暗挖隧道注漿施工技術方案(14頁).pdf
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2022-08-15
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1、北京市盧溝橋再生水廠及再生水利用工程盧溝橋南路再生水管線(大瓦窯北橋永定河東岸)工程1+8462+016 段暗挖隧道注漿施工方案一、工程簡介盧溝橋污水處理廠再生水回用工程東起大瓦窯北橋現況DN800再生水干管,西至永定河東岸,與盧溝曉月再生水補水管相接,向盧溝曉月提供河湖環境補水。中水樁號1+846-2+016 過五環段是盧溝橋污水處理廠再生水回用工程的一部分,設計采用暗挖隧道結構,隧道總長度約170m。二、工程簡況隧道采用直墻拱形結構,凈寬1.6m,直墻高 4.43m,矢高 0.563m。隧道斷面拱頂埋深 810m。2.1、位置及范圍1)盧溝橋南路再生水管線1+846-2+016 段采用淺埋2、暗挖法下穿西五環路。隧道內底標高46.00-47.20m,五環路下方隧道初襯頂覆土8.68m。2)隧道 1+920-1+940 區段從五環路宛平橋F 匝道橋的 F-3、F-4 樁之間穿過且距橋樁較近。3)隧道與 F匝道橋平面位置關系示意圖如下:隧道下穿 F 匝道橋平面示意圖1+920F4F3五環路1+940F匝道隧道與 F匝道橋 F3、F4樁相對位置示意圖2.2、隧道結構隧道凈寬1.6m,直墻高1.43m,失高 0.563m。拱頂埋深8m-10m。采用直墻拱形復合襯砌結構,由鋼格柵加噴射混凝土的初期支護與模注砼的二次襯砌組成。層間設柔性防水層。初襯厚250mm,二襯厚250mm,采用上下臺階法3、施工。2.2、構造措施混凝土保護層厚度:初襯內側:30mm、外側:40mm;二襯內外側均為35mm。變形縫設置:隧道與豎井連接處各設一道,隧道間隔30m設一道;縫寬 20mm。2.3、工程水文地質土質編號埋深 m 土壤類別土壤性質備注內摩擦(0 )天然密度g/cm3 N63.5 0-3.31 卵石-碎石填土12.0 2.1 27 D=2-6cm 粘性土填土及細砂填土約 30%。五環路F3F4現澆連續箱梁宛平橋 F匝道3.31-6.5 卵石-圓礫34.0 2.15 86 D 長=10cm、D 大=8cm,D 一般=2-6cm,亞圓形,級配較好,含中砂約20%-30%。6.5-11.5 卵石38.4、0 2.20 110 含中砂夾層,D 長=14cm、D大=10cm,D 一般=4-8cm,亞圓形,級配較好,含中砂約20%-25%,局部少量漂石。說明:隧道在F 匝道橋范圍,處于、層。場地無地下水影響。2.4、與隧道交叉的現況管線及構筑物情況現況管線、構筑物情況統計表管線名稱結構類型位置高程與隧道關系污水管D1200 砼1+858 內底 50.59 距結構頂 2.6m 雨水管D600 砼1+915 內底 54.41 距結構頂 5.6m 電信管200200 1+918 外頂 56.30 距結構頂 7.2m 給水管DN100 鋼管1+950 外頂 56.48 距結構頂 7.3m 大興灌渠鋼筋砼結構5、1+870 底高 52.65 距結構頂 4.1m 永定河堤壩漿砌塊石2+005 底高 52.46 距結構頂 2.9m 三、注漿加固區段劃分1)超前小導管注漿區段:1+846-1+906、1+9512+016 段,合計全長125m。2)拱 頂后 退 式 深孔 注 雙 液 漿 區 段:1+9061+913、1+9231+930、1+940.71+951,全長 24.3m。3)拱頂及兩側后退式深孔注雙液漿區段:1+913-1+923 及 1+930-1+940.7,全長 20.7m。四、注漿支護方案4.1、注漿方案的選擇本工程圍巖結構較松散,且透水性強,暗挖段擬穿越永定河堤壩、大興灌渠、京周公路輔路6、五環路主路以及F 匝道橋,且路面沉降量要求非常嚴格(15mm),為保證上述地段在隧道施工時土層承載力,根據以往施工成功經驗,圍巖在注入水泥-水玻璃以及外加劑組成的漿液發生化學反應,使顆粒間的空隙充滿漿液并使其固結,提高了各項力學指標數值,使土層透水性降低,形成具有一定強度和止水效果的地下連續注漿防護體,達到止水、加固的預防目的。經對1+8461+874 段隧道土體開挖發現,采用超前導管注漿,導管打入困難,施工難度較大,對土層固化作用小,且實施困難、坍塌嚴重。故方案選擇如下:1)在穿越 F 匝道橋時對 1+9131+923、1+9301+940.7 段采用后退式拱頂及兩側深孔灌注雙液漿的加固措7、施。2)在穿越五環路主路(除穿越F 匝道橋段)時采用后退式拱頂深孔灌注雙液漿的加固措施。3)其余地段采用超前小導管注漿,漿液為改性水玻璃。注漿方案選擇示意圖4.2、后退式深孔灌注雙液漿1)注漿孔布置:掌子面孔位分三環布置,從掌子面通過三次定位鉆機使注漿軌跡呈發散狀,孔位間排距0.8M,孔深由外到內分別為6M、8M、10M,每環間交叉梅花型布置。第一工作循環為避免產生注漿盲區,多設置1 環,孔深 4M。2)主要技術要求及參數每一工作循環對地層的有效加固深度為10M;單個注漿孔位有效擴散半徑 0.75 1M;對地層有效加固,加固范圍超過開挖輪廓線不小于1.0M;注漿加固按先外環后內環的順序施工,采8、用后退式注漿。3)注漿參數注漿速度:每分鐘1020 升;注漿時間:每10 分鐘回抽鉆桿 0.5M;注漿壓力:0.2 0.5MPa,局部地層可適當調節;注漿量與該砂卵石的性質、范圍有關,按擴散半徑0.75M 計算,注漿量約為每延長M0.35 立方 M;漿液材料及配合比如下:A液:水玻璃稀釋比為3:2,即水玻璃(硅酸納)60%,水 40%;B 液:攪拌機每次加水泥150kg,加水混合后加入液態添加劑1.2L、固態添加劑1kg 及適量緩和劑。比例為:水泥34.3%,DHP劑(固態添加劑)5.56%,GOX 劑(液態添加劑)4.17%,XPM 劑(緩和劑)2.97%,水 53%。A液 B液比例為:1:9、1;漿液凝固時間 1 分鐘 7 分鐘可調。2m2m6m土壤加固三維效果圖說明:1 先施工綠色線,即 10m 加段。2 后施工藍色線,即 8m 加固段。3 最后施工紅色線,即 6m 加固段。4 全部管孔均采用后退式注漿法。5 每一注漿層的前端均注入高配比漿液。后端注入低配比漿液并加大分次注漿距離。但要保證每層搭接 1.0。6 為填補前6的真空地段,亦可增加第四層注漿層。視注漿效果定。4.3、深孔后退式全斷面注漿1)匝道橋區段為隧道標準斷面,采用臺階法施工。為減小對橋樁周邊土體擾動,本著“先加固后施工”的原則,在隧道輪廓外2m 范圍做深孔后退式全斷面注漿加固。實際實施中,區間施工至距保護橋樁5m 10、時,封閉掌子面,對前方橋樁進行定向二重管無收縮雙液注漿加固,加固范圍為樁基前后各 5m長度,加固重點為樁底及下部樁周。2)二重管無收縮雙液注漿施工工藝鉆孔:根據地質情況及施工方法,選用不同的鉆孔方法。鉆孔中注意事項a)、做好鉆探詳細記錄,指導注漿施工。b)、鉆孔時分批進行,隔孔施鉆。漿液選擇:見下表所示。A 液B 液C 液硅酸鈉 60L 水 40LGs劑:3.5%P劑:4.5%DHP劑:6.7%GBX劑:7.1%水剩余量水泥 19.86%DHP 劑 5.561%GOX 劑 4.171%XPM 劑 2.979%水剩余量100 L 100 L 100 L 注漿參數注漿終壓:0.31Mpa;漿液擴散11、半徑:500mm;注漿施工機具機械:KD-200 型坑道鉆機 2 臺、SYB-60/50 型注漿泵 3 臺、SJY-雙層攪拌機 2 臺;器具:旋轉二重管、旋噴液混合器、切換噴頭其它:排水處理裝備、測定器具、凝膠時間測定儀漿液配制:a)、按攪拌機的容積和注漿材料的配比參數計算出配制一桶漿液所需要的水泥和水的用量。b)、先在攪拌機中加入一定量的水,再加入規定量的緩凝劑,強力攪拌 3min,然后加入一定量的水泥,強力攪拌均勻,待用。c)、在濃水玻璃中加入水,稀釋至設計濃度,攪拌均勻后待用。d)、按比例進行凝膠時間測試實驗,如果達不到設計要求重新調整。e)、量取水泥漿攪拌桶的體積,根據其面積及配比要求12、標定須加入水的高度及需加入水泥的重量,以此控制水泥漿的配比。f)、量取水玻璃桶的體積,標定設計單段注漿量所需的高度,以此控制設計注漿量。工藝要求a)、止漿塞初始停放位置:應根據注漿長度及注漿管前端開孔位置以及止漿塞構造精確計算止漿塞初始停放位置。b)、后退式分段注漿應注意將帶有止漿塞的芯管和頂管連接后插入到注漿管孔底,壓緊止漿塞使之膨脹,以達到止漿效果。分段后退式注漿要特別注意止漿塞損壞程度,施工過程中若發現止漿塞存在問題,應立即更換,以免引起注漿管堵塞,造成芯管無法拔出。3)施工順序:注 漿 范 圍:穿越宛平橋區評估咨詢報告所示注漿加固范圍如右:注漿方法:封閉掌子面,全斷面深孔后退式注漿,一13、次性 注 漿12m,開 挖10(10.7)m。注 漿 效 果 檢查:必須保證一次性合格;本段采用后退式深孔注漿對匝道橋樁基進行預加固。其注漿方法及參數與過路段注漿加固施工相同。加固示意圖如下:五環路F3F42+018.5(1+913)(1+923)2+028.52+046.1(1+940.6)(1+929.9)2+035.4F匝道說明:1、圖中紅色陰影部分為評估報告內擬定注漿加固范圍;2、黑色樁號為原圖紙樁號,括號內紅色樁號為本工程施工圖變更設計后的樁號。說明:1 F3、F4樁區段采用全斷面深孔后退式注漿加固。2 先施工藍色線,即 8m 加段。3 后施工綠色線,即 6m 加固段。4 最后施工紅14、色線,即 4m 加固段。5 全部管孔均采用后退式注漿法。6 每一注漿層的前端均注入高配比漿液。后端注入低配比漿液并加大分次注漿距離。但要保證每層搭接1.0m。7 為填補前 4m 的真空地段,可增加第四層注漿層。視注漿效果定。8 待加固 8m 區段后,開挖 6m。隨后進入下一注漿循環。4.4 超前小導管注漿1)超前小導管注漿工藝流程詳見下圖2)超前小導管的制作超前導管的制作超前小導管采用323.25mm 鋼管,管長3.0m。縱向間隔每2 榀設置一排。注漿管前端做成尖形,后端焊上鐵箍,在距鐵箍端0.6m 處開始鉆孔,鉆孔沿管壁間隔150mm呈梅花形布設,孔位互成90 度,孔徑 8mm。3)注漿施工15、a.首先噴射混凝土封閉掌子面。超前導管從網構鋼架腹內穿過,沿隧道開挖輪廓線布置,環向間距300mm。縱向間隔每2 榀設置一道,相鄰兩排導管搭接水平投影長度 1m。為保證核心土穩定,在核心土范圍增加4 個水平打入點,用超前導管灌注水泥漿。b.導管用巖心鉆打入土層,注漿前將鋼管尾端用綿紗封堵、鋼管周邊空隙用快硬水泥封閉;施工準備安設小導管鉆孔連接管路及孔口密封孔口周圍快硬水泥砂漿封閉調節水壓達到設計要求注漿壓力流量達到設計要求結束漿液拌制漿液配合比設計 檢查機具封閉工作面制作小導管否否否600不鉆孔323.25mm 鋼管管箍(6鋼筋加焊)出漿孔83000200c.待本環超前導管全部打入后并完成封閉16、后開始注漿。在管口連接高壓注漿管,壓水試運轉,檢查管路是否漏水和注漿機工作是否正常,合格后開始作業。漿液現場配置,在規定時間內完成。注漿壓力視現場條件波動在0.3 0.5MPa;采取隔一注一,最后注中間孔方式,注漿時注意觀察壓力和進漿量的變化,發現情況異常,及時分析原因采取對策,注漿結束后清洗注漿設備。儲漿桶回漿方向進漿方向注漿泵閥門壓力表閥門流量表壓力表活接頭注漿花管閥門北京市盧溝橋再生水廠及再生水利用工程盧溝橋南路再生水管線(大瓦窯北橋永定河東岸)工程1+8462+016 段暗挖隧道注漿施工方案目錄一、工程簡介 1 二、工程簡況 1 2.1、位置及范圍 1 2.2、隧道結構 2 2.2、構造措施 2 2.3、工程水文地質 2 2.4、與隧道交叉的現況管線及構筑物情況3 三、注漿加固區段劃分4 四、注漿支護方案4 4.1、注漿方案的選擇4 4.2、后退式深孔灌注雙液漿5 4.3、深孔后退式全斷面注漿7 4.4 超前小導管注漿 11 北京市盧溝橋再生水廠及再生水利用工程盧溝橋南路再生水管線(大瓦窯北橋永定河東岸)工程1+8462+016 段暗挖隧道注漿施工方案編制人:審核人:審批人:北京市常青市政工程有限公司二 00 九年六月