī)容整潔 注 項目經(jīng)理 書記 項目副經(jīng)理 彭再勇 技術(shù)主管 魏祥 機(jī)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(jī)構(gòu)框圖 3 嚴(yán)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(qiáng)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(fù)綠化帶原貌 6 3 3 環(huán)境保護(hù)保證措施 1 限制施工人員和機(jī)械的活動范圍 施工結(jié)束后及時清理現(xiàn)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(yán)格按照國家和長沙市有關(guān)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(biāo)準(zhǔn) GB10070 88 標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)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(chǎn)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(hù)具體措施 專人負(fù)責(zé)環(huán)境保護(hù)工作 根據(jù)不同 的施工階段和季節(jié)及時調(diào)整環(huán)保工作內(nèi)容 保證保護(hù)質(zhì)量 施工中 產(chǎn)生的廢水必須在固定的排放池中存放 經(jīng)沉淀后指定排放 廢油 必須保存在密封的容器內(nèi) 統(tǒng)一處理 項目經(jīng)理 書 記 副經(jīng)理 技 術(shù) 主 管 辦 公 室 主 任 機(jī) 電 主 管 材 料 主 管 生 產(chǎn) 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(nèi)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(dāng)?shù)貧庀蟛块T的聯(lián)系 掌握湘江天氣及水 文情況 及時反饋施工現(xiàn)場 以便及時合理的安排和指導(dǎo)施工 2 在施工場區(qū)指定地點儲備充足的應(yīng)急搶險物資 專人看管專 人檢查 保證應(yīng)急搶險物資的質(zhì)量和數(shù)量 3 施工現(xiàn)場自備備用發(fā)電機(jī) 以滿足突然停電情況下的防洪及 施工生產(chǎn)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(jìn)行觀察防護(hù) 以保證 防洪堤出現(xiàn)問題前及時進(jìn)行加固 杜絕更大事故發(fā)生 6 每天對湘江水位進(jìn)行觀測 待達(dá)到警戒水位時 立即停止施 工 并按照程序逐級上報